韶鋼6#高爐小沖渣系統優化改造

陳生利,吳金富,何 新

(寶鋼集團廣東韶關鋼鐵公司煉鐵廠,廣東韶關 512100)

韶鋼6#高爐小沖渣系統優化改造

陳生利,吳金富,何 新

(寶鋼集團廣東韶關鋼鐵公司煉鐵廠,廣東韶關 512100)

通過對韶鋼6#高爐小沖渣系統內部格網、抽漿泵、管路、下部椎體及小沖渣操作工藝進行優化改造,提高了小沖渣系統運行安全可靠性,為高爐按時出好渣鐵創造了有利條件,進一步改善了高爐各項生產技術指標。

高爐;小沖渣;優化改造

1 引言

2014年11月至2015年4月,韶鋼6#高爐原地大修擴容改造,高爐容積由750 m3增加至1050 m3。單出鐵場,設置兩夾角為30°的出鐵口。由于出鐵場面積限制,新增2#鐵口無法實現渣溝水沖渣作業,因此引進小沖渣系統。小沖渣主要設備包括:水渣沖制箱,小沖渣槽入口裝置,小沖渣槽下部椎體結構、小沖渣格網、小沖渣抽漿泵及集水坑排污泵等,其工藝設備參數見表1所示。

表1 韶鋼6#高爐工藝設備參數

1 小沖渣系統工藝現狀

熔渣在渣溝末端被沖制箱噴出的高速水流水淬冷卻,形成顆粒狀的水渣,粒化后的渣水混合物跌落到小沖渣槽,在小沖渣槽底部錐段匯集后通過渣漿回水泵抽至1號鐵口水渣溝,進行后續沉淀處理;沖制水渣時產生的大量有害蒸汽通過小沖渣槽上部排汽管集中高空排放,排汽管高度約60 m,減少蒸汽對高爐鋼結構和設備的腐蝕。小沖渣系統運行時(結構圖見圖1),罐體內部保持3.7～4.0 m高水位,以保證沖渣罐內部結構不被高溫爐渣損壞。當高爐出鐵完畢后,高爐實施堵口操作后,已經停止放渣作業,小沖渣水泵與抽漿泵一般需要繼續運行10 min,主要是為了將沖渣罐內部渣漿全部利用凈沖渣水置換,再將沖渣水泵及抽漿泵停止運行,待下一爐次鐵前5 min開啟運行。

隨使用周期的延長,小沖渣罐內部格網會逐漸出現塊度大于5 mm的結渣與雜物堆積在格網區域,需要定期組織清理格網上的結渣,如清理不及時,必然導致小沖渣格網堵塞,進而造成小沖渣系統在出鐵放渣過程發生事故,影響高爐生產。

2.1 小沖渣系統不足之處

小沖渣下部錐段部位為鋼格柵欄結構,即格網,格網孔道規格為50 mm×50 mm大小方形孔道,目的是為防止大塊渣與雜物進入錐段底部導致抽漿泵堵塞,但是大塊渣以及雜物堆積至格網,清理不及時易導致格網堵塞。按工藝要求,每周組織一次清理格網作業,每次需要3人作業30 min。小沖渣系統運行時,水渣在管道內部高速運行,摩擦力大且沖渣水腐蝕性強,易磨損腐蝕管道。小沖渣系統屬于半密封罐體內部實現水淬冷卻高溫爐渣,罐內部水循環存在盲區,導致水渣易堆積至格網盲區上。按工藝設計,兩臺流量為2300～2900 m3/h的渣漿回水泵輪流交替使用,完成抽漿作業,但是現場實踐證明,一臺抽漿泵無法滿足工藝要求,必須兩臺同時開啟才能完成抽漿作業,如其中一臺抽漿泵電機故障,必然引起罐內沖渣水位突然升高,影響小沖渣運行安全,導致系統停止運行。水渣沖制緩沖塔下部錐體底部無排水管,在水渣抽渣泵故障時,不便對水渣沖制緩沖塔下部錐體進行檢查清理。

圖1 小沖渣系統結構圖

1#鐵口與2#鐵口單獨出鐵,出鐵量達9～10萬噸停溝組織修補,平均使用周期為1個月。從2015年4月19日開爐后小沖渣的運行情況來看(見表2),使用小沖渣系統出現格網堵塞事故率高。格網堵塞后,需要耗費大量的人力去清理格網,同時必然導致高爐緊急堵口,對高爐生產帶來嚴重影響。

3 改造項目

從開爐后小沖渣系統運行效果來看,運行故障率高,對高爐生產影響嚴重。為了提高小沖渣系統運行安全可靠性,降低小沖渣系統對高爐生產的影響,改造重點是對小沖渣格網結渣導致堵塞進行設備改造及操作工藝優化。

表2 小沖渣系統運行故障統計表

3.1 加裝導料管,將清理格網產生結渣清至小沖渣罐外部

高爐在出渣鐵過程中,渣溝區域塊狀結渣及渣鐵溝產生的雜物易隨爐渣流進小沖渣罐,在罐內無法粒化,沉積在格網上,不能及時清理,導致格網堵塞(見圖2)。按設計工藝要求,每周對格網組織清理一次,在清理格網作業時,將格網上大塊結渣打碎從格網孔道漏至小沖渣下部椎體,再由抽漿泵抽至沉淀池。當格網上堆積大量的結渣清理至下部椎體后,易引起小沖渣抽漿泵入口堵塞,從而導致小沖渣系統格網堵塞。

圖2 格網結渣情況

針對格網上結渣打碎清至下部椎體現象,我們對格網結結渣的處理工藝進行了優化。在格網平臺上方500 mm處小沖渣罐體上開一個直徑450 mm孔道,引導料管至外部溢流池(見圖3)。在清理格網時,將結渣沿導料管清至外部溢流池,杜絕大量結渣下至小沖渣系統下部椎體。

3.2 加裝循環水管,消除格網區域水循環盲區

由于沖渣水壓力大,流速快,在流入小沖渣罐內部時(其結構見圖4),呈拋物線流狀,加上下部抽漿泵的抽力,大量沖渣水沿抽漿泵方向流動。通過現場引入冷卻水多次驗證,在靠近沖渣水入水口的下方,格網區域水循環效果較差,是導致此區域結渣嚴重的根本原因。針對以上情況,我們在小沖渣系統沖渣水入口處,加裝一個直徑為150 mm水管,引沖渣水至格網平臺,水管末端與格網平行,使之在格網平臺形成循環,增加格網區域水循環效果。

圖3 小沖渣導料管

圖4 小沖渣罐內部結構

3.3 加裝一臺備用抽漿泵

抽漿泵運行時,通過電機帶動葉輪旋轉,將小沖渣罐內渣漿抽至外部沉淀池。起初設計安裝時,未考慮管路長、轉折點多、管內部摩擦阻力大等特點,設計抽漿泵的電機功率過小,管路直徑不足,導致必須兩臺抽漿泵同時開啟才能滿足工藝要求。針對這一現狀,為了保證抽漿泵運行安全可靠,加裝一臺相同型號的抽漿泵,作為備用,杜絕了因抽漿泵引起的小沖渣系統故障問題。

3.4 解決水渣沖制緩沖塔下部錐體磨損漏水問題

將錐體底部變徑管部位與整個錐體分開,使錐體底部變徑管、錐體底部出水管、錐體底部攪拌水管形成獨立的可拆卸更換的部件,該部件采用耐磨內襯(內襯材質可采用高硬度合金、碳化硅、陶瓷等耐磨材料)。定期檢查耐磨內襯,根據耐磨內襯磨損情況及時組織更換。在水渣沖制緩沖塔下部錐體內壁澆注耐磨澆注料。在下部錐體外部再包1層錐體,新、舊錐體之間間隙約為50 mm,在新錐體內表面焊錨固件,新、舊錐體之間間隙澆灌耐熱、耐腐蝕、耐磨陶瓷澆注料。

3.5 優化小沖渣清理格網作業標準

按小沖渣工藝設計要求,小沖渣過渣量為6500 t左右組織清理格網,即一周組織清理一次。通過現場驗證高爐出渣情況,每爐次出渣量96 t,平均每天出10爐次鐵,即每日成渣量1000 t左右,一周的時間小沖渣系統過渣量達7000 t水平。每次組織清理作業時,格網上的結渣量都較多,幾乎占格網面積的60%,每次清理均需要3人作業30 min以上,勞動強度大,且清理作業嚴重影響高爐出鐵間隔時間,時有因清理格網作業導致高爐減氧慢風現象。為了改善清理格網作業,我們將清理格網周期縮短至3天,即小沖渣系統過渣量達到3000 t時,組織清理格網作業。通過優化清理格網作業過程控制,制定作業標準后,每次清理作業只需要2人10 min就可以完成,大大降低了勞動強度,對高爐出鐵間隔時間也無明顯影響。

通過對系統設備的改造及優化小沖渣系統作業過程控制后,從2016年1～5月小沖渣系統的運行效果來看,故障率為零,極大提高了系統運行的安全可靠性,為保證安全可控的進行渣鐵排放工作創造了良好的條件,極大地降低了高爐生產成本。

4 結語

目前國內高爐普遍采用渣溝水沖渣工藝,此工藝流程簡單,運行成本較合理,是十分成熟的高爐渣處理工藝技術。如因場地等因素限制,無法實現渣溝沖渣作業,需要引進小沖渣系統,必須要對系統的設備及工藝進行因地制宜的實用于生產現場的改造及完善,實現安全可靠的運行,努力降低系統運行成本。

Application of 6#Blast Furnace Small Cinder Flushing System Optimization

CHEN Shengli,WU Jinfu,HE Xin
(Guangdong Shaoguan Iron and Steel Company of Baosteel Group,Shaoguan 512100,Guangdong,China)

Through to the application of 6#blast furnace of small cinder flushing system internal grid,a slurry pump and pipeline,the lower vertebral body and small cinder flushing process optimization reconstruction operation,enhance the safety and reliability,small cinder flushing system operation of blast furnace slag on time with good iron have created favorable conditions,further improve the blast furnace production technology index.

blast furnace,small cinder flushing,to optimize the transformation

TF547

A

1001-5108(2017)03-0059-04

陳生利,助理工程師,主要從事高爐煉鐵工作。