高炉水渣渣浆泵防堵塞装置的研究与应用

李曙光

（中冶宝钢技术服务有限公司，上海 201900）

一、事件背景：

高炉炉渣处理方式有两种，冲制水渣或放干渣。由于干渣使用价值小，以冲制水渣为主的，冲制水渣就是用具有一定压力和流量的水，使液态的熔渣变成颗粒均匀的固体水渣。目前宝钢四座高炉共有三种水渣处理工艺，其中1BF是拉萨法工艺，2、3BF是因巴法工艺，4BF是新因巴法工艺，新、老因巴法工艺差别不大，拉萨法和因巴法工艺区别较大。

下面图1是1BF水渣工艺流程图：

二、问题的提出：

因巴法工艺中渣、水混合物通过液压马达或电动马达带动的转鼓进行分离，分离后的渣子通过穿过转鼓的皮带输送到成品槽，渣量的大小与液压压力或马达电流的大小具有一定的对应关系，渣量通过这个对应关系进行计算、显示，反应的是瞬时值。拉萨法工艺中渣、水混合物通过渣泵进行输送，由于水中含渣量不断变化很难检测，因此没有渣量显示。实际生产中只能根据烟囱中蒸汽的大小来判断渣量，但是由于蒸汽的大小受天气、温度以及人为因素的影响，存在极大的不准确性和漏判性，渣泵堵塞时有发生。根据对2006年的统计，因处理渣泵堵塞造成直接经济损失达29万余元。

三、渣泵堵塞的原因分析：

1、铁口在刚打开时口径较小，出渣慢、渣量小，但随着时间的延长，在铁水的冲刷下熔损、变大，出渣变快。

2、1BF设计渣流量最大为6t/min（大于6t/min要切放干渣），渣水比最大不超过1:8，当水中含渣量大时，渣泵的能力下降，渣泵易堵塞。

3、输入总水流量不大于60M3/min，渣泵输出量为70M3/min，输出大于输入，当不冲渣时粗分槽内水位下降，但在生产中发现当渣流量大时有水溢流到中继槽，说明输入大于输出，渣泵的能力已明显下降，这就更加造成了渣水比的增大，渣泵更加容易堵塞。

四、解决方法：

1、方案设想：

从渣泵堵塞的原因来看，要想不让渣泵堵塞有三种办法：一不让铁口变大，很难解决；二增大水渣处理能力，工艺改变太大，得不偿失；三增加水量，降低渣水比，但是渣泵能力下降，再多的水也没有用。所以说，从根本上解决渣泵堵塞是不可能的。

根据流体力学理论，水中含渣量越多，水的流速就越慢，通过测量水流量就会大概知道渣量的大小，但是苦于没有合适的流量计。因为，各种流量计，不是因为水中含渣影响准确度，就是因为水中含渣易磨损。

由于渣泵能力的下降，管道中的水流速度变慢，电机电流也会下降，电流的下降与水中的含渣量基本上成比例对应，因此可以通过测量渣泵电机电流来检测渣泵是否堵塞。经观察，没有渣量时，电流为70A左右，当堵塞时在60A左右，当电流为65A左右时就必须分流了，不然就会堵塞。所以设想研究一套装置，时刻监测渣泵电流，当电流下降到65A时，发出声、光报警提醒操作人员提前进行分流，从而避免渣泵的堵塞，同时把电流指针显示变成数字显示，使操作人员便于观察。

下面图2是此装置的一个框图：

2、回路介绍：

电流检测装置采用电流互感器把渣泵电机大电流转换成0～5A的标准检测电流。电流变换器，把0～5A的标准检测电流转换成4～20mA的微电流。

数显控制仪，把4～20mA的模拟量电流转换成数字量并显示，且带有可设定的上、下限报警输出接点。

电源装置为变流器和数显控制仪提供工作电源。

控制报警回路是和报警复位、运行连锁、报警等回路一起工作的，具体原理图见图3所示。

3、电气控制图

图3为渣泵报警回路电气控制图

五、项目的实施：

在2007年9月安装调试了1套，设定报警下限电流为65A，利用冲渣结束时间把粗分槽液位降低，使渣泵电机电流逐步下降，当电流下降到65A时，报警仪能够及时发出报警，调试成功，在以后一年多的生产中该报警器多次及时发出报警指示，有效地避免了渣泵堵塞。

六、结束语

本装置可应用于各种形式的渣浆泵上，只要根据渣浆泵电机电流的大小选择不同的电流互感器即可，也可以选择检流器代替电流互感器和电流变换器。

[1]何希杰.渣浆泵工作原理和设计方法.流体机械，1994年09期.

[2]高炉渣处理技术规程.宝钢分公司，2006年.