高炉渣处理能力优化提升安全性实践

张永刚

摘 要：随着高炉利用系数的逐步提高，低品位入炉原料的影响，高炉渣产量大幅度增加，渣处理系统适应高炉生产的能力明显不足。为了适应高炉快节奏、高产量生产需要，经过无数次的现场监测、数据核算，坚持在原有设计配套设备设施基础上，以低成本投入来进行各部系统的功能性安全提升改造，从而达到既解决生产瓶颈，又提升渣处理整体能力的目的，既满足高炉生产需要，又达到节能降本、提升效率一个质的飞跃。

关键词：高炉渣；冲渣；水渣沟；过滤池；渣处理

中图分类号：TF524 文献标志码：A

0 引言

河钢宣钢公司炼铁厂3#高炉经两次扩容由1 260 m3改造为2 000 m3，3#高炉渣处理原采用底滤法，系统主要由粒化头、渣沟和过滤池、蓄水池、凉水池、泵房等组成。其工艺流程是冲渣泵将净化后的循环水以0.25 MPa～0.40 MPa的压力和1 200 m3/h～1 600 m3/h流量借给粒化头，经粒化头出水孔喷射的循环水将高炉熔渣粒化、冷却、水淬并沿渣沟输送至过滤池进行脱水。过滤池底部铺设有带有无数小孔的管道，管道向上逐级铺设由大到小鹅卵石，渣水混合物中的水经过鹅卵石缝隙进入底部管道小孔内，沿管道回流至地理位置低于过滤池底部的蓄水池内，在冷却泵、采暖泵的作用下，输送至凉水塔冷却降温，留在鹅卵石上表面的成品水渣由横跨过滤池建设的桥式抓斗起重机抓斗抓捞并存放在水渣堆场，控水24 h后，装车外发销售。3#高炉由初建时的1 260 m3扩容改造为2 000 m3，而渣处理系统未做任何配套性改造，依然保持原有1 260 m3配套设计水平，导致渣处理生产系统故障率高、出干渣比例大，跑水、堵渣不断，机具费用高，生产现场、人员存在着巨大安全隐患。为了减少设备故障，降低运行成本，提高设备稳定运行的保产能力，提高生产作业及人员的安全稳定性，更好地服务高炉，着手对3#高炉渣处理系统进行能力提升优化安全改造实践。

1 高炉渣处理能力优化设计

1.1 保障安全生产

高炉渣处理能力优化设计分别从粒化头、渣沟及过滤池等环节采取相应措施解决过滤池渗水慢、渣沟积渣堵渣跑水问题，日常生产中渣沟堵渣跑水发生时，职工就得采取应急措施进行处理，现场及设备周边存在高温水烫伤的安全隐患。堵渣造成水渣无法正常生产，也就造成了无计划走干渣事故的发生。通过改造，可以避免过滤池、渣沟堵渣溢水事故，克服了因回水阻力增加而造成的溢渣、跑水高温水渣烫伤人员事故的发生。通过加大冲渣泵运行台数，增大压力、流量，避免渣沟堆渣，增加了渣浆的冲刷能力，通过对抓渣操作法进行改变，保护了鹅卵石上表面缝隙不被挤压密封，保证了回水回流，避免了过滤池内渣的板结，保证回水顺畅，延长了过滤池过滤性能，避免溢水等烫伤职工的安全事故发生。

1.2 增创经济效益

通过对3#高炉渣处理能力提升优化安全改造实践，对“抓渣方式创新”的实施应用，完全实现了冲渣成本的有效控制。改造只投入渣沟耐磨料，多以操作为主，不仅实现了安全保产的目的，还有效减少了计划外干渣生产。过滤池性能增强，渣沟堵渣不再发生，溢水跑水得到缓减，能源浪费得到控制，从而节约了水资源消耗，现场环境得到大大改善，不仅保证了水渣生产，提高生产稳定性，同时，大大减少了机具费用的支出。

2 高炉渣处理能力优化实施改造

2.1 冲渣操作安全稳定性探索与实施

3#高炉冲渣按照设计将原6台冲渣泵开2备4增加为开3备3、开4备2，泵的运行台数增加，冲渣出水流量由过去的1 200 m/h～1 800 m/h增大到2 200 m/h～2 600 m/h，冲渣能力就增强，同时对出水粒化面板出水孔孔径做进一步调整，通过加装补板，在补板上对应位置开孔，使新孔孔径小于原出水孔孔径，孔径变小，出水流量固定的情况下，出水压力大大增强，由过去的0.15 MPa～0.2 MPa，提高到0.26 MPa以上，在出水流量和出水压力大幅提高的实践论证下，渣水比恢复正常，渣浆流动性逐步变好，熔渣粒化、水淬不透，黑块渣的现象得到有效缓减，职工安全操作可靠性得到大幅提高，生产现场安全稳定性增强。

2.2 水渣沟安全生产能力提升改造

围绕水渣沟翻渣翻水、跑水跑渣、现场管理难度大的问题，3#高炉冲渣在保证出水压力和出水流量的冲渣效果上对冲渣主渣沟及支渣沟进行了大修改造，利用干渣坑半水渣生产的模式，在原主渣沟内加U型衬板式内套，使主渣沟的基础宽度由原来的1 200 mm缩减为800 mm、两条支渣沟基础宽度由原来的1 000 mm缩减为600 mm，对渣沟内原衬板全部拆除，改为陶瓷耐磨料浇铸，经过连续3天的烘烤，渣沟内耐磨料干透、结实、紧固、平滑，使渣沟具备生产条件。渣沟内基础宽度变窄，经粒化头粒化水淬后渣水混合物在下部较窄的渣沟内较为集中，在水渣沟坡度一致的情況下，渣水混合物的流速较原来明显得以提高，使流速由过去的1.1 m/s提高到1.6 m/s，流速增大，冲刷力增强，水渣沟内堵渣积渣现象得到缓减，杜绝了渣水混合物在冲刷过程中出现的堆积翻渣翻水现象，很好地保证了水渣沟生产需求，翻水跑水溢水不再发生，职工被外溢高温水烫伤的危险性消除，安全操作稳定性得到保障，节水降耗效果显著、现场管理取得了突出进步，安全生产能力提升。

2.3 过滤池过滤能力安全性探索

在全力提升3#高炉渣处理能力安全优化改造中，围绕过滤池过滤能力弱、池不下水、水外溢、补水量增加等问题，通过一次次实地测量确定在冲渣出水压力、出水流量和渣水混合物不能改变的情况下，只能在抓斗抓捞成品渣的方法上想办法。过去抓斗抓渣时将过滤池内的成品渣一抓到底（最小的鹅卵石上表面），在鹅卵石上表面形成一层质地密实、坚硬、透水性极差的板结层，将石子间的正常缝隙封堵起来，直接影响整个过滤池的渗水能力。提出的操作优化方式，那就是在鹅卵石上表面留有1 m厚的成品渣，作为鹅卵石的辅助过滤层，这样抓斗直接接触不到石子，保护了石子表面的正常缝隙不被破坏，石子的渗水能力得到好转。

2.4 渣处理天车设备安全性改造

3#高炉于1989年投产至今已有近30年的运行史，渣处理天车设备随高炉同时投产，常年受室外自然环境、年久失修的影响，天车各部不仅存在严重的安全隐患，特别是近年来，设备故障率高，检修频繁，备件消耗量大，常常因天车设备问题导致过滤池成品渣抓捞受阻，在一定程度上满足不了冲渣生产需求。渣处理天车设备安全性改造完成了天车轨道梁24跨的制作，每跨钢板长24 m、宽6 m，20 mm、16 mm、

14 mm厚的钢板分别焊接而成的钢梁，并在边制作中不影响生产的情况下完成了更换，为天车安全运行提供了可靠保障。

3 系统优化取得的实效

在安全生产的前提下进行，符合当前安全管理现状及实际需求，通过在冲渣泵原设计工艺操作参数上进行探索与改进，逐步提升泵运行台数，在提升出水压力、出水流量前提下，以职工安全操作为主要宗旨，既做到了冲渣生产工艺参数的提升，冲渣效率的提升，同时职工安全操作性得到保证，更解决了过去出水压力、出水流量不足导致的黑块渣，熔渣粒化水淬不彻底而造成的堵塞、冲刷不下去、溢水等问题，职工操作防烫伤的安全性更加牢固。保证了天车运行的安全稳定性，天车设备故障率得到大幅降低，水渣抓捞、成品渣外发输出设备安全保障进一步增强。

4 结语

通过项目的实施，3#高炉冲渣系统各部位跑冒滴漏得到有效治理，生产现场跑水跑渣不再发生，能源损耗得到控制，节能降耗效果明显，通过对渣场控水回收、抑制扬尘加装挡墙、集水渠的投入性改造，不仅促进了环保攻坚深入发展，更避免了大量水资源外溢造成的浪费。

参考文献

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[2]杨绪平.高炉渣处理工艺分析[J].现代冶金，2014，42（4）：37-40.

[3]冯会玲，孙宸，贾利军.高炉渣处理技术的现状及发展趋势[J].工业炉，2012，34（4）：16-18.