盧樹(shù)任,馮 飛,劉衛(wèi)東,黃培真

(廣西華銳鋼鐵工程設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司,廣西柳州545001)

改進(jìn)型INBA沖渣工藝在柳鋼2號(hào)高爐的應(yīng)用

盧樹(shù)任,馮 飛,劉衛(wèi)東,黃培真

(廣西華銳鋼鐵工程設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司,廣西柳州545001)

針對(duì)INBA法中普遍存在的水回路中細(xì)渣多、熱水池積渣嚴(yán)重以及各系統(tǒng)管道、泵閥磨損嚴(yán)重等問(wèn)題,介紹結(jié)合了INBA法和平流沉淀法的改進(jìn)型渣處理工藝,及其在柳鋼2號(hào)高爐的應(yīng)用特點(diǎn)和效果。

高爐渣處理;INBA法;平流法

1　引言

2　工藝概述

2.1INBA工藝

高爐出鐵時(shí)的熔渣經(jīng)熔渣溝流到粒化池,經(jīng)安裝在?；赝鈧?cè)熔渣溝出口末端下方的?；^噴射出的高速高壓水流沖擊,使熔渣水淬、?；?。粒化產(chǎn)生的水渣收集在?；叵虏?在重力作用下,渣水混合通過(guò)分配器連續(xù)流入INBA轉(zhuǎn)鼓內(nèi)。水渣在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進(jìn)行脫水,期間?；谵D(zhuǎn)鼓底部自然形成渣層。此渣層將滯留循環(huán)?；蟛糠旨?xì)渣,只有少量的細(xì)渣進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓下面的熱水池,進(jìn)入水回路。經(jīng)過(guò)脫水的渣通過(guò)膠帶機(jī)輸送至水渣堆場(chǎng)儲(chǔ)放,再經(jīng)汽車外運(yùn)。

脫水轉(zhuǎn)鼓濾出的水收集在轉(zhuǎn)鼓下方的熱水池中并循環(huán)到冷卻塔,冷卻后的水再由?；贸橹亮；^進(jìn)行沖渣?；?。沉淀在熱水池底部的少量細(xì)渣由再循環(huán)泵打回粒化池中循環(huán)過(guò)濾。?；^(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)煙囪排入大氣,INBA法渣處理工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1　INBA法工藝流程

INBA法高爐水渣處理技術(shù)自引入國(guó)內(nèi)后,在武鋼、寶鋼、馬鋼等企業(yè)的高爐上得到使用[1],并得到了不斷發(fā)展和完善,其主要優(yōu)點(diǎn)有:(1)設(shè)備布置緊湊、占地面積小。(2)可實(shí)現(xiàn)整個(gè)流程機(jī)械化、自動(dòng)化,工作可靠性高、作業(yè)率高,水渣質(zhì)量好。(3)沖渣水閉路循環(huán),泵和管路的磨損小。(4)無(wú)爆炸危險(xiǎn),安全性能高。(5)蒸汽集中排放,沒(méi)有開(kāi)敞的水池,作業(yè)環(huán)境好。(6)可通過(guò)轉(zhuǎn)鼓電機(jī)上力矩的測(cè)量,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)渣流量。

INBA法高爐水渣處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用過(guò)程中,根據(jù)各廠的反饋[2],普遍存在的問(wèn)題主要有:(1)水回路中細(xì)渣多,熱水池內(nèi)易積渣、清理困難,管道與泵閥磨損嚴(yán)重。導(dǎo)致維護(hù)費(fèi)用及備件費(fèi)用高。(2)在瞬時(shí)渣流量大(＞12 t/min)時(shí),轉(zhuǎn)鼓因負(fù)荷過(guò)大而停止運(yùn)行,影響高爐正常出鐵。(3)轉(zhuǎn)鼓濾網(wǎng)易損壞,壽命短。

由于水回路中細(xì)渣多,各水池易沉積水渣,特別是熱水池尤其嚴(yán)重,需安排大量人力、物力來(lái)清理,成為INBA系統(tǒng)的一大缺陷,亟需一個(gè)簡(jiǎn)單、行之有效的細(xì)渣沉積、過(guò)濾工藝與之配合,以完善INBA渣處理工藝。

2.2平流沉淀法工藝

為落實(shí) 《生態(tài)文明體制改革總體方案》，探索綠色金融發(fā)展有效路徑，2016年8月，中國(guó)人民銀行、財(cái)政部等七部門印發(fā) 《關(guān)于構(gòu)建綠色金融體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出支持和鼓勵(lì)綠色投融資的一系列激勵(lì)措施。2017年6月，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議決定在浙江、江西、廣東、貴州、新疆5省（區(qū)）選擇部分地方建設(shè)綠色金融改革創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)，充分發(fā)揮綠色金融在調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等方面的積極作用。黨的十九大報(bào)告明確指出推進(jìn)綠色發(fā)展，加快建設(shè)綠色生產(chǎn)和消費(fèi)的法制和政策導(dǎo)向，構(gòu)建市場(chǎng)導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系，發(fā)展綠色金融，壯大節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、清潔生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)、清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

平流沉淀法工藝采用噴嘴將高壓水流噴向高爐熔渣,生成水淬渣,水渣經(jīng)水渣溝輸送至平流沉淀池,水渣在沉淀池中靠自重沉積,沉淀下來(lái)的爐渣用抓斗起重機(jī)定期抓出,沖渣水則溢流至泵站吸水井循環(huán)使用。

平流沉淀法工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清渣方式靈活,平流沉淀池內(nèi)流態(tài)比較平穩(wěn),水流始終處于層流狀態(tài),有利于固液分離,細(xì)渣沉淀效果好,但沉淀池占地面積大,機(jī)械化、自動(dòng)化程度低,環(huán)境污染大。平流沉淀法工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2　平流沉淀法工藝流程

3　改進(jìn)型INBA沖渣工藝及其應(yīng)用

柳鋼2號(hào)高爐(2 650 m3)渣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)條件為日最大產(chǎn)鐵量6 360 t,設(shè)計(jì)熔渣的正常渣流量為6 t/min,最大渣流量為12 t/ min,?；? 400 m3/h,事故水量600 m3/h。高爐南、北出鐵場(chǎng)各設(shè)1套INBA裝置,其中1號(hào)鐵口配套1套INBA裝置,2、3號(hào)鐵口共用1套INBA裝置。針對(duì)INBA法水回路細(xì)渣多、熱水池積渣、難清理的問(wèn)題,設(shè)計(jì)時(shí)將INBA法和平流沉淀法有效結(jié)合在一起,并根據(jù)各自的優(yōu)缺點(diǎn)做出相應(yīng)地改進(jìn),形成以INBA法完成水渣的水淬、?；?、脫水、輸送及蒸汽收集過(guò)程,以平流沉淀法對(duì)水回路中的細(xì)渣進(jìn)行沉淀、過(guò)濾的改進(jìn)型INBA沖渣工藝。

3.1工藝流程

高爐出來(lái)的熔渣首先通過(guò)INBA法的粒化池、脫水轉(zhuǎn)鼓完成水淬、?；⒚撍?、輸送及蒸汽收集過(guò)程。原INBA法脫水轉(zhuǎn)鼓濾出來(lái)的水收集在轉(zhuǎn)鼓下方的熱水池中進(jìn)行二次返渣,在柳鋼2號(hào)高爐渣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中取消了原INBA法熱水池設(shè)計(jì),采用平流沉淀法處理水回路中的細(xì)渣。INBA?；叵虏康脑退?jīng)連接管進(jìn)入脫水裝置后,脫水轉(zhuǎn)鼓將較大顆粒水渣從水中濾出,并將其卸在膠帶機(jī)上,含有細(xì)渣的渣水經(jīng)渣溝分配進(jìn)入平流沉淀池。在設(shè)計(jì)中將平流沉淀池改為4格錐斗沉淀池,連同渣溝、集水池、熱水池和提升泵房等一起布置在INBA脫水裝置和膠帶機(jī)底部。4格錐斗沉淀池可通過(guò)閘板控制形成串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行,以提高細(xì)渣沉淀效果和運(yùn)行保障度。錐斗沉淀池中渣水通過(guò)氣力提升機(jī)經(jīng)螺旋分級(jí)機(jī)將細(xì)渣脫水分離并直接排放到INBA膠帶機(jī)上輸送至堆渣場(chǎng)。沉淀池沉淀后的渣水經(jīng)集水池和熱水池,由提升泵房中提升泵組送至冷卻塔冷卻,再由冷卻泵房中粒化泵組送至INBA?；^進(jìn)行沖渣,形成循環(huán)。改進(jìn)型INBA沖渣工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3　改進(jìn)型INBA沖渣工藝流程

3.2工藝特點(diǎn)及改進(jìn)

(1)以INBA法為主,系統(tǒng)保留了原INBA法自動(dòng)化程度高、可靠性高、作業(yè)率高、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

(2)取消了INBA法的熱水池設(shè)計(jì),采用平流沉淀法代替INBA熱水池二次返渣及回水處理系統(tǒng),解決了INBA熱水池易積渣、難清理的問(wèn)題。

(3)對(duì)平流沉淀法的沉淀池作了改進(jìn),采用4級(jí)錐斗沉淀池,并可形成串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行,加強(qiáng)了細(xì)渣沉積效果。敞開(kāi)的水池清渣也比較方便,較好地解決了INBA系統(tǒng)中細(xì)渣清除困難,造成管理和維護(hù)工作量大,設(shè)備頻繁檢修的行業(yè)難題。

(4)錐斗沉淀池連同渣溝、集水池、熱水池和提升泵房等布置在INBA脫水裝置和膠帶機(jī)底部,工藝布置緊湊。

(5)錐斗沉淀池設(shè)置有氣力提升機(jī)、螺旋分級(jí)機(jī),使沉淀池中細(xì)渣可持續(xù)機(jī)械排出,機(jī)械化、自動(dòng)化程度高。

3.3實(shí)際使用效果

柳鋼2號(hào)高爐渣處理系統(tǒng)采用INBA法和平流沉淀法相結(jié)合的改進(jìn)型INBA沖渣工藝。高爐自投產(chǎn)以來(lái),渣處理設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定,水渣沖渣率穩(wěn)定在98%以上。

目前,柳鋼煉鐵廠高爐有多種渣處理方式:平流沉淀法、嘉恒法、明特法、INBA法。根據(jù)柳鋼技術(shù)中心曾同時(shí)對(duì)柳鋼各渣處理系統(tǒng)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè),2號(hào)高爐渣系統(tǒng)水質(zhì)較好,減少了管道和設(shè)備的磨損,維修費(fèi)和備件費(fèi)大大降低(見(jiàn)表1)。

表1　柳鋼煉鐵廠渣系統(tǒng)水質(zhì)總殘?jiān)繖z測(cè)數(shù)據(jù)(mg/L)

柳鋼2號(hào)高爐改進(jìn)型沖渣工藝較好地解決了原INBA法存在的水回路中細(xì)渣多、熱水池易積渣、清理困難的缺陷,延長(zhǎng)了設(shè)備及管道壽命。沖渣水系統(tǒng)中細(xì)渣的減少,延長(zhǎng)了各集水池的清理周期,僅需在系統(tǒng)年修時(shí)集中清理,維護(hù)工作量顯著減少。沉淀池對(duì)沖渣水的回收作業(yè)大,環(huán)境效果好,基本實(shí)現(xiàn)了沖渣水的零排放。

3.4存在的主要問(wèn)題

柳鋼2號(hào)高爐首次使用改進(jìn)型INBA法渣處理工藝,缺少應(yīng)有的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn),自高爐開(kāi)爐投產(chǎn)以來(lái),該系統(tǒng)也出現(xiàn)了一些問(wèn)題,主要有:

(1)系統(tǒng)增加了沉淀池,沉淀池布置在INBA脫水裝置和皮帶下,整個(gè)系統(tǒng)占地面積比INBA法略有增加。沉淀池為敞開(kāi)式設(shè)計(jì),清渣方便,但生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生少量蒸汽,對(duì)周圍環(huán)境有一定的影響。

(2)柳鋼2號(hào)高爐沖渣水質(zhì)在柳鋼各渣系統(tǒng)中是最好的,但細(xì)小渣粒還是稍微偏多。主要是由于沖渣過(guò)程中?；畨哼^(guò)高等原因?qū)е录?xì)渣多、棉渣多。在今后使用過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制沖渣水壓,減少細(xì)渣、棉渣的產(chǎn)生。

4　結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明,柳鋼2號(hào)高爐改進(jìn)型INBA渣處理工藝是可行的,達(dá)到了預(yù)期的節(jié)能環(huán)保效果。該工藝將INBA法和平流沉淀法有效結(jié)合,完善了INBA工藝,彌補(bǔ)了INBA工藝的缺陷,具有工藝先進(jìn)、操作方便、系統(tǒng)可靠、維修量小、渣水零排放、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。該沖渣工藝在以后生產(chǎn)中仍可進(jìn)一步完善。

[1] 仇彬.INBA法渣處理工藝在梅鋼4號(hào)高爐的應(yīng)用[J].甘肅冶金,2010,32(5):24-26.

[2] 周龍義.高爐INBA法水渣技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用:分析與改進(jìn)[C]//.中國(guó)金屬學(xué)會(huì)煉鐵分會(huì).第十三屆全國(guó)大高爐煉鐵學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.2012:1 027-1 032.

Application of the Improved Slag Flushing Process on No.2 Blast Furnace of Liuzhou Steel

LU Shu-ren,FENG Fei,LIU Wei-dong,HUANG Pei-zhen

(Guangxi Hua Rui Iron and Steel Engineering Design and Consultant Co.,Ltd.,Liuzhou 545001,Guangxi,China)

Against the common problems existing in INBA method,such as the many fine slag existing in the water circuit,the slag depositing in the hot well severely,the severe wear of each system pipeline and pump valve,the improved slag treatment process which was combined with INBA method and horizontal flow sedimentation method and its application characteristics as well as the effects on No.2 Blast Furnace of Liuzhou Steel were introduced.

blast furnace slag treatment;INBA method;horizontal flow method

1001-5108(2016)02-0020-04

TF534

B

盧樹(shù)任,工程師,現(xiàn)主要從事鋼鐵冶金設(shè)計(jì)工作。