BT型礦熱爐熔渣處理工藝

靳 玲，李秦燦，呂 韜，丁向娟

（中冶東方工程技術有限公司，山東 青島 266555）

我國是鐵合金生產大國，年總產能3000萬噸以上。然而，相關企業布局分散，絕大多數生產規模小，設備簡陋，工藝落后，節能環保不達標，嚴重制約著鐵合金行業的進步和可持續發展。

鐵合金絕大多數是用礦熱爐來生產，以礦石、碳質還原劑、熔劑為原、燃料，利用電能轉化成的熱能進行冶煉而制得，其間，SiO2、CaO以及一些金屬氧化物進入渣相，此為爐渣的來源。隨著鐵合金產量的不斷增加，爐渣量也越來越多，對環境造成的影響不容忽視，亟需綜合治理與利用。

目前鐵合金企業基本是采用傳統水沖渣的熔渣處理工藝，即熔渣溢流至渣罐后，由行車吊至車間一側，傾倒渣罐，同時用高速水流進行沖制，形成的渣水混合物進入沉淀池，靜置一段時間后將渣撈出。這種方式雖然配置簡單，但占用不少面積，處理方式粗獷，環境惡劣，存在一定的安全風險。針對上述現狀，文章提出了一種BT型礦熱爐熔渣處理工藝，可有效改善現場工作環境，提高生產效率。

1 工藝流程

本項目有兩座礦熱爐，共使用兩套脫水系統。其中，每座礦熱爐使用2個沖制箱，共用一套脫水器、水系統和運輸系統。平面布置見圖1所示。

圖1 BT型礦熱爐熔渣處理平面布置圖

1.1 BT型礦熱爐熔渣處理工藝原理

熔渣被從沖制箱噴出的高速水流破碎、水淬粒化，形成的渣水混合物經渣溝流入緩沖塔內繼續冷卻。緩沖塔內的渣水混合物經渣水分配器流入脫水器內，通過轉鼓過濾脫水，脫水后的粒化渣送至大傾角膠帶機，進入水渣緩沖倉內，緩沖倉存量滿足單次出渣量，定時由汽車拉走。脫水器濾出的水流入沉淀池，經兩級沉淀溢流至吸水井，直接經沖渣渣漿泵加壓后送往沖制箱循環使用。兩沉淀池底部沉積的細顆粒化渣由氣力提升機提升至緩沖塔內再次進入脫水器進行脫水。水渣從脫水器?；兔撍^程中產生的大量水蒸汽由緩沖塔上部的煙囪高空排放。

1.2 主要技術指標（一套脫水器系統）

日產渣量：151.68t/天；出鐵（渣）次數：4次/天；一次出渣時間：30min；渣流量（穩定時）3.0t/min；年作業天：330d；工作制度：與礦熱爐同步；循環水：800m3/h，間斷使用；耗水量：0.7m3/t；耗電量：2kW/t渣；耗氣量：10 Nm3/t渣；作業率：≥95%。

2 工藝優勢

2.1 縮小占地面積，降低建設投資

原有水渣法是通過抓斗行車來進行清渣操作，渣沉積在沉淀池中，存儲一定量后再取出，間歇性工作。尤其是在夜間，水霧蒸騰，視野很差，往往不進行清渣工作。因此，平時需要一個體積比較大的池子來存置水淬渣。BT型工藝采用氣力提升去渣，可以連續操作，使沉淀池中的水淬渣保持在一定的合理體積范圍內，因此沉淀池可小一些，降低土建成本。

2.2 避免沖渣處水霧蒸騰，環境相對友好

可見度很低，存在一定的不安全性，同時，行車等一些設備，長期處于這種高溫、高濕的環境中，腐蝕、老化嚴重，壽命短，增大了維護成本BT型工藝可將緩沖塔、脫水器內產生的水汽有組織地收集起來，由緩沖塔頂部的煙囪排出，大大改善了工作環境，保障了機械設備的壽命。不過，該工藝排出的水汽及熱量目前尚未有效地得到利用，相關工作還處于研究階段。

2.3 取消了行車渣罐轉運，降低安全隱患

原有水渣法在出渣后，需要通過行車將渣罐吊運至車間一端的沖渣側進行沖制水淬，渣罐內的高溫熔渣在車間內轉運，存在一定的安全風險。BT型工藝取消了行車吊運這一制度，熔渣通過渣罐溢流至渣溝，杜絕了渣罐吊運可能產生的風險，也從一定程度上提高了行車的運行壽命。

2.4 沖渣安全性提高

原有水渣法采用行車傾翻渣罐進行出渣，這種操作渣量可控性差，容易出現水量與渣量不匹配的現象，當水量不足時，很容易引發爆炸事故。BT型工藝中，熔渣先通過鐵水罐、渣罐后再溢流至渣溝，進入沖渣系統，此時渣流量波動較渣鐵口處或行車傾翻渣罐操作有所減緩，有助于水量控制，提高了沖渣安全性。

3 主要設備

3.1 脫水器

本體結構由對稱的兩個半圓柱體組成，通過螺栓連成一體。脫水器沿圓周等分為20個格，每格的三個側面裝有可拆卸的篩網以達到脫水的目的。篩網為不銹鋼梯形斷面條形網，材質為不銹鋼，篩框材質為16Mn。脫水器的運轉和變速是通過變頻調速電機、減速器、小齒輪、大齒圈來實現的，可通過變頻器實現無級調速。脫水器外殼設有兩路沖洗篩網噴頭，一路壓縮空氣吹掃噴頭，一路水吹掃噴頭，用以清潔篩網。導料槽內部采用耐磨結構，確保其使用壽命。脫水器傳動齒輪及導向輪采用整體結構，材質為合金鋼。脫水器支撐輥及擋輪結構簡潔，便于調整，支撐可靠。設備各噴水點均采用陶瓷噴嘴，更換方便，使用壽命長。

3.2 氣力提升機

氣力提升機型號：QT75-Ⅱ；提升介質：?；氃?；工作溫度：≤100℃；正常情況下氮氣進口壓力：≤0.3 MPa；水進口壓力：≥0.4MPa，水流量：60m3/h；最大提渣量：120t/h，最大渣水比：3∶1；提升高度：不小于 12m；水攪拌直徑：1.0m。

4 結 語

隨著生態文明改革的推進和環保力度的加大，鐵合金行業原有的水沖渣處理工藝由于占地大、效率低且環境惡劣等因素，已經無法適應清潔、綠色生產的需求，制約著行業的進步和可持續發展。文章提出的BT型礦熱爐熔渣處理工藝可以很好地解決該問題，同時也有助于鐵合金行業整體裝備水平的提升與優化，具有顯著的推廣與應用價值。