中陽鋼鐵1780m3高爐爐渣處理系統(tǒng)工藝設(shè)計

何 強(qiáng),文輝正,李兵兵,秦秀玉,王利軍

(1.中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司,重慶401122; 2.山西中陽鋼鐵有限公司,山西中陽033400)

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中陽鋼鐵1780m3高爐爐渣處理系統(tǒng)工藝設(shè)計

何 強(qiáng)1,文輝正1,李兵兵2,秦秀玉2,王利軍2

(1.中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司,重慶401122; 2.山西中陽鋼鐵有限公司,山西中陽033400)

摘 要:對中陽鋼鐵1780m3高爐爐渣處理系統(tǒng)工藝設(shè)計進(jìn)行了介紹和總結(jié)。生產(chǎn)實(shí)踐證明: CISDI轉(zhuǎn)鼓法水渣工藝安全可靠,生產(chǎn)穩(wěn)定,在環(huán)保、節(jié)能方面優(yōu)勢明顯,具有突出的經(jīng)濟(jì)和社會效益,值得大力推廣。

關(guān)鍵詞:高爐;水渣;CISDI轉(zhuǎn)鼓法;設(shè)計

1 引言

中陽鋼鐵公司1780m3高爐是山西省最大的民營企業(yè)高爐,其爐渣處理系統(tǒng)采用CISDI環(huán)保節(jié)能轉(zhuǎn)鼓法水渣處理工藝。本文將就該高爐爐渣處理系統(tǒng)工藝設(shè)計作一個較為全面的介紹和總結(jié)。

2 系統(tǒng)組成

高爐設(shè)2個鐵口、2個出鐵場,即C1出鐵場和C2出鐵場。根據(jù)鐵口及總圖布置、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)檢修等方面綜合考慮,2個鐵口的下渣共用1套CISDI環(huán)保節(jié)能轉(zhuǎn)鼓法爐渣處理裝置,同時還設(shè)有1條事故水渣溝,并在C1、C2出鐵場內(nèi)各設(shè)有1個簡易事故干渣坑。

采用CISDI節(jié)能環(huán)保轉(zhuǎn)鼓法爐渣處理工藝,其主要由水渣?；到y(tǒng)、脫水系統(tǒng)、水渣輸送系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、補(bǔ)充水系統(tǒng)、事故供水系統(tǒng)等組成。其工藝設(shè)備及設(shè)施主要有沖制箱、水渣溝、水渣槽、水渣槽下部結(jié)構(gòu)及出口裝置、高空排汽管、轉(zhuǎn)鼓過濾器、水渣分配器、緩沖槽、轉(zhuǎn)鼓罩、水渣膠帶運(yùn)輸機(jī);水系統(tǒng)設(shè)施主要有集水槽、沉淀池、清水池、粒化泵站;渣貯運(yùn)系統(tǒng)主要設(shè)備有水渣排出膠帶機(jī)、水渣裝車槽。

3 工藝流程

其工藝流程為(如圖1):熔渣在渣溝末端被沖制箱噴出的高速水流水淬?；?渣水混合物沿水渣溝前行并匯集到水渣槽,經(jīng)水渣槽下部出口裝置及水渣分配器進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓過濾器進(jìn)行渣水分離,脫水后的水渣經(jīng)排出膠帶機(jī)運(yùn)至水渣裝車槽,汽車外運(yùn);濾出水進(jìn)入集水槽,經(jīng)水溝流入沉淀池,然后溢流至清水池,通過粒化泵站送至沖制點(diǎn),循環(huán)使用;沖制水渣時產(chǎn)生的大量有害蒸汽、水渣溝及渣水分離產(chǎn)生的殘余蒸汽通過水渣槽上部排汽管及C2水渣溝排汽管集中高空排放。

4 主要工藝特點(diǎn)

4.1 渣處理系統(tǒng)布置緊湊,事故措施功能完善

由于該工程為鐵廠老區(qū)淘汰落后產(chǎn)能、升級改造項目,部分設(shè)施需利舊使用,導(dǎo)致總圖布置非常緊張,水渣系統(tǒng)限制在一條狹長的區(qū)域內(nèi)布置。根據(jù)鐵口及總圖布置、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)檢修等方面綜合考慮,我們充分結(jié)合新老渣處理工藝的特點(diǎn),將2個鐵口的下渣完成沖制?；笸ㄟ^各自獨(dú)立的水渣溝匯集到水渣槽內(nèi),其后共用1套CISDI環(huán)保節(jié)能轉(zhuǎn)鼓爐渣處理裝置及水渣輸出裝置,實(shí)現(xiàn)了水渣的順利沖制、脫水與運(yùn)輸。

圖1　中陽鋼鐵1780m3高爐水渣工藝流程簡圖

同時,渣處理系統(tǒng)還設(shè)有1條事故水渣溝,并在C1、C2出鐵場內(nèi)各設(shè)有1個簡易事故干渣坑:在開爐初期爐渣不宜沖制水渣或水渣設(shè)施出現(xiàn)故障等異常情況時,熔渣可直接進(jìn)入事故干渣坑進(jìn)行處理;當(dāng)水渣轉(zhuǎn)鼓設(shè)施發(fā)生故障需較長時間維護(hù)檢修時,可將C2水渣溝內(nèi)的渣水混合物導(dǎo)入事故水渣溝,而后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行渣水沉淀分離。正常情況下100％沖制水渣,事故干渣坑及事故水渣溝僅作為事故備用手段。

4.2 水渣脫水效果好,運(yùn)行安全可靠

轉(zhuǎn)鼓過濾器是渣和水的分離設(shè)備,亦是水渣設(shè)施的核心設(shè)備,主要由轉(zhuǎn)鼓本體、支撐裝置、驅(qū)動裝置、清洗裝置、潤滑裝置及附件組成。轉(zhuǎn)鼓本體由四個托輥支承在支座上,筒內(nèi)支承梁支承膠帶輸送機(jī)和分配器,轉(zhuǎn)鼓外設(shè)有保護(hù)罩,兩端設(shè)有溢流接水管。當(dāng)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動至上部時,過濾后的渣由于重力作用落到伸入轉(zhuǎn)鼓過濾器的膠帶輸送機(jī)上,隨膠帶機(jī)外運(yùn)輸出,而濾出的水則進(jìn)入下方的集水槽,匯入沉淀池進(jìn)行后續(xù)處理。轉(zhuǎn)鼓過濾器驅(qū)動方式為電動,鏈輪鏈條傳動,采用變頻調(diào)速,可以根據(jù)渣流量大小調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速,調(diào)速范圍0.2 r/min～1.4 r/min。

水渣在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)經(jīng)過一次濾水后,還將通過膠帶機(jī)輸送到水渣裝車槽進(jìn)行貯存及二次濾水,貯存時間約2h,確保最終裝車運(yùn)輸時水渣含水率≤15％,避免水渣運(yùn)輸過程中殘留水分四處滴落,減少了環(huán)境污染。

4.3 沖渣蒸汽高空集中排放,更加環(huán)保和節(jié)能

熔渣溝端頭沖制水渣過程及轉(zhuǎn)鼓內(nèi)渣水分離過程中均會產(chǎn)生大量蒸汽,該蒸汽中含有SO2、H2S等有害物質(zhì),具有較強(qiáng)的酸性,若不統(tǒng)一收集排放,不僅惡化現(xiàn)場環(huán)境,還會對出鐵場廠房鋼結(jié)構(gòu)和爐頂鋼結(jié)構(gòu)及設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕,影響其使用壽命。

鑒于此,我們分別在水渣槽上部及C2水渣溝上設(shè)置排汽管,并且在水渣溝上均設(shè)置溝蓋,對蒸汽進(jìn)行有效的捕集。其中,C2水渣溝上排汽管沿著出鐵場廠房屋頂、爐頂框架敷設(shè),出口高度高于爐頂放散閥,消除了水渣蒸汽對爐頂鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備的腐蝕;水渣槽上部排汽管由于距離高爐較遠(yuǎn),同時也考慮了當(dāng)?shù)爻Ｄ觑L(fēng)向因數(shù),所以該排氣管采用傳統(tǒng)自立式結(jié)構(gòu),出口高度高于爐頂?shù)踯嚇?biāo)高。通過上述蒸汽收集及排放措施,實(shí)現(xiàn)了水渣沖制區(qū)無蒸汽外溢,大大改善了操作人員的工作環(huán)境。

水渣蒸汽高空集中排放,不僅具有顯著的環(huán)保效果,還有明顯的節(jié)能作用,蒸汽沿排汽管上升過程中,通過排汽管側(cè)壁與外界空氣自然換熱,蒸汽逐步冷卻形成冷凝水,沿排汽管內(nèi)壁自然回流,既減少了蒸汽排放量,又可作為系統(tǒng)補(bǔ)水,減少新水補(bǔ)水量。某鋼廠采用此高空排放工藝高爐與采用環(huán)保英巴工藝高爐相比,噸渣補(bǔ)水量減少,投資和運(yùn)行費(fèi)用相應(yīng)降低,其水渣排汽管硫化物排放濃度也低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)[1]。

4.4 沖渣循環(huán)水水質(zhì)好,循環(huán)水管路磨損小

水渣系統(tǒng)循環(huán)水為含有固體懸浮物顆粒的渣漿水,對循環(huán)水管路有較大磨損,水中懸浮物顆粒數(shù)量多少將會直接影響管路及閥門的使用壽命。CISDI轉(zhuǎn)鼓過濾器采用細(xì)網(wǎng)眼濾網(wǎng),有利于渣水分離,不僅提高了水渣脫水率,還降低了循環(huán)水中的細(xì)渣含量;同時,在轉(zhuǎn)鼓過濾器下部設(shè)置錐形集水槽及底流泵,將集水槽中收集的細(xì)渣用底流泵打回水渣槽進(jìn)行循環(huán)過濾,從而進(jìn)一步降低循環(huán)水中的細(xì)渣含量,最終水中的懸浮物顆粒數(shù)量減少,減小了對管路及閥門的磨損。

另一方面,我們通過優(yōu)化工藝技術(shù)方案,進(jìn)一步提高沖渣循環(huán)水水質(zhì)條件。原舊高爐區(qū)域水渣水系統(tǒng)設(shè)有二級沉淀池及清水池,而且設(shè)施保存較好。鑒于此,我們結(jié)合總圖布置,充分利用已有設(shè)施以節(jié)省投資,在新高爐設(shè)計時創(chuàng)新性地保留了此沉淀池及清水池,把它作為CISDI轉(zhuǎn)鼓法水渣處理設(shè)施的一部分,將集水槽中的過濾渣漿水及事故水渣溝直接引至沉淀池進(jìn)行二級沉淀過濾,沉積于沉淀池底部的細(xì)渣通過抓斗起重機(jī)定期清理,從而確保了清水池中沖渣用水的優(yōu)良水質(zhì)。

5 生產(chǎn)情況

中陽鋼鐵1780m3高爐自2013年9月點(diǎn)火投產(chǎn)至今,高爐水渣系統(tǒng)基本一直保持正常生產(chǎn)狀態(tài)。其中,2014年水渣系統(tǒng)主要生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)見表1。

表1　中陽鋼鐵1780m3高爐水渣系統(tǒng)主要生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)(2014年)

由表1可見,1780m3高爐水渣系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行指標(biāo)均已達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計指標(biāo),水渣沖渣作業(yè)率高,設(shè)備運(yùn)行狀況良好。

6 結(jié)語

CISDI環(huán)保節(jié)能轉(zhuǎn)鼓法水渣處理工藝是中冶賽迪積累多年高爐設(shè)計和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在因巴法爐渣處理工藝基礎(chǔ)上改進(jìn)及優(yōu)化而來,所有設(shè)備實(shí)現(xiàn)全國產(chǎn)化制造。生產(chǎn)實(shí)踐證明CISDI轉(zhuǎn)鼓法水渣工藝安全可靠,生產(chǎn)穩(wěn)定,在環(huán)保、節(jié)能方面優(yōu)勢明顯,具有突出的經(jīng)濟(jì)和社會效益,值得大力推廣。

參考文獻(xiàn):

[1] 范志剛,林西平,鄒忠平,等.轉(zhuǎn)鼓法水渣工藝的環(huán)保和節(jié)能[J].鋼鐵技術(shù),2011(2):11 -16.

信息

The Slag Granulation Process Design for 1780 m3BF of Zhongyang Steel

HE Qiang1,WEN Hui-zheng1,LI Bing-bing2,QIN Xiu-yu2,WANG Li-jun2
(1.CISDI Engineering Co.,Ltd.,Chongqing,401122; 2.Zhongyang Iron and Steel Co.,Ltd.,Zhongyang,033400,Shanxi,China)

Abstract:Slag granulation process design for 1780 m3BF of Zhongyang Steel is introduced and summarized.Production practice has proved that,dewatering drum process of CISDI is safe,reliable and stable in productive process,and has obvious advantage on Environmental protection and energy conservation,and has prominent economic and social benefits,so it deserves be popularized rapidly.

Key words:blast furnace;slag granulation;dewatering drum process of CISDI;design

作者簡介:何 強(qiáng),碩士,工程師,主要從事高爐設(shè)計與研究。

文章編號:1001-5108(2016)01-0021-04

中圖分類號:TF321

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A