中小高爐出鐵場除塵改善設計

王彩艷， 董會國， 范志剛

（1.中冶賽迪上海工程技術有限公司， 上海 200940； 2.中冶賽迪工程技術股份有限公司， 重慶 401122）

高爐開、堵鐵口和出鐵過程中的煙塵，平均每生產(chǎn)1 t鐵水就會產(chǎn)生2.5 kg的煙塵。其中正常出鐵時各污染源包括出鐵口、主溝、鐵溝、渣溝、撇渣器、魚雷罐車等部位產(chǎn)生的煙塵占86%[1]，屬于一次除塵。開、堵鐵口時產(chǎn)生的煙塵稱為二次除塵。高爐出鐵場煙塵粒度較細，粉塵在大氣中處于懸浮狀態(tài)，停留時間長，擴散范圍廣，不僅污染了周圍的環(huán)境，而且直接影響了工人的操作和身體健康。隨著環(huán)保要求和工人健康需求的提高，高爐出鐵場也要求向潔凈化發(fā)展。

1 現(xiàn)有高爐出鐵場除塵配置簡介

大高爐出鐵場空間大，對環(huán)保較重視，故在設計時除塵配置較為完善，常規(guī)配置如下：鐵口區(qū)域設置頂吸+雙側吸，并配置主溝A蓋和移蓋機；主溝撇渣器、鐵溝、渣溝、擺動流槽處都設置側吸，單個鐵口系統(tǒng)的除塵風量在90萬m3/h以上。大高爐的渣鐵溝耐材配置較好，通鐵量大，檢修周期長，故渣鐵溝都采用溝蓋全覆蓋，所以大高爐出鐵場除塵效果較好。

中小高爐出鐵場空間小，鐵口一般只設置頂吸+單側吸。中小高爐出鐵水多數(shù)采用固定罐位出鐵，除塵管路系統(tǒng)密封較差。且中小高爐的渣鐵溝耐材配置較差，檢修作業(yè)頻繁，故渣鐵溝覆蓋面較少，所以中小高爐出鐵場除塵效果差。

2 中小高爐出鐵場除塵改善設計

針對中小高爐出鐵場除塵效果差，本文提出改善設計，該方案可在線改造，不影響生產(chǎn)，可顯著提高出鐵場除塵環(huán)境。以下以1000 m3級高爐為例，對改造方案進行說明。1000 m3級高爐出鐵場的典型配置如下：高爐設有兩個出鐵口雙矩形出鐵場，泥泡開鐵口機異側布置，泥泡操作室設置在鐵口附近，采用固定罐位出鐵。鐵口設有頂吸+單側吸，固定罐位處設置頂吸，系統(tǒng)總風量約為65萬m3/h。渣鐵溝溝系無覆蓋或者部分覆蓋。出鐵場平臺標高9.100 m，風口平臺標高11.550 m。

2.1 爐前區(qū)域局部封閉設計

對爐前區(qū)域進行局部封閉，減少出鐵場內(nèi)部及外部氣流對爐前煙塵的吹散作用，將煙塵封閉在一個放大的“頂吸罩”內(nèi)部去除，可提高爐前除塵效率。爐前煙塵不易捕捉的一個重要原因在于，爐前基本為一個敞開空間，從鐵口噴射出來的煙塵高速向前運動，很容易逃離除塵點負壓的捕捉及約束，特別在開鐵口作業(yè)煙塵產(chǎn)生量達到高峰的時段內(nèi)，煙塵受外界氣流影響而四處漫溢，逃離除塵點的捕捉。如果爐前區(qū)域能夠形成一個相對密閉的空間，將煙塵封閉，限制其出逃路線，此時再配以爐前頂吸、側吸兩大除塵點，爐前除塵效果將會大大改善。

爐前局部封閉設計方案如下：將鐵口頂吸罩拆除，利用風口平臺、泥炮操作室，并在出鐵場平臺上加設立柱及鋼梁，將泥炮、開鐵口機和主溝前段全部封閉，封閉小房凈空高度約5 m，封閉小房內(nèi)側均采用耐火材料噴涂。在封閉小房屋頂上方設置錐形通風罩，側面與通風主管連接。爐前封閉方案綜合考慮了爐前作業(yè)，具體說明如下。

1）鐵口操作作業(yè)：在開鐵口機側的密閉小房側面留有缺口，工人可以進行開鐵口機換桿操作。在泥泡側封閉小房側面設有檢修門，工人可以進行裝炮泥和清理炮嘴作業(yè)。

2）換風口設備作業(yè)：封閉小房靠近高爐側的側面立封板設為活動式，當需要檢修風口設備時，采用旋轉軸+鏈條固定的方式，將側面立封板放置水平，作為輔助檢修平臺，保證換風口設備作業(yè)空間。

3）主溝耐材解體和澆注作業(yè)：把封閉小房主溝兩側的封板設置為活動門，活動門的凈空約2.6 m，主溝解鐵機可進入封閉小房進行解體作業(yè)。在主溝上方的封閉小房屋頂設有5 t手拉葫蘆，配合主溝耐材澆注時模具的吊裝。

4）泥炮、開鐵口機設備部件的更換：在泥炮、開鐵口設備上方的封閉小房頂部設置10 t手拉葫蘆，當需要更換時，利用手拉葫蘆將設備部件移到封閉小房外側，然后用出鐵場行車吊運。

5）通風降溫照明設施：在封閉小房中設置軸流風機和噴霧抑塵設施，對出鐵口的煙氣進行抑塵和降溫，同時改善工人在小房中的操作條件。在小房中設置耐熱防爆照明設施。

6）安全設置：在開鐵口機機身側、泥泡炮身側設置檢修門，主溝兩側均設置活動門，方便工人進出。

2.2 主溝撇渣器、鐵溝、渣溝增設煙罩設計

主溝末端、渣鐵溝系無覆蓋或部分覆蓋，在出鐵過程中，煙塵隨著鐵流、渣流隨意揚散到出鐵場空間內(nèi)，操作環(huán)境差，故需要對溝系進行全封閉處理。

在主溝撇渣器上增設拱形煙罩，寬度2.6 m，高度約1.8 m，煙罩上設置觀察孔、檢修門，煙罩內(nèi)部空間滿足工人檢修維護操作要求。在主溝撇渣器處設置除塵點：新增撇渣器處的風管從出鐵場除塵主管接出后，從出鐵場填沙中鋪設到主溝邊緣與主溝煙罩連接。

鐵溝和渣溝上方全部增設煙罩：渣溝和前段鐵溝設置圓弧煙罩，高度約0.8 m，在煙罩上開設觀察孔，方便工人觀察熔鐵流向；在后段鐵溝設置拱形煙罩，寬度2.6 m，高度約1.8 m，開設檢修門，煙罩內(nèi)部空間滿足工人檢修維護操作要求，方便工人對鐵水進行引流和截流，煙罩頂部留有與現(xiàn)有通風管道的接口。在后段鐵溝上方設置5 t電動葫蘆。當檢修鐵溝時，鐵溝煙罩可用電動葫蘆吊移出來后，用出鐵場行車吊運。

增設的主溝撇渣器、鐵溝、渣溝煙罩內(nèi)部都設有輕質(zhì)噴涂料，充分考慮隔熱的同時盡量降低煙罩的質(zhì)量。

通過對出鐵場內(nèi)的上述“封”、“擋”、“蓋”等措施改造，在不變動出鐵場除塵配置體系的前提下可大大改善出鐵場的環(huán)境質(zhì)量。

3 結語

隨著對環(huán)保的日益重視，對作為主操作平臺的出鐵場平臺的要求越來越高。出鐵場平臺不僅要滿足正常的出鐵出渣功能，還需要提供良好的作業(yè)環(huán)境。中小高爐由于自身條件限制，出鐵場除塵效果較差。本方案在不變動除塵配置體系，不影響生產(chǎn)的條件下，將爐前、主溝撇渣器、鐵溝、渣溝進行封閉，封閉后出鐵時出鐵場現(xiàn)場無組織排放粉塵大量減少，出鐵場平臺無明顯揚塵，爐前環(huán)境得以改善。

[1]項鐘庸，王莜留.高爐設計—煉鐵工藝設計理論與實踐[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007.