轉爐干法除塵粗灰上倉直接回爐利用工藝與實踐

張銀洲，熊 偉，胡緒升，雷國鵬，高燕軍

（1.寶武集團鄂城鋼鐵有限公司，湖北 鄂州436000；2.西安西礦環保科技有限公司，陜西 西安710075）

1 LT粗灰回收工藝介紹

傳統干法除塵系統中的LT粗灰回收工藝流程[1]如圖1所示。轉爐煙氣流經活動煙罩及汽化冷卻煙道后，煙溫降至800～1000℃，再進入到蒸發冷卻器，與由霧化噴嘴將水霧化而成的高壓蒸汽進行充分混合，實現煙氣的冷卻降溫。這一過程約有30%的粉塵在水霧的作用下發生凝聚沉降，形成粗灰，之后通過粗灰拉鏈機輸送到粗灰倉。當粗灰儲存到一定量后，由汽車轉運至燒結配料站進行二次使用，此時的粗灰放灰過程中會產生大量的揚塵，破壞生產作業現場的環境，且轉運過程中也會出現大量粗灰的拋灑，增加道路清掃難度，并對廠區空氣造成污染。

圖1 LT粗灰回收工藝流程圖

蒸發冷卻器所產生粗灰的特點是鐵含量高（50%以上）、溫度高（300℃以上）[2]。但當粗灰在儲存、轉運和作為配料進行壓餅的過程中，溫度已降至常溫，再次入爐冶煉時的升溫過程需要吸收額外的熱量，間接增加了系統能耗和冶煉時間。

2 粗灰上倉直接回爐利用工藝改造

為實現轉爐干法除塵粗灰的直接回爐利用、提高資源使用效率，本廠進行了粗灰上倉直接回爐利用工藝改造[3]，如圖2所示。粗灰被提升至鋼廠高層框架六樓（40.3 m）平臺，并被收集安置在高層框架五樓（34.3 m）平臺的灰倉中。將灰倉的下灰管與轉爐的下料管進行搭接，在兌鐵前期直接打開粗灰插板閥，使粗灰直接入爐參與冶煉。

圖2 粗灰上倉直接回爐利用工藝布置圖

2.1 粗灰上倉工藝流程

粗灰上倉工藝流程如圖3所示。蒸發冷卻器中產生的粗灰在粗灰拉鏈機運行過程中，經過事故排灰口進入粗灰上倉的下部螺旋機中，通過粗灰上倉斗提機提升到六樓平臺的粗灰上倉上部螺旋機中，再由下料管（一）進入五樓平臺的料倉中。放灰時打開插板閥，通過與轉爐下料管連接的下料管（二）入爐，完成粗灰上倉入爐工藝流程。

圖3 粗灰上倉流程圖

由于其屬于新增改造項目，考慮到現場空間因素的限制，斗提機、灰倉和下料管的高度、大小、角度及位置等都將直接決定粗灰能否正常下料，因此，需要對這些部件的位置布局進行重點研究。

2.2 粗灰上倉工藝改造

粗灰上倉工藝改造過程從粗灰拉鏈機的事故排灰口開始，將事故排灰口改造為粗灰上倉下部螺旋的入灰口；新增粗灰上倉下部螺旋、斗提機、上部螺旋、料倉、稱重裝置、插板閥、下料管（一）、下料管（二）及改造電氣柜等。

自行設計聯鎖程序，將下部螺旋機的動作與粗灰拉鏈機進行同步動作聯鎖控制，粗灰上倉系統動作順行按照下部螺旋機、斗提機、上部螺旋機進行動作。

由于灰倉大小受場地限制，故增加灰倉稱重裝置，當灰倉凈重超過1.5 t時，粗灰上倉系統自動停止運行，粗灰由粗灰拉鏈機帶入原大灰倉。

2.3 粗灰下料控制流程

一次除塵系統的風機轉速與實際生產階段相關。在非冶煉階段的轉速為1200 r/min，在此轉速下進行粗灰下料，大量的粗灰將被一次除塵系統抽走，無法正常入爐。經過試驗摸索，發現粗灰下料前將風機轉速降至500 r/min能夠保證粗灰的正常加入，加灰過程可在10 s內完成。因此，本改造在轉爐冶煉畫面中增設粗灰加入的嵌入式程序，為方便操作，只需點擊加灰按鈕即可實現ID風機的自動降速，同時完成灰倉插板閥打開的放灰動作，實現一鍵自動加灰操作，同時增加了轉速自動復位功能，確保加灰過程不影響正常冶煉。

3 粗灰上倉直接回爐利用實踐中的常見問題及解決辦法

3.1 粗灰上倉系統的下部螺旋入灰口堵塞

在正常運行過程中，粗灰上倉的下部螺旋入灰口容易出現堵塞問題，主要原因有如下三方面：①粗灰偏濕，這主要是由于噴槍的霧化效果不好和尾部煙道漏水造成粗灰的含水量大，此時應該進行換槍和焊補煙道操作；②粗灰上倉系統未與粗灰拉鏈機進行同步運行，逐漸造成下部螺旋入灰口堵死；③從蒸發冷卻器上掉下的塊狀物卡死在粗灰上倉系統的下部螺旋機中，此時應在下部螺旋入灰口處增設鋼筋格柵，防止塊狀雜物進入[4]。

為及時有效地將堵塞處清理開，需在下部螺旋入灰口上方的粗灰拉鏈機蓋板上增設一個方便開關的人孔門，當出現堵塞情況時就打開人孔門，從堵塞點正上方用撬杠進行有效清理，并在清理完畢后關閉人孔門。

3.2 煤氣竄入粗灰上倉系統導致爆炸安全隱患

項目改造完成后，在生產過程中出現過因煤氣竄入粗灰上倉系統導致上部螺旋機蓋板炸開的問題，經分析后認為是轉爐下料管的密封閥漏氣所致。為杜絕此類安全隱患，通過調查論證，在斗提機上接一趟DN200的風管并與二次除塵系統風管連接，調整好控制閥門開度，使粗灰上倉系統內保持微負壓，即可避免出現混氣導致的爆炸隱患。通過改進后一年的使用情況來看，再未發生類似的煤氣爆炸事件。

3.3 下料管（二）堵灰

在生產過程中，曾出現與轉爐下料管所連接下料管（二）的堵灰問題，主要原因是粗灰濕度偏大和下料管（二）斜度偏小。此時除調整噴槍的霧化效果外，還可在下料管（二）上增加一臺小型電磁振動機，在插板閥得電打開放灰時同步開始振動，及時將下料管（二）中的積灰振入爐中。

4 經濟效益分析

經統計，鄂鋼三座轉爐每月的產鋼量約44萬t，按照目前每爐冶煉過程中產生的粗灰量約600～800 kg進行推算，則每月的粗灰量達1760 t。通過粗灰上倉，實現至少90%物料的直接入爐使用，根據渣鐵冶煉收得率60%～70%，可計算出：

經過數據統計和計算可知，粗灰回爐利用可降低鋼鐵料消耗約1.08 kg/t。

5 結語

本次技改在鄂鋼三座轉爐上的應用都非常成功，實現了粗灰上倉，并在下一爐生產前直接入爐使用，既減少專業從事粗灰放灰工作人員的任務量，避免了放灰和轉運的揚塵污染，同時也可減少二次配礦后的價格差異，提高了渣料入爐溫度，降低了鋼鐵冶煉過程的物料和能量消耗。