引言:邯宝炼铁厂1#高炉有效容积3200m,设有四个铁口,南、北两个出铁场。炉渣处理系统采用冷法INBA渣处理工艺,每个出铁场设-套, 共两套。一套INBA水渣处理系统对应两个铁口,INBA工艺设施由粒化槽、转鼓、热水槽、转鼓滤网清洗装置、折叠皮带机、供排水系统、冷却塔及水渣转运贮存系统组成。高炉于2008年4月18日开炉投产,高炉第二次出铁,INBA系统就投人运行。初始阶段,由于对INBA工艺了解不透彻,使用过程中出现大量泡沫渣、转鼓严重带水、粒化塔、热水池水位高向外溢水、电动蝶阀磨损严重开关不灵活等现象。造成转鼓堵死、INBA事故停机,致使INBA的作业率达不到设计指标,通过一段时间的使用,对INBA法渣处理工艺设备进行技术改进,冲渣率达到968以上,两套INEA系统日处理水渣量在200吨以上,满足了高炉稳产、高产的需要。
1、邯钢高炉INBA水渣处理工艺
邯钢新区1#高炉INBA法渣处理工艺为:高炉炉渣在主铁沟与铁水分离后,经熔渣沟进入粒化塔,被安装在渣沟端部下面的粒化箱喷出的带压高速水流快速击碎,淬冷和粒化,形成颗粒状水渣,粒化产生的渣水混合物,从粒化塔经连接件流进脱水转鼓内的分配器、缓冲箱,进入能够自动调整转速的旋转脱水转鼓进行渣水分离,水渣由通过转鼓中心的皮带运输至堆渣场装车外运。水和细渣则透过滤网进人下部的集水池,细渣沉淀后经底流泵再打到连接件内进入转鼓再次分离,而水则通过热水槽滋进人热水池,经热水泵提升至冷水塔进行冷却,再由冲渣泵送至粒化箱继续冲渣,循环使用。事故状态下熔渣导入于渣坑,由干渣坑水泵打水冷却粒化,装车外运。
2、高炉INBA水渣处理工艺存在的问题
邯宝炼铁厂自1#高炉2008年4月18日投产初期,由于对此INBA设备冲渣生产工艺认识不够,导致转鼓脱水效果较差,渣中含水、水中含渣问题比较突出,设备检修工作量较大,设备故障导致高炉出火渣时有发生,影响高炉正常生产,备件消耗费用也相当巨大,生产与设备都不堪忍受,主要故障表现如下:
2.1由于冲渣循环水中含大量细渣,泵体、阀门寿命短,经常发生卡死、开关不到位、磨漏等现象,阀门更换频繁,劳动强度大。
2.2转鼓带水严重:转鼓作用是将渣、水分离,使渣中的含水量小于15%。但实际运行中渣粒经转鼓后脱水后,渣中含水量达50%左右,致使皮带打滑、渣水倒流,最终使转政难以正常运行。其原因是因为泡沫渣本身体积大、含水分多,通过转鼓时,水不能有效脱除;粒化不好的细渣粒将转鼓网眼堵死,影响了转鼓的脱水能力。另外转鼓带水严重后,转鼓的扭矩增大,按照INBA设计原理,这时转鼓的速度将变快,最快可达到1.2r/ min,转鼓转速提高后,脱水效果更差,形成恶性循环。
2.3由于水渣中含水量较大,为防止皮带打滑,增加了大量配重块,皮带负荷加大,导致电机电能消耗大。同时由于水渣中含水量较大,水渣与皮带的粘附力较大,水渣颗粒在皮带机头部做不到全部清除,相应的皮带、滚筒、托滚磨损厉害,寿命缩短,更换频繁,检修和更换备件费用较大。
2.4由于泵体磨损、管道内部结渣堵塞管道而造成冷却泵和粒化泵的输出流量不匹配,冷却塔水位平衡困难,易造成淹泵坑或产生泡沫渣,埋转鼓等故障。
2.5转鼓滤网水清洗加压泵原设计中只有一台,在使用过程中该水泵一旦产生故障,清洗水压力减小,过滤网得不到有效清洗,导致网眼堵塞,转鼓脱水困难,负荷加大,不利于生产。
3、高炉INBA水渣处理工艺改进
为解决上述存在的各类问题,采取如下相应措施,逐一解决。
3.1改进阀门结构型式
由于设计院在初始设计时,阀门全部采用普通硬密封蝶清水阀,水中的细渣颗粒对间体、阀板磨损极大,现计划将其更改为浆液阀,在阀体、阀板上喷涂耐磨合金,使阀门的寿命由原来的2个月延长到6个月以上。满足了生产需要,降低了备件消耗。
3.2水渣冲制颗粒的大小
水渣冲制颗粒的大小,决定了设备的正常、稳定运行。颗粒过大,渣中含水量高,产生大量的泡沫渣,皮带无法及时运走,导致转鼓被埋。颗粒过小,转鼓过滤出的水异常浑浊,水中有大量细渣,并在冷却塔、集水槽、热水池沉淀淤积,导致泵体和管道磨损加剧,负荷增大,严重时卡死水泵叶轮,损坏滤网,渣斗架脱落。同时也极易堵塞滤网,造成渣中含水量高。通过一定时间的生产实践和现场采取的渣样分析以及到其他钢厂高炉冲渣工艺察情况,我们认识到:水渣颗粒的大小与渣的化学成分、水温影响不大,而粒化头处冲渣水压与水渣颗粒的大小以及产生细渣率起着关键的作用,调整和控制冲渣水压保持在0.2-0. 3Mpa之间, 则可远离产生泡渣和细渣率高的弊端,于是我们在冲渣总管上设置-泄压水管通到粒化池,并安装一块限流孔板,通过调整限流孔板孔径的大小,调节冲制水压保持在0.2~0. 3Mpa之间, 基本解决了渣中含水量大的问题。
3.3加强设备管理与维护定期检查更换每条输送皮带机P型、型头部清扫器及空段清扫器的磨损情况,随时更换。同时在皮带机头部增加压缩空气吹扫器。利用压缩空气将粘附在皮带上的水渣颗粒及水分吹除,减小水渣对滚简、托辊的磨损,同时适当减少皮带机的配重块,降低皮带负荷,将部分滚简表面粘贴陶瓷,将原来钢托辊更改为耐磨陶瓷材质。从而延长滚简、胶带、托辊的使用寿命。每次出渣后,观察粒化头,如发现有堵塞现象,及时处理,保证粒化头的透孔率在95%以上。同时,利用检修的机会,将粒化槽的粒化板拆除,启动粒化泵将系统中残留的大块杂物冲出,从本上防止粒化头被堵塞现象发生。
3.4保持热水池水位和冷却塔的水位平衡
根据热水泵、冲渣泵的实际输出流量,在热水泵的进出水管之国安装连通管,通过开关电动阀门及调整限流孔板孔径的大小,保证热水泵、冲渣泵的实际输出流量相匹配,冲渣压力长期稳定。
3.5增加备用加压泵及相应阀门
在转鼓滤网水清洗加压泵系统管路中,增加一台加压泵及相应的阀门,做到一用一备。在PLC控制中实现当清洗水压低于0.6Mpa时,备用泵自动开启,确保转鼓在工作中,过滤网能够随时清洗,防止因网孔堵塞,而导致转鼓脱水效果不好,增大转鼓负荷。
4、结束语
实践证明,通过对邯钢1#3200m3高炉渣处理工艺的改进,INBA的工作状况得到了根本改变,泡沫渣现象基本消除,经过转鼓后出来的基本上都是渣沙,带水量在15%左右,INBA的作 业率达到了设计要求96%以上,设备基本做到不放火渣的要求,运行成本显著降低,年节约成本200万元以上,具有广泛的推广和应用价值。
参考文献:
1、盛正平等,高炉转鼓式水渣分离装置过滤网的探讨,冶金设备,2019年第2期,第35-40页。
2、王雄,浅谈武钢新3号高炉渣处理系统设计和运行,炼铁,2021 年第5期,第30-33页。