BT型矿热炉熔渣处理工艺

靳 玲，李秦灿，吕 韬，丁向娟

（中冶东方工程技术有限公司，山东 青岛 266555）

我国是铁合金生产大国，年总产能3000万吨以上。然而，相关企业布局分散，绝大多数生产规模小，设备简陋，工艺落后，节能环保不达标，严重制约着铁合金行业的进步和可持续发展。

铁合金绝大多数是用矿热炉来生产，以矿石、碳质还原剂、熔剂为原、燃料，利用电能转化成的热能进行冶炼而制得，其间，SiO2、CaO以及一些金属氧化物进入渣相，此为炉渣的来源。随着铁合金产量的不断增加，炉渣量也越来越多，对环境造成的影响不容忽视，亟需综合治理与利用。

目前铁合金企业基本是采用传统水冲渣的熔渣处理工艺，即熔渣溢流至渣罐后，由行车吊至车间一侧，倾倒渣罐，同时用高速水流进行冲制，形成的渣水混合物进入沉淀池，静置一段时间后将渣捞出。这种方式虽然配置简单，但占用不少面积，处理方式粗犷，环境恶劣，存在一定的安全风险。针对上述现状，文章提出了一种BT型矿热炉熔渣处理工艺，可有效改善现场工作环境，提高生产效率。

1 工艺流程

本项目有两座矿热炉，共使用两套脱水系统。其中，每座矿热炉使用2个冲制箱，共用一套脱水器、水系统和运输系统。平面布置见图1所示。

图1 BT型矿热炉熔渣处理平面布置图

1.1 BT型矿热炉熔渣处理工艺原理

熔渣被从冲制箱喷出的高速水流破碎、水淬粒化，形成的渣水混合物经渣沟流入缓冲塔内继续冷却。缓冲塔内的渣水混合物经渣水分配器流入脱水器内，通过转鼓过滤脱水，脱水后的粒化渣送至大倾角胶带机，进入水渣缓冲仓内，缓冲仓存量满足单次出渣量，定时由汽车拉走。脱水器滤出的水流入沉淀池，经两级沉淀溢流至吸水井，直接经冲渣渣浆泵加压后送往冲制箱循环使用。两沉淀池底部沉积的细颗粒化渣由气力提升机提升至缓冲塔内再次进入脱水器进行脱水。水渣从脱水器粒化和脱水过程中产生的大量水蒸汽由缓冲塔上部的烟囱高空排放。

1.2 主要技术指标（一套脱水器系统）

日产渣量：151.68t/天；出铁（渣）次数：4次/天；一次出渣时间：30min；渣流量（稳定时）3.0t/min；年作业天：330d；工作制度：与矿热炉同步；循环水：800m3/h，间断使用；耗水量：0.7m3/t；耗电量：2kW/t渣；耗气量：10 Nm3/t渣；作业率：≥95%。

2 工艺优势

2.1 缩小占地面积，降低建设投资

原有水渣法是通过抓斗行车来进行清渣操作，渣沉积在沉淀池中，存储一定量后再取出，间歇性工作。尤其是在夜间，水雾蒸腾，视野很差，往往不进行清渣工作。因此，平时需要一个体积比较大的池子来存置水淬渣。BT型工艺采用气力提升去渣，可以连续操作，使沉淀池中的水淬渣保持在一定的合理体积范围内，因此沉淀池可小一些，降低土建成本。

2.2 避免冲渣处水雾蒸腾，环境相对友好

可见度很低，存在一定的不安全性，同时，行车等一些设备，长期处于这种高温、高湿的环境中，腐蚀、老化严重，寿命短，增大了维护成本BT型工艺可将缓冲塔、脱水器内产生的水汽有组织地收集起来，由缓冲塔顶部的烟囱排出，大大改善了工作环境，保障了机械设备的寿命。不过，该工艺排出的水汽及热量目前尚未有效地得到利用，相关工作还处于研究阶段。

2.3 取消了行车渣罐转运，降低安全隐患

原有水渣法在出渣后，需要通过行车将渣罐吊运至车间一端的冲渣侧进行冲制水淬，渣罐内的高温熔渣在车间内转运，存在一定的安全风险。BT型工艺取消了行车吊运这一制度，熔渣通过渣罐溢流至渣沟，杜绝了渣罐吊运可能产生的风险，也从一定程度上提高了行车的运行寿命。

2.4 冲渣安全性提高

原有水渣法采用行车倾翻渣罐进行出渣，这种操作渣量可控性差，容易出现水量与渣量不匹配的现象，当水量不足时，很容易引发爆炸事故。BT型工艺中，熔渣先通过铁水罐、渣罐后再溢流至渣沟，进入冲渣系统，此时渣流量波动较渣铁口处或行车倾翻渣罐操作有所减缓，有助于水量控制，提高了冲渣安全性。

3 主要设备

3.1 脱水器

本体结构由对称的两个半圆柱体组成，通过螺栓连成一体。脱水器沿圆周等分为20个格，每格的三个侧面装有可拆卸的筛网以达到脱水的目的。筛网为不锈钢梯形断面条形网，材质为不锈钢，筛框材质为16Mn。脱水器的运转和变速是通过变频调速电机、减速器、小齿轮、大齿圈来实现的，可通过变频器实现无级调速。脱水器外壳设有两路冲洗筛网喷头，一路压缩空气吹扫喷头，一路水吹扫喷头，用以清洁筛网。导料槽内部采用耐磨结构，确保其使用寿命。脱水器传动齿轮及导向轮采用整体结构，材质为合金钢。脱水器支撑辊及挡轮结构简洁，便于调整，支撑可靠。设备各喷水点均采用陶瓷喷嘴，更换方便，使用寿命长。

3.2 气力提升机

气力提升机型号：QT75-Ⅱ；提升介质：粒化细渣；工作温度：≤100℃；正常情况下氮气进口压力：≤0.3 MPa；水进口压力：≥0.4MPa，水流量：60m3/h；最大提渣量：120t/h，最大渣水比：3∶1；提升高度：不小于 12m；水搅拌直径：1.0m。

4 结 语

随着生态文明改革的推进和环保力度的加大，铁合金行业原有的水冲渣处理工艺由于占地大、效率低且环境恶劣等因素，已经无法适应清洁、绿色生产的需求，制约着行业的进步和可持续发展。文章提出的BT型矿热炉熔渣处理工艺可以很好地解决该问题，同时也有助于铁合金行业整体装备水平的提升与优化，具有显著的推广与应用价值。