中小高炉出铁场除尘改善设计

王彩艳， 董会国， 范志刚

（1.中冶赛迪上海工程技术有限公司， 上海 200940； 2.中冶赛迪工程技术股份有限公司， 重庆 401122）

高炉开、堵铁口和出铁过程中的烟尘，平均每生产1 t铁水就会产生2.5 kg的烟尘。其中正常出铁时各污染源包括出铁口、主沟、铁沟、渣沟、撇渣器、鱼雷罐车等部位产生的烟尘占86%[1]，属于一次除尘。开、堵铁口时产生的烟尘称为二次除尘。高炉出铁场烟尘粒度较细，粉尘在大气中处于悬浮状态，停留时间长，扩散范围广，不仅污染了周围的环境，而且直接影响了工人的操作和身体健康。随着环保要求和工人健康需求的提高，高炉出铁场也要求向洁净化发展。

1 现有高炉出铁场除尘配置简介

大高炉出铁场空间大，对环保较重视，故在设计时除尘配置较为完善，常规配置如下：铁口区域设置顶吸+双侧吸，并配置主沟A盖和移盖机；主沟撇渣器、铁沟、渣沟、摆动流槽处都设置侧吸，单个铁口系统的除尘风量在90万m3/h以上。大高炉的渣铁沟耐材配置较好，通铁量大，检修周期长，故渣铁沟都采用沟盖全覆盖，所以大高炉出铁场除尘效果较好。

中小高炉出铁场空间小，铁口一般只设置顶吸+单侧吸。中小高炉出铁水多数采用固定罐位出铁，除尘管路系统密封较差。且中小高炉的渣铁沟耐材配置较差，检修作业频繁，故渣铁沟覆盖面较少，所以中小高炉出铁场除尘效果差。

2 中小高炉出铁场除尘改善设计

针对中小高炉出铁场除尘效果差，本文提出改善设计，该方案可在线改造，不影响生产，可显著提高出铁场除尘环境。以下以1000 m3级高炉为例，对改造方案进行说明。1000 m3级高炉出铁场的典型配置如下：高炉设有两个出铁口双矩形出铁场，泥泡开铁口机异侧布置，泥泡操作室设置在铁口附近，采用固定罐位出铁。铁口设有顶吸+单侧吸，固定罐位处设置顶吸，系统总风量约为65万m3/h。渣铁沟沟系无覆盖或者部分覆盖。出铁场平台标高9.100 m，风口平台标高11.550 m。

2.1 炉前区域局部封闭设计

对炉前区域进行局部封闭，减少出铁场内部及外部气流对炉前烟尘的吹散作用，将烟尘封闭在一个放大的“顶吸罩”内部去除，可提高炉前除尘效率。炉前烟尘不易捕捉的一个重要原因在于，炉前基本为一个敞开空间，从铁口喷射出来的烟尘高速向前运动，很容易逃离除尘点负压的捕捉及约束，特别在开铁口作业烟尘产生量达到高峰的时段内，烟尘受外界气流影响而四处漫溢，逃离除尘点的捕捉。如果炉前区域能够形成一个相对密闭的空间，将烟尘封闭，限制其出逃路线，此时再配以炉前顶吸、侧吸两大除尘点，炉前除尘效果将会大大改善。

炉前局部封闭设计方案如下：将铁口顶吸罩拆除，利用风口平台、泥炮操作室，并在出铁场平台上加设立柱及钢梁，将泥炮、开铁口机和主沟前段全部封闭，封闭小房净空高度约5 m，封闭小房内侧均采用耐火材料喷涂。在封闭小房屋顶上方设置锥形通风罩，侧面与通风主管连接。炉前封闭方案综合考虑了炉前作业，具体说明如下。

1）铁口操作作业：在开铁口机侧的密闭小房侧面留有缺口，工人可以进行开铁口机换杆操作。在泥泡侧封闭小房侧面设有检修门，工人可以进行装炮泥和清理炮嘴作业。

2）换风口设备作业：封闭小房靠近高炉侧的侧面立封板设为活动式，当需要检修风口设备时，采用旋转轴+链条固定的方式，将侧面立封板放置水平，作为辅助检修平台，保证换风口设备作业空间。

3）主沟耐材解体和浇注作业：把封闭小房主沟两侧的封板设置为活动门，活动门的净空约2.6 m，主沟解铁机可进入封闭小房进行解体作业。在主沟上方的封闭小房屋顶设有5 t手拉葫芦，配合主沟耐材浇注时模具的吊装。

4）泥炮、开铁口机设备部件的更换：在泥炮、开铁口设备上方的封闭小房顶部设置10 t手拉葫芦，当需要更换时，利用手拉葫芦将设备部件移到封闭小房外侧，然后用出铁场行车吊运。

5）通风降温照明设施：在封闭小房中设置轴流风机和喷雾抑尘设施，对出铁口的烟气进行抑尘和降温，同时改善工人在小房中的操作条件。在小房中设置耐热防爆照明设施。

6）安全设置：在开铁口机机身侧、泥泡炮身侧设置检修门，主沟两侧均设置活动门，方便工人进出。

2.2 主沟撇渣器、铁沟、渣沟增设烟罩设计

主沟末端、渣铁沟系无覆盖或部分覆盖，在出铁过程中，烟尘随着铁流、渣流随意扬散到出铁场空间内，操作环境差，故需要对沟系进行全封闭处理。

在主沟撇渣器上增设拱形烟罩，宽度2.6 m，高度约1.8 m，烟罩上设置观察孔、检修门，烟罩内部空间满足工人检修维护操作要求。在主沟撇渣器处设置除尘点：新增撇渣器处的风管从出铁场除尘主管接出后，从出铁场填沙中铺设到主沟边缘与主沟烟罩连接。

铁沟和渣沟上方全部增设烟罩：渣沟和前段铁沟设置圆弧烟罩，高度约0.8 m，在烟罩上开设观察孔，方便工人观察熔铁流向；在后段铁沟设置拱形烟罩，宽度2.6 m，高度约1.8 m，开设检修门，烟罩内部空间满足工人检修维护操作要求，方便工人对铁水进行引流和截流，烟罩顶部留有与现有通风管道的接口。在后段铁沟上方设置5 t电动葫芦。当检修铁沟时，铁沟烟罩可用电动葫芦吊移出来后，用出铁场行车吊运。

增设的主沟撇渣器、铁沟、渣沟烟罩内部都设有轻质喷涂料，充分考虑隔热的同时尽量降低烟罩的质量。

通过对出铁场内的上述“封”、“挡”、“盖”等措施改造，在不变动出铁场除尘配置体系的前提下可大大改善出铁场的环境质量。

3 结语

随着对环保的日益重视，对作为主操作平台的出铁场平台的要求越来越高。出铁场平台不仅要满足正常的出铁出渣功能，还需要提供良好的作业环境。中小高炉由于自身条件限制，出铁场除尘效果较差。本方案在不变动除尘配置体系，不影响生产的条件下，将炉前、主沟撇渣器、铁沟、渣沟进行封闭，封闭后出铁时出铁场现场无组织排放粉尘大量减少，出铁场平台无明显扬尘，炉前环境得以改善。

[1]项钟庸，王莜留.高炉设计—炼铁工艺设计理论与实践[M].北京：冶金工业出版社，2007.