鄭 明,邱斌良

(1.中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司,重慶401122; 2.四川川威鋼鐵股份有限公司,四川威遠(yuǎn)642450)

威鋼6號高爐爐渣處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

鄭 明1,邱斌良2

(1.中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司,重慶401122; 2.四川川威鋼鐵股份有限公司,四川威遠(yuǎn)642450)

對威鋼6號高爐爐渣處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹和總結(jié)。生產(chǎn)實(shí)踐證明:高鈦渣采用水沖渣,轉(zhuǎn)鼓過濾工藝是可行的,該工藝運(yùn)行安全可靠,水渣質(zhì)量好,環(huán)境友好。

高爐;高鈦渣;水沖渣;轉(zhuǎn)鼓過濾

1 引言

威鋼6號高爐爐容1 750m3,設(shè)有2個(gè)鐵口,1個(gè)渣口,2個(gè)出鐵場。采用釩鈦磁鐵礦冶煉,渣中TiO2最高可達(dá)22%左右。對高鈦渣的處理,一般采用放干渣的形式,但干渣處理成本高,環(huán)境污染嚴(yán)重。鑒于此,威鋼6號高爐爐渣處理采用水沖渣方式,轉(zhuǎn)鼓過濾。該工藝,不僅可以得到質(zhì)量好的水渣,更重要的是為高鈦渣采用水沖渣+轉(zhuǎn)鼓過濾工藝提供了成功經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)能夠解決沖渣時(shí)產(chǎn)生的大量含硫蒸汽對環(huán)境和周圍鋼結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重腐蝕污染,環(huán)保條件得到了很大的改善。本文將對該水渣工藝的設(shè)計(jì)作較全面的介紹和總結(jié)。

2 系統(tǒng)組成

高爐設(shè)有2個(gè)鐵口,1個(gè)渣口,2個(gè)矩形出鐵場。2個(gè)鐵口的下渣和渣口的上渣共用一套水渣處理設(shè)施,并設(shè)有2個(gè)事故干渣坑。在生產(chǎn)正常情況下,可以100%沖制水渣,事故干渣坑僅作為一種備用手段。

水渣處理設(shè)施主要由熔渣粒化、水渣過濾、蒸汽排放、水渣輸送系統(tǒng)、?；h(huán)系統(tǒng)、事故水、補(bǔ)充水、轉(zhuǎn)鼓壓縮空氣吹掃、轉(zhuǎn)鼓清洗水吹掃、沉淀池等組成。

3 工藝流程

水渣系統(tǒng)工藝流程為:經(jīng)主鐵溝與鐵水分離后的熔渣及渣口的上渣,進(jìn)入水渣槽后被沖制箱噴出的高速水流水淬粒化,?；蟮脑旌衔锫淙胨?經(jīng)水渣槽出口裝置和水渣溝進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓過濾器進(jìn)行渣水分離,脫水后的水渣落至膠帶機(jī)后經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)膠帶機(jī)和轉(zhuǎn)運(yùn)站運(yùn)至水渣裝車槽,直接裝車外運(yùn);過濾后的水進(jìn)入沉淀池,經(jīng)兩級沉淀后流入集水池,再通過粒化泵站送至沖制點(diǎn),循環(huán)使用;沖制水渣時(shí)產(chǎn)生的蒸汽通過水渣排汽筒集中高空排放。工藝流程簡圖如圖1所示。

圖1 威鋼6號高爐水渣工藝流程簡圖

4 主要工藝技術(shù)特點(diǎn)

4.1 水渣粒化設(shè)施

對于釩鈦礦冶煉,由于渣中TiO2含量高,造成熔渣粘度大,渣中帶鐵較多,沖制水渣過程中,更易出現(xiàn)爆炸的現(xiàn)象。為此,本工程采用沖制箱+水渣槽深水粒化方式進(jìn)行沖制水渣。

水渣沖制箱是熔渣粒化的主要設(shè)備之一。沖制箱的設(shè)計(jì)主要與沖渣水量、水溫、水壓有關(guān)。在沖渣水量、水溫一定的條件下,通過建模分析計(jì)算,來確定經(jīng)濟(jì)、安全的沖渣工藝參數(shù),保證得到質(zhì)量合格的水渣。

水渣槽是保證釩鈦礦冶煉沖渣不發(fā)生爆炸的另一關(guān)鍵設(shè)備。熔渣被沖制箱噴出的高壓水水淬后,渣水混合物落到水渣槽下部,水渣槽下部存留有深度約2m的的水,可以對其進(jìn)行二次水淬、冷卻。由于水渣槽內(nèi)存有大量渣水,落入水中的熔渣鐵的熱量能夠迅速的通過此部分積水釋放,避免蒸汽大量聚集而產(chǎn)生爆炸。

通過以上措施,可以得到粒度均勻,玻璃化率可達(dá)95%以上的質(zhì)量優(yōu)異的水渣。而且,能夠最大程度的解決釩鈦礦冶煉沖渣易爆炸的安全問題。

4.2 渣水分離設(shè)施

渣水分離采用嘉恒轉(zhuǎn)鼓過濾器。轉(zhuǎn)鼓過濾器是渣和水的分離設(shè)備,也是水渣系統(tǒng)的核心設(shè)備。其筒體為V字型篩斗結(jié)構(gòu),篩斗由內(nèi)篩網(wǎng)、外篩網(wǎng)、側(cè)篩網(wǎng)組成,過濾網(wǎng)采用不銹鋼篩網(wǎng)。轉(zhuǎn)鼓過濾器由驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)軸、軸承座、齒圈、托圈、筒體、托輥、擋輥等組成。其筒體規(guī)格為:?7 000mm×3 300mm,采用變頻調(diào)速,其調(diào)速范圍0.5rpm～3rpm,可以根據(jù)渣流量大小,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓過濾器轉(zhuǎn)速。

轉(zhuǎn)鼓過濾器潤滑點(diǎn)采用電動(dòng)干油泵集中潤滑,操作方便,運(yùn)行可靠。為防止濾網(wǎng)堵塞,還設(shè)有高壓清洗水吹掃裝置和壓縮空氣吹掃裝置。

4.3 蒸汽排放設(shè)施

水渣排汽筒設(shè)置在水渣槽上部,蒸汽通過排汽筒集中高空排放。傳統(tǒng)水渣排汽筒一般采用涂有防酸防腐涂層的鋼結(jié)構(gòu)煙囪,但受到酸性蒸汽及冷凝回水的沖刷、腐蝕,鋼結(jié)構(gòu)煙囪容易出現(xiàn)穿孔,造成漏水,進(jìn)而腐蝕其它鋼結(jié)構(gòu),且修補(bǔ)鋼結(jié)構(gòu)排汽筒是高空作業(yè),難度較大。鑒于此,本工程排汽筒材料采用新型聚酯材料“TM-197耐化學(xué)型不飽和聚酯樹脂”。采用此種材料的排汽筒,可以有效的抵抗酸性水渣蒸汽和冷凝水的腐蝕。并且,排汽筒敷設(shè)高度可以超過爐頂放散閥,完全避免了爐頂鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備被水渣蒸汽腐蝕的可能。通過在國內(nèi)外多座高爐工程中的使用實(shí)踐表明,此種材料的排汽筒防腐和排氣均取得了良好的效果。

蒸汽的高空排放,除具有環(huán)保作用,還有節(jié)能作用。蒸汽沿排汽筒上升排放過程中,通過排汽筒壁與外部空氣自然換熱,冷凝水自然回流,既減少了蒸汽排放量,又可作為補(bǔ)水,減少系統(tǒng)補(bǔ)水量。通過建模分析,排汽筒直徑、高度與蒸汽冷凝回收率的關(guān)系如圖2所示[1]。

圖2 水渣排汽筒高度、直徑與蒸汽冷凝回收率關(guān)系圖

由圖2可見,排汽筒直徑和高度與蒸汽冷凝回收率成正比,排汽筒高度越高,直徑越大,則蒸汽冷凝回收率越高,相對蒸汽排放量就越小,更加環(huán)保和節(jié)能。某鋼廠采用此高空排放工藝的噸渣補(bǔ)水量較采用環(huán)保英巴工藝的噸渣補(bǔ)水量減少到12%。

4.4 水渣輸送設(shè)施

膠帶機(jī)是水渣的運(yùn)輸設(shè)備。排出膠帶機(jī)布置在轉(zhuǎn)鼓過濾器的下方,相對于英巴法排出膠帶機(jī)布置在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部,此種方式更便于維修,且膠帶機(jī)故障時(shí),也不會(huì)引起因水渣無法運(yùn)走而壓死轉(zhuǎn)鼓的事故。膠帶機(jī)B= 1.2m,V=2m/s,長期運(yùn)轉(zhuǎn)。

水渣裝車槽是水渣成品的儲存設(shè)施,容積為800m3x2。水渣在渣倉內(nèi)儲存一定時(shí)間后,再由汽車外運(yùn)。這樣,既可以降低水渣含水率,減少環(huán)境污染,濾出水又可以作為循環(huán)水的補(bǔ)水,減少系統(tǒng)補(bǔ)水量。水渣裝車槽主要由裝車槽本體、犁式卸料器、液壓鄂式閘門、電動(dòng)排水閘門、空氣炮等組成。為排出水渣存儲時(shí)的濾水,還設(shè)有排水設(shè)施。

4.5 ?；h(huán)水設(shè)施

渣水經(jīng)轉(zhuǎn)鼓過濾分離后,大部分水渣通過膠帶機(jī)運(yùn)走,少部分細(xì)渣進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。水中的細(xì)渣顆粒會(huì)磨損設(shè)備及循環(huán)水管路,細(xì)渣顆粒數(shù)量的多少直接影響設(shè)備及管路的壽命。所以,要提高水系統(tǒng)設(shè)備及管路的壽命,既要減少循環(huán)水中的細(xì)渣顆粒數(shù)量,又要增強(qiáng)設(shè)備及管路的耐磨性。

本工程一方面通過設(shè)置沉淀池,從轉(zhuǎn)鼓過濾后的水經(jīng)過兩級沉淀后再進(jìn)入集水池,來最大程度的減少循環(huán)水中的細(xì)渣含量;另一方面,通過采用渣漿泵、厚壁鋼管、耐磨管件及耐磨閥門,來提高設(shè)備的壽命,進(jìn)而增加水渣系統(tǒng)的作業(yè)率。

5 結(jié)語

威鋼6號高爐于2013年2月28日開爐出鐵,水渣系統(tǒng)隨之投入使用,正常情況下100%沖制水渣。投產(chǎn)至今實(shí)踐證明:高鈦渣采用水沖渣、轉(zhuǎn)鼓過濾工藝是可行的,該工藝運(yùn)行安全可靠,水渣質(zhì)量好,爐前沖渣環(huán)保,比傳統(tǒng)高鈦渣采用干渣處理方式,有顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,在今后新建和改造高鈦渣冶煉高爐爐渣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中值得大力推廣。

[1] 范志剛,林西平,鄒忠平,等.轉(zhuǎn)鼓法水渣工藝的環(huán)保和節(jié)能[J],鋼鐵技術(shù),2011:11-16.

The Slag Granulation Process Design of No.6 Blast Furnace in Sichuan Tranvic Group Co.,Ltd.

ZHENG Ming1,QIU Bin-liang2
(1.CISDI Engineering Co.,Ltd.,Chongqing,401122,China; 2.Sichuan tranvic group Co.,Ltd.Weiyuan 642450,Sichuan,China)

This paper introduces the slag granulation process design of No.6 blast furnace in Sichuan tranvic group Co.,Ltd..The results show that slag granulation and rotary drum filter process handing high titanium slag is feasible,the process is safe and reliable,the quality of slag is good,and have good environment.

blast furnace;high titanium slag;slag granulation;rotary drum filter

TF534

:A

1001-5108(2015)05-0006-03

鄭明,工程師,中冶賽迪煉鐵事業(yè)部,主要從事高爐設(shè)計(jì)與研究。