(福建三钢闽光股份有限公司铁前事业部,福建三明 365000)
【摘要】三钢6#高炉冲渣底滤池是第二代炉龄技改项目,采用底滤法炉渣处理工艺与其它工艺相比具有炉渣粒化效果好、占地面积小、运行成本低、系统故障率低、管路及设备磨损小,环境友好等优点,是一种性价比最高的高炉炉渣处理工艺。
【关键词】 高炉渣 底滤法
概述
炉渣处理是高炉出铁过程中的重要环节,炉渣处理工艺的先进程度直接影响出铁过程能否顺利进行。目前高炉渣处理方式有:平流池沉淀法、拉萨(RASA)法、印巴(INBA)法、底滤法等处理方式。三钢6#高炉原来采用的是平流池沉淀法,耗水量大、蒸汽量大,缺点明显。通过比较不同的炉渣处理工艺后,决定利用6#高炉中修机会将原平流池沉淀法原地升级改造为底滤法炉渣处理工艺,并取得良好运行效果。
1、底滤法高炉渣处理工艺流程介绍
底滤法系统主要由四部分组成:底滤池、泵房、冷却塔和抓渣设备。主要的设施包括:冲制箱、水渣沟、底滤池、热水泵站、桥式抓斗起重机、冷却塔、冲渣泵站等,其工艺布置如下图1所示。
图1:6#高炉底滤法渣处理系统工艺工艺布置图
底滤法工艺流程为:熔渣被冲置箱喷出的高速水流击碎、淬冷和粒化,水淬后的渣水混合物流入过滤池,经过滤池过滤层使得渣水分离,过滤后的热水流进设在底部的回水管被热水泵打至冷却塔进行冷却降温后进入储水池,冷水再被冲渣泵打至炉前冲制水箱继续冲渣循环利用,过滤后存留在滤池内的干渣经桥式抓斗起重机抓入堆渣场外运。
2、底滤法高炉渣处理工艺的设计
根据现场条件,底滤法渣处理系统共设置3个过滤池,正常生产时为一用两备,即一格冲渣,另一格抓渣、反冲洗、第三格备用,渣池切换由冲渣沟末端阀门控制。每个铁口各对应2个过滤池、中间滤池南北铁口共用,过滤池内铺设1.5米厚鹅卵石过滤层, 最上层设型钢保护,渣处理系统平面布置如下图2所示。
图2:渣处理系统平面布置图
2.1系统工艺设计
过滤池的设计要依据高炉容积、出铁次数、每次出渣量、出渣时间、过滤速度、过滤面积等来确定,过滤池过滤速度的经验值一般为5~15t/m2·h。其主要工艺设计参数见下表3。
表3:主要工艺设计参数
序号 | 名 称 | 单位 | 参数 | 备 注 |
1 | 高炉容积 | m³ | 1800 | |
2 | 渣流速度 | t/min | 4.5 | 最大8,峰值10 |
3 | 日产水渣量 | t/d | 2200 | |
4 | 冲渣水量 | t/h | 2000 | |
5 | 冲渣水水温 | ℃ | ~40 | |
6 | 工作过滤池面积 | m² | 150x3 |
根据底滤法处理系统的工艺特点,整个系统配置了六台逆流中空冷却塔、三台冲渣泵、两台热水泵,在三台冲渣泵之间设置切换蝶阀,满足同时对不同底滤池进行冲渣及反冲洗需要,两台热水泵一用一备,设置了底滤池液位监控及清水池自动补水平衡系统,为新型底滤法渣处理系统的顺利运行提供了保障。
2.2滤层设计
滤池滤层的设计关系到渣水分离的速度及分离效果,经过讨论,设计滤层四层,总高度1.5m。滤料采用优质鹅卵石,虑料分小、中、较大和大4个级别,滤水管道置于底部大颗粒滤层内,增加了滤层的透水性。多级滤层匹配适宜的循环水量,使系统循环水中固体悬浮物颗粒截留在小颗粒滤层以上,循环水中细渣含量极少,最终循环水悬浮物含量<30mg/L,减小了系统管路及设备磨损。经过多级过滤,确保水渣含水率≤12%,避免水渣运输过程中残留水分四处滴落造成的环境污染。底滤池滤层渣水分离模型见下图4。
图4:渣水分离滤层模型
2.3底滤法水渣工艺特点如下 :
(1)系统占地面积小,水渣底滤法是目前占地面积最小的工艺之一。
(2)渣水分离效果好,过滤后的渣中含水量低,降低系统水消耗量,过滤后的循环水中物含量低,系统管道、阀门、水泵等无磨损,作业率高,一次性投资及运营成本低。
(3)系统循环水干净,系统上塔泵配设效率高的清水泵,而清水泵的效率要比渣浆泵高30%左右,降低了水泵电能消耗。
(4)过滤池内由于没有存水,不会产生蒸汽,从而生产区域的渣处理系统不会有大量蒸汽产生,环境得到极大改善,避免传统平流池法上方大量蒸汽外溢。
(5)采用冷水冲渣,减小炉前蒸汽发生量,降低系统水消耗量。
3、底滤法水渣生产实践:
6#高炉底滤法炉渣处理系统投入使用后,现场环境得到极大提升,系统运行稳定、作业率高、故障率低,吨渣耗水率低,通过废水回收,冲渣水月均补水量由原平流池的月平均1.6万吨降到了月均0.15万吨左右,取得极好的节水效果。
4、结语:
底滤法炉渣处理工艺可减少工艺全流程的蒸汽排放,改善工人操作环境,大幅缩短渣水在滤池中的缓存时间,加快生产节奏,最终实现高炉水渣处理工艺的高效、节能、环保运转,具有突出的经济和社会效益,值得大力推广。
参 考 文 献
[1] 周凡,环保底滤法水渣工艺设计与实践[J].炼铁,2014,33
[2] 唐宇 郭帅 王林, 福建三钢 6#高炉渣处理工艺改造[J]. 天津冶金,2020,05
作者简介:罗建军,男,硕士,炼铁高级工程师,现从事与炼铁领域相关的技术及管理工作