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1 t鐵水就會產生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、魚雷罐車等部位產生的煙塵占86%[1]，屬于一次除塵。開、堵鐵口時產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，停留時間長，擴散范圍廣，不僅污染了周圍的環境，而且直接影響了工人的操作和身體健康。隨著環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展。

1 現有高爐出鐵場除塵配置簡介

大高爐出鐵場空間大，對環保較重視，故在設計時除塵配置較為完善，常規配置如下：鐵口區域設置頂吸+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采用固定罐位出鐵，除塵管路系統密封較差。且中小高爐的渣鐵溝耐材配置較差，檢修作業頻繁，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，可顯著提高出鐵場除塵環境。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 爐前區域局部封閉設計

對爐前區域進行局部封閉，減少出鐵場內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，特別在開鐵口作業煙塵產生量達到高峰的時段內，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，具體說明如下。

1）鐵口操作作業：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。

2）換風口設備作業：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空間。

3）主溝耐材解體和澆注作業：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。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，操作環境差，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、渣溝煙罩內部都設有輕質噴涂料，充分考慮隔熱的同時盡量降低煙罩的質量。

通過對出鐵場內的上述“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境質量。

3 結語

隨著對環保的日益重視，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環境。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：冶金工業出版社，2007.