鞍钢高炉冲渣水溢流问题的分析与控制

孟凡双，田叶军，姜伟，孙成国，朱红东，叶楠

（鞍钢股份有限公司炼铁总厂，辽宁鞍山114021）

鞍钢高炉冲渣水溢流问题的分析与控制

孟凡双，田叶军，姜伟，孙成国，朱红东，叶楠

（鞍钢股份有限公司炼铁总厂，辽宁鞍山114021）

鞍钢股份有限公司炼铁总厂高炉冲渣工艺多样、复杂，针对不同的高炉冲渣工艺特点，分析了影响高炉冲渣水溢流的问题，提出了改进措施，实现了高炉冲渣水内部动态平衡，逐步实现高炉冲渣水的零排放。

高炉；冲渣水；溢流；零排放

鞍钢股份有限公司炼铁总厂共有8座高炉，4座2580 m3高炉和4座3200 m3大型高炉，1号、2号、3号和4号高炉冲渣工艺为冷茵芭工艺；10号高炉冲渣工艺为热茵芭工艺；7号高炉和11号高炉冲渣工艺为轮法工艺，7号、11号高炉轮法工艺仍保留原有的渣池系统，工艺落后，设备缺陷比较多，严重影响冲渣系统水平衡，导致有大量冲渣水溢流（溢流量为1 200～1 500 m3/h），废水排往鞍山市西大沟，对地下水资源产生污染，同时浪费大量的净环水。

根据新环保法的要求，必须严格控制鞍钢外排水水量，因此，控制高炉冲渣水溢流尤为重要。通过对鞍钢高炉冲渣工艺系统分析，找出水系统运行不平衡的原因，并提出解决办法，逐步实现冲渣水零溢流，达到节能减排的目的。

1　冲渣工艺分析及存在的问题

1.1冲渣工艺分析

鞍钢股份有限公司炼铁总厂8座高炉冲渣工艺差别在于脱水器的结构，而其外部管道和设备布局都是相同的，冷茵芭工艺主要原理就是以大量的水为介质对高温液态熔渣进行水淬处理，粒化后的渣水混合物汇集到集水渣槽，通过水渣槽下部结构进入分配器，再流入转鼓进行渣水分离，分离后的渣由胶带输送机运出，渣水分离后的热水进入集水槽和热水池，通过粒化渣回水提升泵送冷却塔冷却，冷却后的水进入冷水池，用泵送冲制箱循环使用。转鼓、接受塔、热水池和冷却塔溢流都进入回收池，回收池的水重新进入沉淀池参加冲渣水循环系统。高炉冲渣冷茵芭工艺流程如图1所示。

高炉冲渣冷茵芭工艺存在如下缺点：

（1）循环冲制水中含细渣量大，泵体、阀门寿命短，经常卡死、失灵，且磨损严重；

（2）管道磨损严重，补漏量巨大，检修时需降水位，检修时间长，且污染环境；

（3）由于泵体磨损而造成冷却泵和粒化泵能力不匹配，冷却塔水位平衡困难，易造成淹泵坑或产生泡渣埋转鼓；

（4）冷却塔、热水池和集水槽大量积渣，清渣难度大。

鞍钢10号高炉热茵芭工艺与上述高炉冷茵芭工艺不同之处在于，其没有冷却塔和回收池，此高炉冲渣工艺的缺点是，水温高，热水池为主要集水池，容积只有300 m3左右，不能及时换热，粒化水得不到充分冷却，需要大量补水置换冷却，导致大量水溢流。高炉热茵芭工艺流程见图2。

鞍钢11号高炉冲渣工艺为轮法工艺，经过粒化轮后的渣水混合物汇集到集水渣槽，通过水渣槽下部结构进入分配器再流入转鼓进行渣水分离。分离后的渣由胶带输送机运出，渣水分离后的热水进入沉淀池和热水池，热水池的水用泵送出循环使用。粒化轮老化，影响渣的粒化效果，渣中含水量大，水量消耗大，粒化泵为工频，与水量不匹配。鞍钢11号高炉冲渣工艺流程见图3所示。

1.2存在问题及分析

1.2.1供水量大于消耗水量

高炉沟头水、污水、渣仓搅拌水、轴封水、脱水器清洗水等水源在高炉冲渣时，不断进入冲渣系统，而冲渣消耗的水量为蒸发量和水渣带走量，其系统来水量大于冲渣过程中水的消耗量，产生溢流。

以一座3200 m3的高炉为例，冲渣每天消耗水量为560 t（日产8 000 t铁×0.35渣铁比×蒸汽及渣中含水为0.2 m3/t），而进入冲渣工艺系统的水量有清洗水、轴封水、沟头水、补水阀门不严等，每天大约为2 400 m3左右，每天冲渣系统中将有1 840 m3的剩余水，直接导致冲渣水溢流。

1.2.2设备维护滞后

考虑设备成本原因，一般在设备问题不明显时，如冲制箱的磨损、水泵叶轮老化、阀门及喷嘴的磨损、变频器老化等，基本不进行更换，但诸多设备问题集中在一起就会造成较大的溢流。由于泵体磨损而造成冷却泵和粒化泵能力不匹配，冷却塔水位平衡困难，易造成淹泵坑或产生泡渣，埋转鼓。监控仪表、液位由于多种原因经常出现波动、失灵、损坏等现象，造成岗位无法有效监控，产生溢流。

1.2.3岗位操作粗放

为了保证高炉冲渣的连续性，接收塔内进红渣时，岗位操作始终保持各个部位水池在高水位运行，一有疏忽就会导致冲渣水溢流。在两场同时出铁时，如不注重两场水的平衡，就不能调整水平衡。

2　系统优化及控制

2.1优化工艺流程

2.1.1茵芭系统改造

原有的冷茵芭系统中，所有的溢流口的溢流都进入回收池，回收池的水通过回收泵进入热水池，这样导致冲渣水的渣无法脱去，因此把回收池的水改到冲制箱，经过脱水器脱水后再进入循环系统中，减少了冲渣水中含渣量。

定期清渣工作，在高炉定修中，对热水池和沉淀池进行清理，减少渣在池中的板结。回收泵随系统启停，减少冲渣水在回收池中停留时间，防止其在回收池中沉积。高炉冲渣改造后冷茵芭工艺流程图见图4所示。

2.1.2鞍钢10号高炉加装冷却塔

鞍钢10号高炉采用老式热冲渣工艺，无冷却设施，由于水温高只能靠补水来降低水温，从而使系统水增多，多余水无法重复利用，只能外排，因此增加了冷却塔，以降低冲渣水温度，减少外排水量。鞍钢10号高炉冲渣改造后工艺流程见图5。

2.1.3改造落后工艺

鞍钢11号高炉冲渣系统为老工艺，粒化轮老化，影响渣的粒化效果，渣中含水量大，水量消耗大，粒化泵为工频，水量不匹配。此次改造将原有粒化轮改造为茵芭，粒化泵改为变频，使水量更加匹配，同时在原有的大池中增加了回收池，使用气提泵把沉淀的细渣送到转鼓进行再次脱水，减少冲渣水中的含渣量，从而减少水量消耗和外排水量。鞍钢11号高炉冲渣改造后的工艺流程见图6所示。

2.2控制外来水源

首先对高炉沟头进行改造，中压净环水经过沟头后，回到高炉风口回水槽，此水不进入高炉冲渣水系统。取消不必要的渣仓搅拌水，对轴封水、脱水器清洗水进行控制，在满足功能的前提下减少其使用量。另外高炉冲渣时开启清洗水和轴封水，停止冲渣时关闭清洗水和轴封水。关闭各处补水阀门，对关不严的阀门要进行更换。

2.3设备隐患治理

集中梳理设备缺项，对影响冲渣水溢流的设备问题，落实责任人和整改时间，按时间接点跟踪落实，职责分工明确，每项工作都落实到人头，明确治理时间，使影响溢流的设备隐患能够及时处理。

2.4外排水监控

2.4.1加装溢流报警装置

冲渣水外排主要是通过回收池满了以后，通过溢流口向外排管道排放，因此，循环利用回收池的废水，减少补水是减少外排水的首要任务。要求根据各高炉的不同液位加装水位报警。当水位达到警界值时提示岗位人员及时转泵，将多余的废水打到冷却塔，减少冷却塔的补水，达到零排放的目的。

2.4.2彻底封堵排放口

为了便于溢流的检查与控制，对各处回收池的溢流口进行了封堵，这样就能直接观察到溢流，从而杜绝因操作造成的外排。由于检修或设备故障造成的溢流，经过回收泵的外排管道，有组织进行外排，从而使高炉冲渣区域的外排水实现了有序受控。

2.5加强岗位操作管理

根据各高炉现场实际情况，如果补水气动阀门不严，就要求冲渣岗位将手动阀门关闭，不许发生补水阀门长流水现象；如果确实需要补水，就打开手动阀做好相关记录。在高炉堵炮泥后确认红渣不再进接收塔后15 min内停车，严禁长时间空转设备增加来水量，如根据趋势图发现有长时间不停车现象，就要对所属班组进行严肃考核。针对现场补水水位高的现象，将对各部位的补水自动液位进行修改，确保在有效补水的同时不产生溢流现象。要求各岗位熟记各个蓄水部位的溢流数值，在发生溢流时可以进行手动调节，避免在可以调节的情况下发生溢流现象，作业区将就各岗位对溢流液位的掌握情况进行抽查，如发现对所在岗位溢流液位不清楚的要进行考核。

3　实施效果

通过对高炉冲渣工艺的不断改进和系统的优化处理，冲渣系统设备稳定运转率大幅度提升，冲渣水溢流问题得到有效控制。冲渣水排水量由2014年6月份的1 200 m3/h下降到2014年11月份的200 m3/h，5个月共创效益为324万元，对鞍钢西大沟减排工作做出了贡献。

4　结语

（1）鞍钢股份有限公司炼铁总厂高炉冲渣系统，虽然通过小的工艺改造，减少溢流水取得了一定效果，但是，还不能满足当前节能减排形势的要求，还需进一步完善。

（2）冲渣设备在渣水混合物中工作，设备磨损和腐蚀比较严重，对设备的检修与维护是冲渣稳定运行的保证，只有稳定运行，才能减少事故状态下的外排水量。

（3）鞍钢股份有限公司炼铁总厂通过加强对操作岗位的教育培训和管理，在操作上即保证了生产正常运行，又减少了补水量，达到了节能减排的目的。

（4）鞍钢高炉冲渣系统通过一段时间的整改，设备稳定运转率大幅度提高，岗位精细化操作，使冲渣溢流水得到有效的控制，取得了一定的经济效益和社会效益。

（编辑贺英群）

Analysis on Problem Caused by Slag Flushing Water Resulted in Blast Furnace of Angang and Control of Overflow

Meng Fanshuang，Tian Yejun，Jiang Wei，Shun Chengguo，Zhu Hongdong，Ye Nan
（General Ironmaking Plant of Angang Steel Co.，Ltd.，Anshan 114021，Liaoning，China）

Several kinds of slag flushing processes are being used by blast furnace in General Ironmaking Plant of Angang Steel Co.，Ltd.，indicating that these processes are complicated and varied.So according to different characteristics of these processes，all those problems which can influence the overflow of slag flushing water was analyzed and thus improvement measures were proposed.After these measures are taken the internal dynamic balance for the slag flushing water is achieved so that the zero emission of the slag flushing water can also be gradually achieved.

BF；slag flushing water；overflow；zero emission

TQ522

A

1006-4613（2015）06-0035-05

2015-03-18

孟凡双，高级工程师，2001年毕业于安徽工业大学热能工程专业。E-mail：mengfanshuang@126.com