高爐出鐵場、礦槽除塵系統的優化改造

張 華

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

1 前言

山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠擁有6座1 080 m3高爐、3臺105 m2燒結機、1臺265 m2燒結機、1座8 m2豎爐、1座60萬t鏈篦機-回轉窯，具備年產生鐵540萬t、燒結礦600萬t、球團礦100萬t的生產能力。高爐系統產生的粉塵污染源分散、污染范圍廣，高爐出鐵廠鐵水流經區域分為主溝、主流鐵溝、流鐵溝3部分，粉塵產生區域為主溝后端撇渣器出口部位、整個主流鐵溝、整個流鐵溝。高爐出鐵場鐵水溝無封閉措施，爐溫比較低時出現粉塵大量外溢現象。

2 高爐出鐵場、礦槽產生粉塵問題分析

高爐系統產生的粉塵特點：1）污染源分散、污染范圍廣。高爐出鐵場粉塵來自鐵口、渣口、鐵溝、渣溝、撇渣器等部位。這些塵源全部為敞開式，且都處于操作人員呼吸帶以下。當高爐出鐵時，場內幾乎一半空間不同程度地籠罩在粉塵及其有害氣體中，并伴有高溫和輻射，空氣污染嚴重。據統計，每冶煉1 t鐵水，出鐵場可產生粉塵2.5 kg，CO為2 kg。出鐵場出鐵時，操作區含塵量9～81 mg/m3，CO為60～213 mg/m3，SO2為98～185 mg/m3，輻射強度高，崗位環境溫度達到40～60℃。因此，出鐵場粉塵若不治理，會嚴重污染環境，造成勞動衛生條件惡劣，威脅人體健康，且設備維護困難。2）顆粒細，危害重。粉塵粒度＜10 μm的占50%～60%，特別是二次粉塵，＜1 μm的占65%左右，這些塵粒在空氣中處于擴散狀態，停留時間長，有些金屬微粒能溶解于人的呼吸分泌液中，操作人員深受其害。

3 改造措施

3.1 除塵器本體改造

改造后的除塵器是長袋低壓脈沖除塵器，處理風量524 900 m3/h，過濾面積11 700 m2，過濾風速0.748 m/min，濾袋規格Φ160 mm×8 000 mm，濾袋條數2 912條，出口排放濃度≤10 mg/Nm3，脈沖閥數量208個，除塵器阻力≤1 500 Pa。

3.2 高爐出鐵場設計霧化除塵

在鐵口操作過程中如果操作不合理，會出現潮濕的炮泥遇到過熱的鐵水導致潮鐵口出鐵現象，這將產生比較嚴重的粉塵異常排放。在鐵口上方設計霧化除塵設施，通過噴霧除塵，在鐵口上方形成一層汽幕，將溢出的粉塵壓蓋住，控制煙粉塵外溢現象。

在鐵水溝、罐位等處安裝霧化除塵設施，將鐵水溝、罐位處溢出的粉塵壓蓋住，杜絕因爐溫過低造成的煙粉塵外溢。

3.3 高爐礦槽除塵系統改造

3.3.1 礦槽除塵器本體改造

除塵器的位置設立在高爐附近的平地上，有入風管道分別與各高爐的吸塵罩連接，管道上各安裝1個碟閥，如圖1所示。

圖1 管網優化工藝

3.3.2 礦槽除塵器風量調節閥改造

大型除塵器采用兩列及以上的布置方式，為了風量在各室的均勻分布，管道布置方面會采取一些措施，由于計算量與實際量的差別、施工圖與變更等的影響，正常生產時各室間往往會出現風量、灰塵產生量的差別，有時達到10倍以上，造成各室布袋負荷差別較大，但反吹參數卻是一樣，實際上出現了壓縮氣體的浪費，各灰倉灰量分布如圖2所示。另外含塵氣流在一部分布袋箱暢通、一部分受阻，也導致電耗增加，因此需要調整風量實現均衡。主要采取導流措施，其次對各室風門進行調節，注意少量多次、循序漸進，每次調節都要觀察壓差、灰量、電流變化。除塵器進風主管道短的西側系列四室只有東系列產灰量的1/3，進行內部檢查也未發現灰塵在主管道、箱體進風通道內的沉積，經分析及“U”形管壓差檢測，確定主要原因是三通、變徑的局部阻力損失過大。在三通處安裝3塊導流板，降低了該系統的阻力損失，實現了風量均勻，電流也稍有降低。

圖2 灰倉灰量分布

3.3.3 礦槽除塵器加濕系統改造

主要從噴嘴形狀、噴頭數量、布置方式、水壓、水質等方面入手，在不同除塵器的加濕機上采用不同的改造辦法，進行對比完善。噴頭采用多排布置、一排調節，有形成膜狀、霧狀、滴狀水流的不同噴嘴，噴嘴要方便拆安、隨時清堵，小孔徑噴嘴前要安裝過濾器。除塵器一般沒有高位灰倉，直接裝車或落地，在整個卸灰過程中要注意調節好插板閥開度、控制好卸灰閥啟停，維持灰量基本穩定。根據效果，總結出對稱卸灰法、交叉卸灰法、前后定量銜接法等卸灰控制辦法。卸灰加濕以形成松散狀顆粒為標準，不能因水量不足或濕潤不足而揚塵，也不能水量過大或灰、水分離而形成泥漿流。加濕過程及效果見圖3、圖4。

圖3 加濕粉塵過程

3.4 高爐礦槽除塵罐車無塵卸灰技術改造

利用5#、6#爐礦槽除塵現場特有的高位灰倉進行改造，在高位灰倉中下部（避開灰倉上部的振打器、料位計等）開Φ480 mm的孔，孔周邊焊接δ=10 mm護板，采用δ=6 mm鋼板制作吸灰變徑管（Φ480 mm變為Φ325 mm）；通過理論計算，吸灰管與高位灰倉夾角為75°時最利于除塵灰的抽吸捕集，因此現場按照75°的夾角連接。同時增加安裝插板閥、電動卸灰閥組，利于系統卸灰量調節控制。制作Φ 325 mm變Φ159 mm的變徑管，實現與罐車吸料軟管的連接。制作雜物檢查清理箱，長、寬、高各800 mm，箱子一側開孔，方便雜物的檢查清理，此檢查清理箱可防止后續罐車吸料管卡堵。連接L=5 000 mm的吸料軟管，吸料軟管采用耐磨橡膠管，配套快速接頭。用14#槽鋼制作安裝支撐架，對吸料硬、軟管進行支撐固定，如圖5所示。

圖4 粉塵加濕后效果

圖5 礦槽除塵卸灰流程

3.5 新二區高爐槽下除塵系統管網改造

5#高爐7#、8#焦炭篩主要運送干熄焦，粉塵量大，除塵系統除塵效果不明顯，通過在焦炭篩上增加防塵布，抑塵部分粉塵，效果明顯。6#高爐偏倉懸臂篩后部無擋板，灰塵溢出現象明顯，通過用鋼板封堵的方式有效地抑制了粉塵的外溢現象。

4 改造效果

高爐出鐵場、礦槽除塵系統優化改造后，高爐系統2017年比2016年多收集粉塵1 045 t。大氣降塵量2017年比2016年減少17%。高爐出鐵場與礦槽上料系統的環境大為改善。崗位粉塵明顯降低，除塵器出口粉塵排放濃度低于20 mg/m3，已經達到山東省區域性大氣污染物綜合排放標準（DB 37/2376—2013）第3時段標準。