高爐渣處理能力優化提升安全性實踐

張永剛

摘 要：隨著高爐利用系數的逐步提高，低品位入爐原料的影響，高爐渣產量大幅度增加，渣處理系統適應高爐生產的能力明顯不足。為了適應高爐快節奏、高產量生產需要，經過無數次的現場監測、數據核算，堅持在原有設計配套設備設施基礎上，以低成本投入來進行各部系統的功能性安全提升改造，從而達到既解決生產瓶頸，又提升渣處理整體能力的目的，既滿足高爐生產需要，又達到節能降本、提升效率一個質的飛躍。

關鍵詞：高爐渣；沖渣；水渣溝；過濾池；渣處理

中圖分類號：TF524 文獻標志碼：A

0 引言

河鋼宣鋼公司煉鐵廠3#高爐經兩次擴容由1 260 m3改造為2 000 m3，3#高爐渣處理原采用底濾法，系統主要由粒化頭、渣溝和過濾池、蓄水池、涼水池、泵房等組成。其工藝流程是沖渣泵將凈化后的循環水以0.25 MPa～0.40 MPa的壓力和1 200 m3/h～1 600 m3/h流量借給粒化頭，經粒化頭出水孔噴射的循環水將高爐熔渣粒化、冷卻、水淬并沿渣溝輸送至過濾池進行脫水。過濾池底部鋪設有帶有無數小孔的管道，管道向上逐級鋪設由大到小鵝卵石，渣水混合物中的水經過鵝卵石縫隙進入底部管道小孔內，沿管道回流至地理位置低于過濾池底部的蓄水池內，在冷卻泵、采暖泵的作用下，輸送至涼水塔冷卻降溫，留在鵝卵石上表面的成品水渣由橫跨過濾池建設的橋式抓斗起重機抓斗抓撈并存放在水渣堆場，控水24 h后，裝車外發銷售。3#高爐由初建時的1 260 m3擴容改造為2 000 m3，而渣處理系統未做任何配套性改造，依然保持原有1 260 m3配套設計水平，導致渣處理生產系統故障率高、出干渣比例大，跑水、堵渣不斷，機具費用高，生產現場、人員存在著巨大安全隱患。為了減少設備故障，降低運行成本，提高設備穩定運行的保產能力，提高生產作業及人員的安全穩定性，更好地服務高爐，著手對3#高爐渣處理系統進行能力提升優化安全改造實踐。

1 高爐渣處理能力優化設計

1.1 保障安全生產

高爐渣處理能力優化設計分別從粒化頭、渣溝及過濾池等環節采取相應措施解決過濾池滲水慢、渣溝積渣堵渣跑水問題，日常生產中渣溝堵渣跑水發生時，職工就得采取應急措施進行處理，現場及設備周邊存在高溫水燙傷的安全隱患。堵渣造成水渣無法正常生產，也就造成了無計劃走干渣事故的發生。通過改造，可以避免過濾池、渣溝堵渣溢水事故，克服了因回水阻力增加而造成的溢渣、跑水高溫水渣燙傷人員事故的發生。通過加大沖渣泵運行臺數，增大壓力、流量，避免渣溝堆渣，增加了渣漿的沖刷能力，通過對抓渣操作法進行改變，保護了鵝卵石上表面縫隙不被擠壓密封，保證了回水回流，避免了過濾池內渣的板結，保證回水順暢，延長了過濾池過濾性能，避免溢水等燙傷職工的安全事故發生。

1.2 增創經濟效益

通過對3#高爐渣處理能力提升優化安全改造實踐，對“抓渣方式創新”的實施應用，完全實現了沖渣成本的有效控制。改造只投入渣溝耐磨料，多以操作為主，不僅實現了安全保產的目的，還有效減少了計劃外干渣生產。過濾池性能增強，渣溝堵渣不再發生，溢水跑水得到緩減，能源浪費得到控制，從而節約了水資源消耗，現場環境得到大大改善，不僅保證了水渣生產，提高生產穩定性，同時，大大減少了機具費用的支出。

2 高爐渣處理能力優化實施改造

2.1 沖渣操作安全穩定性探索與實施

3#高爐沖渣按照設計將原6臺沖渣泵開2備4增加為開3備3、開4備2，泵的運行臺數增加，沖渣出水流量由過去的1 200 m/h～1 800 m/h增大到2 200 m/h～2 600 m/h，沖渣能力就增強，同時對出水粒化面板出水孔孔徑做進一步調整，通過加裝補板，在補板上對應位置開孔，使新孔孔徑小于原出水孔孔徑，孔徑變小，出水流量固定的情況下，出水壓力大大增強，由過去的0.15 MPa～0.2 MPa，提高到0.26 MPa以上，在出水流量和出水壓力大幅提高的實踐論證下，渣水比恢復正常，渣漿流動性逐步變好，熔渣粒化、水淬不透，黑塊渣的現象得到有效緩減，職工安全操作可靠性得到大幅提高，生產現場安全穩定性增強。

2.2 水渣溝安全生產能力提升改造

圍繞水渣溝翻渣翻水、跑水跑渣、現場管理難度大的問題，3#高爐沖渣在保證出水壓力和出水流量的沖渣效果上對沖渣主渣溝及支渣溝進行了大修改造，利用干渣坑半水渣生產的模式，在原主渣溝內加U型襯板式內套，使主渣溝的基礎寬度由原來的1 200 mm縮減為800 mm、兩條支渣溝基礎寬度由原來的1 000 mm縮減為600 mm，對渣溝內原襯板全部拆除，改為陶瓷耐磨料澆鑄，經過連續3天的烘烤，渣溝內耐磨料干透、結實、緊固、平滑，使渣溝具備生產條件。渣溝內基礎寬度變窄，經粒化頭粒化水淬后渣水混合物在下部較窄的渣溝內較為集中，在水渣溝坡度一致的情況下，渣水混合物的流速較原來明顯得以提高，使流速由過去的1.1 m/s提高到1.6 m/s，流速增大，沖刷力增強，水渣溝內堵渣積渣現象得到緩減，杜絕了渣水混合物在沖刷過程中出現的堆積翻渣翻水現象，很好地保證了水渣溝生產需求，翻水跑水溢水不再發生，職工被外溢高溫水燙傷的危險性消除，安全操作穩定性得到保障，節水降耗效果顯著、現場管理取得了突出進步，安全生產能力提升。

2.3 過濾池過濾能力安全性探索

在全力提升3#高爐渣處理能力安全優化改造中，圍繞過濾池過濾能力弱、池不下水、水外溢、補水量增加等問題，通過一次次實地測量確定在沖渣出水壓力、出水流量和渣水混合物不能改變的情況下，只能在抓斗抓撈成品渣的方法上想辦法。過去抓斗抓渣時將過濾池內的成品渣一抓到底（最小的鵝卵石上表面），在鵝卵石上表面形成一層質地密實、堅硬、透水性極差的板結層，將石子間的正常縫隙封堵起來，直接影響整個過濾池的滲水能力。提出的操作優化方式，那就是在鵝卵石上表面留有1 m厚的成品渣，作為鵝卵石的輔助過濾層，這樣抓斗直接接觸不到石子，保護了石子表面的正常縫隙不被破壞，石子的滲水能力得到好轉。

2.4 渣處理天車設備安全性改造

3#高爐于1989年投產至今已有近30年的運行史，渣處理天車設備隨高爐同時投產，常年受室外自然環境、年久失修的影響，天車各部不僅存在嚴重的安全隱患，特別是近年來，設備故障率高，檢修頻繁，備件消耗量大，常常因天車設備問題導致過濾池成品渣抓撈受阻，在一定程度上滿足不了沖渣生產需求。渣處理天車設備安全性改造完成了天車軌道梁24跨的制作，每跨鋼板長24 m、寬6 m，20 mm、16 mm、

14 mm厚的鋼板分別焊接而成的鋼梁，并在邊制作中不影響生產的情況下完成了更換，為天車安全運行提供了可靠保障。

3 系統優化取得的實效

在安全生產的前提下進行，符合當前安全管理現狀及實際需求，通過在沖渣泵原設計工藝操作參數上進行探索與改進，逐步提升泵運行臺數，在提升出水壓力、出水流量前提下，以職工安全操作為主要宗旨，既做到了沖渣生產工藝參數的提升，沖渣效率的提升，同時職工安全操作性得到保證，更解決了過去出水壓力、出水流量不足導致的黑塊渣，熔渣粒化水淬不徹底而造成的堵塞、沖刷不下去、溢水等問題，職工操作防燙傷的安全性更加牢固。保證了天車運行的安全穩定性，天車設備故障率得到大幅降低，水渣抓撈、成品渣外發輸出設備安全保障進一步增強。

4 結語

通過項目的實施，3#高爐沖渣系統各部位跑冒滴漏得到有效治理，生產現場跑水跑渣不再發生，能源損耗得到控制，節能降耗效果明顯，通過對渣場控水回收、抑制揚塵加裝擋墻、集水渠的投入性改造，不僅促進了環保攻堅深入發展，更避免了大量水資源外溢造成的浪費。

參考文獻

[1]倪世躍.高爐渣的利用現狀和發展趨勢[J].現代冶金，2014，42（6）：1-4.

[2]楊緒平.高爐渣處理工藝分析[J].現代冶金，2014，42（4）：37-40.

[3]馮會玲，孫宸，賈利軍.高爐渣處理技術的現狀及發展趨勢[J].工業爐，2012，34（4）：16-18.