王彩艷， 董會(huì)國(guó)， 范志剛

（1.中冶賽迪上海工程技術(shù)有限公司， 上海 200940； 2.中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司， 重慶 401122）

高爐開、堵鐵口和出鐵過程中的煙塵，平均每生產(chǎn)1 t鐵水就會(huì)產(chǎn)生2.5 kg的煙塵。其中正常出鐵時(shí)各污染源包括出鐵口、主溝、鐵溝、渣溝、撇渣器、魚雷罐車等部位產(chǎn)生的煙塵占86%[1]，屬于一次除塵。開、堵鐵口時(shí)產(chǎn)生的煙塵稱為二次除塵。高爐出鐵場(chǎng)煙塵粒度較細(xì)，粉塵在大氣中處于懸浮狀態(tài)，停留時(shí)間長(zhǎng)，擴(kuò)散范圍廣，不僅污染了周圍的環(huán)境，而且直接影響了工人的操作和身體健康。隨著環(huán)保要求和工人健康需求的提高，高爐出鐵場(chǎng)也要求向潔凈化發(fā)展。

1 現(xiàn)有高爐出鐵場(chǎng)除塵配置簡(jiǎn)介

大高爐出鐵場(chǎng)空間大，對(duì)環(huán)保較重視，故在設(shè)計(jì)時(shí)除塵配置較為完善，常規(guī)配置如下：鐵口區(qū)域設(shè)置頂吸+雙側(cè)吸，并配置主溝A蓋和移蓋機(jī)；主溝撇渣器、鐵溝、渣溝、擺動(dòng)流槽處都設(shè)置側(cè)吸，單個(gè)鐵口系統(tǒng)的除塵風(fēng)量在90萬m3/h以上。大高爐的渣鐵溝耐材配置較好，通鐵量大，檢修周期長(zhǎng)，故渣鐵溝都采用溝蓋全覆蓋，所以大高爐出鐵場(chǎng)除塵效果較好。

中小高爐出鐵場(chǎng)空間小，鐵口一般只設(shè)置頂吸+單側(cè)吸。中小高爐出鐵水多數(shù)采用固定罐位出鐵，除塵管路系統(tǒng)密封較差。且中小高爐的渣鐵溝耐材配置較差，檢修作業(yè)頻繁，故渣鐵溝覆蓋面較少，所以中小高爐出鐵場(chǎng)除塵效果差。

2 中小高爐出鐵場(chǎng)除塵改善設(shè)計(jì)

針對(duì)中小高爐出鐵場(chǎng)除塵效果差，本文提出改善設(shè)計(jì)，該方案可在線改造，不影響生產(chǎn)，可顯著提高出鐵場(chǎng)除塵環(huán)境。以下以1000 m3級(jí)高爐為例，對(duì)改造方案進(jìn)行說明。1000 m3級(jí)高爐出鐵場(chǎng)的典型配置如下：高爐設(shè)有兩個(gè)出鐵口雙矩形出鐵場(chǎng)，泥泡開鐵口機(jī)異側(cè)布置，泥泡操作室設(shè)置在鐵口附近，采用固定罐位出鐵。鐵口設(shè)有頂吸+單側(cè)吸，固定罐位處設(shè)置頂吸，系統(tǒng)總風(fēng)量約為65萬m3/h。渣鐵溝溝系無覆蓋或者部分覆蓋。出鐵場(chǎng)平臺(tái)標(biāo)高9.100 m，風(fēng)口平臺(tái)標(biāo)高11.550 m。

2.1 爐前區(qū)域局部封閉設(shè)計(jì)

對(duì)爐前區(qū)域進(jìn)行局部封閉，減少出鐵場(chǎng)內(nèi)部及外部氣流對(duì)爐前煙塵的吹散作用，將煙塵封閉在一個(gè)放大的“頂吸罩”內(nèi)部去除，可提高爐前除塵效率。爐前煙塵不易捕捉的一個(gè)重要原因在于，爐前基本為一個(gè)敞開空間，從鐵口噴射出來的煙塵高速向前運(yùn)動(dòng)，很容易逃離除塵點(diǎn)負(fù)壓的捕捉及約束，特別在開鐵口作業(yè)煙塵產(chǎn)生量達(dá)到高峰的時(shí)段內(nèi)，煙塵受外界氣流影響而四處漫溢，逃離除塵點(diǎn)的捕捉。如果爐前區(qū)域能夠形成一個(gè)相對(duì)密閉的空間，將煙塵封閉，限制其出逃路線，此時(shí)再配以爐前頂吸、側(cè)吸兩大除塵點(diǎn)，爐前除塵效果將會(huì)大大改善。

爐前局部封閉設(shè)計(jì)方案如下：將鐵口頂吸罩拆除，利用風(fēng)口平臺(tái)、泥炮操作室，并在出鐵場(chǎng)平臺(tái)上加設(shè)立柱及鋼梁，將泥炮、開鐵口機(jī)和主溝前段全部封閉，封閉小房?jī)艨崭叨燃s5 m，封閉小房?jī)?nèi)側(cè)均采用耐火材料噴涂。在封閉小房屋頂上方設(shè)置錐形通風(fēng)罩，側(cè)面與通風(fēng)主管連接。爐前封閉方案綜合考慮了爐前作業(yè)，具體說明如下。

1）鐵口操作作業(yè)：在開鐵口機(jī)側(cè)的密閉小房側(cè)面留有缺口，工人可以進(jìn)行開鐵口機(jī)換桿操作。在泥泡側(cè)封閉小房側(cè)面設(shè)有檢修門，工人可以進(jìn)行裝炮泥和清理炮嘴作業(yè)。

2）換風(fēng)口設(shè)備作業(yè)：封閉小房靠近高爐側(cè)的側(cè)面立封板設(shè)為活動(dòng)式，當(dāng)需要檢修風(fēng)口設(shè)備時(shí)，采用旋轉(zhuǎn)軸+鏈條固定的方式，將側(cè)面立封板放置水平，作為輔助檢修平臺(tái)，保證換風(fēng)口設(shè)備作業(yè)空間。

3）主溝耐材解體和澆注作業(yè)：把封閉小房主溝兩側(cè)的封板設(shè)置為活動(dòng)門，活動(dòng)門的凈空約2.6 m，主溝解鐵機(jī)可進(jìn)入封閉小房進(jìn)行解體作業(yè)。在主溝上方的封閉小房屋頂設(shè)有5 t手拉葫蘆，配合主溝耐材澆注時(shí)模具的吊裝。

4）泥炮、開鐵口機(jī)設(shè)備部件的更換：在泥炮、開鐵口設(shè)備上方的封閉小房頂部設(shè)置10 t手拉葫蘆，當(dāng)需要更換時(shí)，利用手拉葫蘆將設(shè)備部件移到封閉小房外側(cè)，然后用出鐵場(chǎng)行車吊運(yùn)。

5）通風(fēng)降溫照明設(shè)施：在封閉小房中設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)和噴霧抑塵設(shè)施，對(duì)出鐵口的煙氣進(jìn)行抑塵和降溫，同時(shí)改善工人在小房中的操作條件。在小房中設(shè)置耐熱防爆照明設(shè)施。

6）安全設(shè)置：在開鐵口機(jī)機(jī)身側(cè)、泥泡炮身側(cè)設(shè)置檢修門，主溝兩側(cè)均設(shè)置活動(dòng)門，方便工人進(jìn)出。

2.2 主溝撇渣器、鐵溝、渣溝增設(shè)煙罩設(shè)計(jì)

主溝末端、渣鐵溝系無覆蓋或部分覆蓋，在出鐵過程中，煙塵隨著鐵流、渣流隨意揚(yáng)散到出鐵場(chǎng)空間內(nèi)，操作環(huán)境差，故需要對(duì)溝系進(jìn)行全封閉處理。

在主溝撇渣器上增設(shè)拱形煙罩，寬度2.6 m，高度約1.8 m，煙罩上設(shè)置觀察孔、檢修門，煙罩內(nèi)部空間滿足工人檢修維護(hù)操作要求。在主溝撇渣器處設(shè)置除塵點(diǎn)：新增撇渣器處的風(fēng)管從出鐵場(chǎng)除塵主管接出后，從出鐵場(chǎng)填沙中鋪設(shè)到主溝邊緣與主溝煙罩連接。

鐵溝和渣溝上方全部增設(shè)煙罩：渣溝和前段鐵溝設(shè)置圓弧煙罩，高度約0.8 m，在煙罩上開設(shè)觀察孔，方便工人觀察熔鐵流向；在后段鐵溝設(shè)置拱形煙罩，寬度2.6 m，高度約1.8 m，開設(shè)檢修門，煙罩內(nèi)部空間滿足工人檢修維護(hù)操作要求，方便工人對(duì)鐵水進(jìn)行引流和截流，煙罩頂部留有與現(xiàn)有通風(fēng)管道的接口。在后段鐵溝上方設(shè)置5 t電動(dòng)葫蘆。當(dāng)檢修鐵溝時(shí)，鐵溝煙罩可用電動(dòng)葫蘆吊移出來后，用出鐵場(chǎng)行車吊運(yùn)。

增設(shè)的主溝撇渣器、鐵溝、渣溝煙罩內(nèi)部都設(shè)有輕質(zhì)噴涂料，充分考慮隔熱的同時(shí)盡量降低煙罩的質(zhì)量。

通過對(duì)出鐵場(chǎng)內(nèi)的上述“封”、“擋”、“蓋”等措施改造，在不變動(dòng)出鐵場(chǎng)除塵配置體系的前提下可大大改善出鐵場(chǎng)的環(huán)境質(zhì)量。

3 結(jié)語

隨著對(duì)環(huán)保的日益重視，對(duì)作為主操作平臺(tái)的出鐵場(chǎng)平臺(tái)的要求越來越高。出鐵場(chǎng)平臺(tái)不僅要滿足正常的出鐵出渣功能，還需要提供良好的作業(yè)環(huán)境。中小高爐由于自身?xiàng)l件限制，出鐵場(chǎng)除塵效果較差。本方案在不變動(dòng)除塵配置體系，不影響生產(chǎn)的條件下，將爐前、主溝撇渣器、鐵溝、渣溝進(jìn)行封閉，封閉后出鐵時(shí)出鐵場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)無組織排放粉塵大量減少，出鐵場(chǎng)平臺(tái)無明顯揚(yáng)塵，爐前環(huán)境得以改善。

[1]項(xiàng)鐘庸，王莜留.高爐設(shè)計(jì)—煉鐵工藝設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007.