宣鋼治理軋線含鐵粉塵實踐

郭九生

（河北鋼鐵集團宣鋼公司規劃發展處，河北張家口 075100）

1 治理前作業環境

宣鋼公司是河北鋼鐵集團長材生產基地，共有軋材生產線10 條，其中型材生產線一條，窄帶鋼生產線2 條，高速線材生產線3 條，棒材生產線4 條，年鋼產量600 多萬t。

近幾年來，宣鋼公司所有軋材生產線加熱爐均使用煤氣作為加熱熱源，一改過去紅煙黑煙彌漫的場景，廠房面貌和空氣質量得到很大改善，但原先不太突出的軋制過程中產生的含鐵粉塵卻成為環境污染的最大來源。在軋線上，以初軋軋機產生的含鐵粉塵最多，崗位粉塵濃度達到9.25 mg/m3（實測），隨著軋件規格的不斷減小，粉塵產生量依次減少，在中軋φ400 軋機，崗位粉塵濃度達到7.16 mg/m3，在精軋φ300 軋機，崗位粉塵濃度降為6.5 mg/m3，只要在軋鋼的時間，紅色的粉塵此起彼伏，對職工身體健康造成極大威脅。

2 治理方案

由于軋機序列主要由開口式軋機組成，受軋機拆裝軋輥以及正常檢修的制約，無法采用安裝集氣罩收集廢氣再進行凈化處理的方法控制粉塵。通過對日常生產觀察和分析，軋制過程中軋機出口產生的粉塵約占粉塵總量的85%～90%，如果把這一部分粉塵消除，基本就達到治理要求，我們根據濕式除塵的原理，決定采用水霧化吸附含鐵粉塵的方法進行治理，采用實心和空心兩種噴頭進行現場實際測試發現:實心噴頭可以部分將粉塵的部分吸附，大部分從輥縫和軋機進口位置處溢出，除塵效果不明顯；空心噴嘴供水壓力為0.5～0.8 MPa 時噴水量為1.2～1.5 m3/h，霧化后中間為空心，邊緣為霧滴組成的霧罩，霧化角度在60～75 度之間，霧罩可以將軋機出口罩住，當軋件粉塵溢出時其處于霧罩中，連續不斷的粉塵和由霧滴組成的霧罩產生碰撞并被霧滴吸附流入渣溝中，凈化后的空氣擴散在廠方空間中，軋件出口產生的90%以上粉塵被吸附，除塵效果較好，故設計上采用空心噴嘴進行霧化。

采取的設計方案是在軋機設計一套噴霧裝置：該裝置為一個丁字管，管的末端安裝一個可調球接頭，可調球接頭下部安裝一個空心錐噴嘴，將該裝置安裝在軋機出口上方500mm 處，采用支吊架形式，不固定，以軋機機架為安裝基礎，采用滑動方式，滑動塊可沿軋輥軸向移動，便于更換孔型時調整水管位置與軋機出口保持一致。同時，水管與滑動塊采用環形裝置連接，能夠以滑軌為軸做圓周運動，遇到軋機出現堆鋼時，軋件頂到噴霧水管，水管可自行翻起，防止頂壞水管裝置。水管出口與噴嘴之間安裝萬向球接頭，便于對噴水位置進行調整，保證霧罩全部罩住軋件出口。當軋件出軋輥后，軋件帶出的含鐵粉塵被完全罩入空心錐中，霧粒粒度接近粉塵的粒度，粉塵被霧粒完全吸附后進入地溝中。

由于噴霧系統所用噴嘴對水質要求較高，國內其它生產線均采用新水或凈環水壓制粉塵，但使用新水或凈環水，洗滌粉塵后污水將直接進入濁水系統，勢必打破濁水系統閉路循環水平衡，造成濁水外排。為此，在方案制訂中，只有使用濁水霧化才能促使該方案達到最優。

為滿足這一條件，我們決定在濁水經化學除油后再增加深化過濾處理裝置，提高水的品質，用于噴霧除塵系統，從而既滿足噴嘴對水質的要求，又不增加新的污染，最終達到控制粉塵的目的。

在實施過程中，在現有濁環水系統的基礎上，利用自清洗高速過濾器對部分經化學除油器處理后的濁水進行深化過濾處理，要求出水含懸浮顆粒100 μm 以下；建立獨立供水系統，穩定供水壓力，滿足水霧化對供水水質和壓力的要求。洗滌后的污水進入原有濁水系統，經漩流井沉淀、化學除油器處理后，循環回用。

3 建設內容

3.1 工藝流程

化學除油后的軋機濁水→集水池→水泵→自清洗過濾器→霧化噴嘴→軋件出口→地溝→漩流井→化學除油器

3.2 主要建設內容

以小型廠兩條軋線為例介紹該項目的主要建設內容。

3.2.1 利用原一小型車間5#泵站場地，保留系統使用余量，使用原二小型車間凈環棄用水泵作為供水水泵，其主要性能為Q=100 m3/h，H=50 m 單級立式離心泵，由兩臺水泵組成并聯供水泵組，一備一用。

3.2.2 用一小型車間5#泵站廢棄水池，加高700 mm 作為集水池，水泵吸入口低于水平面，實現自動灌泵；利舊水池供水管安裝電動閥，將液位及開停泵信號傳輸到漩流井泵站，實現遠程控制，不用增加崗位定員。

3.2.3 在系統供水泵后增加處理量為100 m3/h，過濾精度為200 目的自清洗過濾器1 臺并配置相應的管路。

3.2.4 根據軋制工藝特點，在一小型車間φ520 粗軋機出口安裝1CX-I 噴嘴4 套，中軋軋機出口安裝1/2BX-SS 噴嘴8 套；精軋軋機出口安裝3/8BX-SS噴嘴6 套；在二小型車間φ520 粗軋機出口安裝1CX-I 噴嘴5 套、3/8BX-SS 噴嘴3 套，在中軋軋機出口安裝3/8BX-SS 噴嘴6 套。

3.2.5 在軋機機架底部設置系統出水管口，每套裝置安裝快速切斷閥門一個，保證噴霧用水及時切斷，不影響軋機工藝調整。噴淋裝置同管口之間用配有快速接頭的高壓軟管相連，便于軋機工拆卸，避免與軋機調整作業產生影響。

3.2.6 在5#泵站單設一、二小型車間供水主管路及控制閥門，分別控制一、二小型車間系統供水。

3.2.7 鋪設排污管路，將過濾器下部排污管同漩流井相連，排出反洗污水；回到漩流井再回用，實現閉路循環污水不外排。

3.3 霧化噴嘴選擇

霧化噴嘴主要性能見表1。

表1 霧化噴嘴主要性能參數表

3.4 霧化噴嘴安裝示意

結合噴嘴安裝示意圖見圖1，噴霧裝置主要由軋機機架1、軋輥2、軋件3、噴頭集水管4、噴頭5、軟管6、控制閥7、噴霧總管8、軋機出口9、地溝10十部分組成。

經過過濾的水通過噴霧總管8 進入分支控制閥7 再經軟管6 進入噴頭集水管4，噴頭集水管4上安裝可調球接頭和噴頭5 固定于軋機機架1 上，噴頭5 距離軋輥2、軋件3 出口位置約500 mm，水經噴頭5 霧化和軋機出口9 的含鐵粉塵結合進入軋機地溝10，完成除塵過程。

4 治理效果

經過一年來的運行，系統運行效果良好，車間崗位粉塵得到有效控制，一舉消除過去生產時紅煙陣陣的現象，職工作業條件大為改觀，崗位職工再也不用戴口罩操作，職工精神面貌得到很大提高。經公司安環處監測站對噴霧除塵改造前后一小型車間作業環境設點進行實時監測，數據對比見表2。

圖1 噴嘴安裝示意圖

表2 監測數據對比

數據全部低于5 mg/m3的治理標準，達到了預期目的。