宣钢治理轧线含铁粉尘实践

郭九生

（河北钢铁集团宣钢公司规划发展处，河北张家口 075100）

1 治理前作业环境

宣钢公司是河北钢铁集团长材生产基地，共有轧材生产线10 条，其中型材生产线一条，窄带钢生产线2 条，高速线材生产线3 条，棒材生产线4 条，年钢产量600 多万t。

近几年来，宣钢公司所有轧材生产线加热炉均使用煤气作为加热热源，一改过去红烟黑烟弥漫的场景，厂房面貌和空气质量得到很大改善，但原先不太突出的轧制过程中产生的含铁粉尘却成为环境污染的最大来源。在轧线上，以初轧轧机产生的含铁粉尘最多，岗位粉尘浓度达到9.25 mg/m3（实测），随着轧件规格的不断减小，粉尘产生量依次减少，在中轧φ400 轧机，岗位粉尘浓度达到7.16 mg/m3，在精轧φ300 轧机，岗位粉尘浓度降为6.5 mg/m3，只要在轧钢的时间，红色的粉尘此起彼伏，对职工身体健康造成极大威胁。

2 治理方案

由于轧机序列主要由开口式轧机组成，受轧机拆装轧辊以及正常检修的制约，无法采用安装集气罩收集废气再进行净化处理的方法控制粉尘。通过对日常生产观察和分析，轧制过程中轧机出口产生的粉尘约占粉尘总量的85%～90%，如果把这一部分粉尘消除，基本就达到治理要求，我们根据湿式除尘的原理，决定采用水雾化吸附含铁粉尘的方法进行治理，采用实心和空心两种喷头进行现场实际测试发现:实心喷头可以部分将粉尘的部分吸附，大部分从辊缝和轧机进口位置处溢出，除尘效果不明显；空心喷嘴供水压力为0.5～0.8 MPa 时喷水量为1.2～1.5 m3/h，雾化后中间为空心，边缘为雾滴组成的雾罩，雾化角度在60～75 度之间，雾罩可以将轧机出口罩住，当轧件粉尘溢出时其处于雾罩中，连续不断的粉尘和由雾滴组成的雾罩产生碰撞并被雾滴吸附流入渣沟中，净化后的空气扩散在厂方空间中，轧件出口产生的90%以上粉尘被吸附，除尘效果较好，故设计上采用空心喷嘴进行雾化。

采取的设计方案是在轧机设计一套喷雾装置：该装置为一个丁字管，管的末端安装一个可调球接头，可调球接头下部安装一个空心锥喷嘴，将该装置安装在轧机出口上方500mm 处，采用支吊架形式，不固定，以轧机机架为安装基础，采用滑动方式，滑动块可沿轧辊轴向移动，便于更换孔型时调整水管位置与轧机出口保持一致。同时，水管与滑动块采用环形装置连接，能够以滑轨为轴做圆周运动，遇到轧机出现堆钢时，轧件顶到喷雾水管，水管可自行翻起，防止顶坏水管装置。水管出口与喷嘴之间安装万向球接头，便于对喷水位置进行调整，保证雾罩全部罩住轧件出口。当轧件出轧辊后，轧件带出的含铁粉尘被完全罩入空心锥中，雾粒粒度接近粉尘的粒度，粉尘被雾粒完全吸附后进入地沟中。

由于喷雾系统所用喷嘴对水质要求较高，国内其它生产线均采用新水或净环水压制粉尘，但使用新水或净环水，洗涤粉尘后污水将直接进入浊水系统，势必打破浊水系统闭路循环水平衡，造成浊水外排。为此，在方案制订中，只有使用浊水雾化才能促使该方案达到最优。

为满足这一条件，我们决定在浊水经化学除油后再增加深化过滤处理装置，提高水的品质，用于喷雾除尘系统，从而既满足喷嘴对水质的要求，又不增加新的污染，最终达到控制粉尘的目的。

在实施过程中，在现有浊环水系统的基础上，利用自清洗高速过滤器对部分经化学除油器处理后的浊水进行深化过滤处理，要求出水含悬浮颗粒100 μm 以下；建立独立供水系统，稳定供水压力，满足水雾化对供水水质和压力的要求。洗涤后的污水进入原有浊水系统，经漩流井沉淀、化学除油器处理后，循环回用。

3 建设内容

3.1 工艺流程

化学除油后的轧机浊水→集水池→水泵→自清洗过滤器→雾化喷嘴→轧件出口→地沟→漩流井→化学除油器

3.2 主要建设内容

以小型厂两条轧线为例介绍该项目的主要建设内容。

3.2.1 利用原一小型车间5#泵站场地，保留系统使用余量，使用原二小型车间净环弃用水泵作为供水水泵，其主要性能为Q=100 m3/h，H=50 m 单级立式离心泵，由两台水泵组成并联供水泵组，一备一用。

3.2.2 用一小型车间5#泵站废弃水池，加高700 mm 作为集水池，水泵吸入口低于水平面，实现自动灌泵；利旧水池供水管安装电动阀，将液位及开停泵信号传输到漩流井泵站，实现远程控制，不用增加岗位定员。

3.2.3 在系统供水泵后增加处理量为100 m3/h，过滤精度为200 目的自清洗过滤器1 台并配置相应的管路。

3.2.4 根据轧制工艺特点，在一小型车间φ520 粗轧机出口安装1CX-I 喷嘴4 套，中轧轧机出口安装1/2BX-SS 喷嘴8 套；精轧轧机出口安装3/8BX-SS喷嘴6 套；在二小型车间φ520 粗轧机出口安装1CX-I 喷嘴5 套、3/8BX-SS 喷嘴3 套，在中轧轧机出口安装3/8BX-SS 喷嘴6 套。

3.2.5 在轧机机架底部设置系统出水管口，每套装置安装快速切断阀门一个，保证喷雾用水及时切断，不影响轧机工艺调整。喷淋装置同管口之间用配有快速接头的高压软管相连，便于轧机工拆卸，避免与轧机调整作业产生影响。

3.2.6 在5#泵站单设一、二小型车间供水主管路及控制阀门，分别控制一、二小型车间系统供水。

3.2.7 铺设排污管路，将过滤器下部排污管同漩流井相连，排出反洗污水；回到漩流井再回用，实现闭路循环污水不外排。

3.3 雾化喷嘴选择

雾化喷嘴主要性能见表1。

表1 雾化喷嘴主要性能参数表

3.4 雾化喷嘴安装示意

结合喷嘴安装示意图见图1，喷雾装置主要由轧机机架1、轧辊2、轧件3、喷头集水管4、喷头5、软管6、控制阀7、喷雾总管8、轧机出口9、地沟10十部分组成。

经过过滤的水通过喷雾总管8 进入分支控制阀7 再经软管6 进入喷头集水管4，喷头集水管4上安装可调球接头和喷头5 固定于轧机机架1 上，喷头5 距离轧辊2、轧件3 出口位置约500 mm，水经喷头5 雾化和轧机出口9 的含铁粉尘结合进入轧机地沟10，完成除尘过程。

4 治理效果

经过一年来的运行，系统运行效果良好，车间岗位粉尘得到有效控制，一举消除过去生产时红烟阵阵的现象，职工作业条件大为改观，岗位职工再也不用戴口罩操作，职工精神面貌得到很大提高。经公司安环处监测站对喷雾除尘改造前后一小型车间作业环境设点进行实时监测，数据对比见表2。

图1 喷嘴安装示意图

表2 监测数据对比

数据全部低于5 mg/m3的治理标准，达到了预期目的。