濟鋼4#3 200 m3高爐沖渣系統(tǒng)優(yōu)化

方 偉，劉世文，樊增彬

（山鋼股份濟南分公司，山東 濟南250101）

1 前言

濟鋼4#3 200 m3高爐沖渣系統(tǒng)采用改進后的圖拉法進行處理，水和渣經(jīng)脫水器分離后，經(jīng)皮帶機運至指定位置。圖拉法?；幚砉に囎鳛橐环N引進的技術(shù)，已經(jīng)在全國各大鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。濟鋼3 200 m3高爐共4個鐵口，分為南北兩個渣處理系統(tǒng)，采用圖拉法改進的熔渣水淬方式。設(shè)備投產(chǎn)運行后，沖渣系統(tǒng)存在脫水器篩網(wǎng)堵塞、泡沫渣和設(shè)備磨損等問題，為此，對沖渣系統(tǒng)進行工藝和設(shè)備改造。

2 沖渣工藝存在問題分析

2.1 沖渣工藝

濟鋼3 200 m3高爐沖渣工藝分為熔渣?；⒗鋮s、水渣脫水、水渣輸送、外運及沖渣水循環(huán)等，其中熔渣沖制和脫水兩部分是渣處理的關(guān)鍵，工藝流程如圖1所示。

圖1 濟鋼圖拉法渣處理工藝流程

渣漿泵提供高壓水，爐渣經(jīng)渣溝流嘴流入?；紫缺涣；髁；?，?；蟮臓t渣顆粒在空中被水冷卻，落到?；撞亢?，進行二次水淬冷卻。在粒化塔底部有兩道助沖水，渣在助沖水的沖擊下流入脫水器進行渣水分離。轉(zhuǎn)鼓外側(cè)為不銹鋼制作的外篩網(wǎng)，鼓內(nèi)有沿圓周向均布的隔板，隔板上安裝有內(nèi)篩網(wǎng)，把轉(zhuǎn)鼓分為若干區(qū)間，這樣在轉(zhuǎn)動過程中，水被逐步脫去；到達(dá)安裝位置的最上部時，過濾脫水基本結(jié)束，渣粒落入導(dǎo)向漏斗，由皮帶機運走。而轉(zhuǎn)鼓脫去的水則由轉(zhuǎn)鼓下方的回水槽流入沉淀池，再進入吸水池，循環(huán)使用。

2.2 存在問題及分析

1）脫水器篩網(wǎng)堵塞，在篩網(wǎng)外側(cè)形成結(jié)晶層，大大降低了水與渣的分離效果，增大了設(shè)備運行負(fù)荷。這主要是由于沖渣循環(huán)水中含有的細(xì)小渣顆粒及沉淀物較多，這些物質(zhì)被渣漿泵吸走后通過脫水器側(cè)噴噴嘴打在篩網(wǎng)外側(cè)，較小的顆?？ㄔ诤Y網(wǎng)上，越積越多。改善側(cè)噴水水質(zhì)是關(guān)鍵，同時控制水渣顆粒。

2）容易產(chǎn)生虛假的大渣量（泡渣）。由于堆比重小，造成渣中含水量大，水渣的相對體積過大，此時若脫水器效果差，就會出現(xiàn)皮帶機上水渣漂浮的現(xiàn)象，造成水渣無法正常運輸，增大沖渣設(shè)備負(fù)荷，嚴(yán)重時會將皮帶機掩埋，降低運輸效率。水渣顆粒的粒度與堆比重是衡量水渣效果的重要參數(shù)，它們主要由沖制水壓決定，其關(guān)系見圖2。

圖2 水壓與水渣堆比重及水渣粒度的關(guān)系

從圖2可以看出，隨著沖渣水壓增大，水渣堆比重就越大，水渣粒度越小，水渣越重。但當(dāng)水壓超過0.196 MPa，水壓進一步增大時，水渣堆比重增加趨勢變緩，水渣粒度的減小也趨于平緩，此時，水壓對水渣沖制的影響較小，說明增大堆比重不能靠無限增大水壓的方式進行。如果進一步增大水壓，水渣顆粒就會變得愈來愈小，這就增大了進入循環(huán)池的渣量，并且水壓越大，增大水壓所需的能耗就越大，對設(shè)備的磨損也就越大。因此，可以通過控制水壓在一定范圍內(nèi)，保證水渣顆粒及堆比重的大小，從而避免泡渣產(chǎn)生，也可以避免過多細(xì)小渣顆粒的產(chǎn)生。同時滿足沖渣堆比重與顆粒度的水壓在0.2～0.3 MPa之間。

3）側(cè)噴噴嘴及沖制器的磨損，沖制器為整體箱式結(jié)構(gòu)，前面沖制面板上分布有沖制孔，這些孔的大小及形狀也決定著熔渣的沖制效果。由于循環(huán)水中含有大量的細(xì)渣顆粒，加上水壓較高，水流從面板出來后，會對面板上的沖制孔產(chǎn)生磨損，如果更換不及時，也將會對熔渣的沖制效果產(chǎn)生影響。噴嘴為普通鋼管焊接在側(cè)噴主管上，更換與維護不便，這主要是由于循環(huán)水壓力較高且水內(nèi)含有細(xì)渣顆粒，磨損大造成的，可通過改變設(shè)備材質(zhì)及結(jié)構(gòu)的形式延長其壽命。

3 沖渣系統(tǒng)優(yōu)化

3.1 增設(shè)側(cè)噴裝置

通過前面分析，解決脫水器篩網(wǎng)堵塞問題，關(guān)鍵是水質(zhì)與側(cè)噴水壓力，因此對脫水器側(cè)噴進行單獨改造。在脫水器與循環(huán)池之間的空地上增設(shè)側(cè)噴裝置，利用原有儲渣池作為蓄水池，補水時先在此池中補充。外接加壓泵，連至脫水器側(cè)噴。水沖洗完篩網(wǎng)后通過回水溝進入循環(huán)池，作為循環(huán)池循環(huán)用水使用；同時為了調(diào)節(jié)水壓，保證側(cè)噴對篩網(wǎng)的沖洗效果，在管道上安裝有電動調(diào)節(jié)閥。為了延長噴嘴的使用壽命，對噴嘴進行改造。將噴嘴分為3部分（見圖3），有內(nèi)螺紋的外管套一焊接在側(cè)噴主管上，有外螺紋的管套二與管套一配合連接，中間為陶瓷管。由于陶瓷管耐磨，且更換時只需單獨更換，檢修維護方便。

圖3 改進后的噴嘴結(jié)構(gòu)

3.2 增加水壓調(diào)節(jié)裝置

從水壓對水渣堆比重及水渣顆粒度的影響可以看出，通過調(diào)節(jié)水壓的方式，可杜絕泡沫渣的產(chǎn)生，需保證水壓穩(wěn)定在0.196 MPa以上。因此采用在管道上增設(shè)溢流閥門的方式來調(diào)節(jié)水壓，使沖渣水壓穩(wěn)定在0.20～0.24 MPa，沖制的水渣二維顆粒度可控制在4.5 mm2左右，遠(yuǎn)離產(chǎn)生泡渣的危險水壓帶，同時也保證了水渣的顆粒度，減少了進入循環(huán)池的細(xì)渣顆粒，降低了管道等設(shè)備的磨損。

3.3 改進沖制箱

沖制箱是熔渣處理的關(guān)鍵，原來的沖制箱為整體結(jié)構(gòu)，更換困難。為方便維修，對沖制箱進行重新設(shè)計制作安裝。將原來一體式結(jié)構(gòu)改為分體式，面板與箱體分開，通過法蘭連接，這樣每次更換時，只需更換面板。當(dāng)磨損影響到?jīng)_制效果后，僅需對前端面板進行更換，不僅保證了沖制效果，也大大降低了檢修維護時間，保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定。

4 結(jié)語

沖渣系統(tǒng)改造后，沖渣水壓穩(wěn)定在0.20～0.24 MPa，杜絕了泡沫渣的產(chǎn)生，保證了設(shè)備的穩(wěn)定運行，同時也提高了運輸效率，沖制的水渣二維顆粒度可控制在4.5 mm2，同時水中細(xì)渣顆粒明顯減少，降低了設(shè)備的磨損量。沖制箱的改進提高了設(shè)備的檢修效率，保證了熔渣的沖制效果。側(cè)噴改造完成后解決了篩網(wǎng)堵塞的問題，使得脫水器脫水能力大大提高，南北兩側(cè)沖渣系統(tǒng)可停運1臺脫水器及相應(yīng)皮帶機，年節(jié)約電耗及壓縮風(fēng)消耗約100萬元，年節(jié)約篩網(wǎng)等備件成本約40萬元。