连铸、棒材、高线共用旋流井清理技术

王远德，王才德

（1.甘肃省民航建设监理咨询有限责任公司，甘肃 兰州 730030；2.甘肃建祥工程建设监理有限公司，甘肃 兰州 730050）

1 问题的提出

钢铁工业连铸、棒材、和高速线材生产线浊环水系统中氧化铁皮处理一般设计为各自独立的旋流井处理工艺，利于运行管理和计划检修。考虑到钢铁短流程、节约工程投资，榆钢公司连铸、棒材和高速线材三条生产线浊环水处理设计为共用旋流沉淀井。三条生产线浊环水系统通过各自氧化铁皮沟收集后汇合流入总氧化铁皮沟，最后通过DN900管道进入共用旋流沉淀井。连铸、棒材、高线共用旋流井设计直径为22m，外环区（溢流堰）直径为17m，井底标高为-19.8m，处理水量为5200m3/h。由于钢铁工业生产的连续性，连铸、棒材、高线共用旋流井自投产以来从未进行清理，加之连铸、棒材、高线生产工艺的不同而产生的氧化铁皮颗粒大小相差较大，导致共用旋流井内水泵吸水井沉积了大量湿渣。利用连铸、棒材、高线生产间隙，集中对旋流井进行抽水，抽水后测得淤积湿渣平均高度达1m。由于沉积湿渣淤积，堵塞了水泵吸水管头部，造成水泵吸水困难，使水泵不能在设计工况高效段运行，旋流井出水水质较差。

为保质保量供应连铸、棒材和高线浊环水，借双高炉休风、年休检修之际，拟对旋流井吸水井沉积湿渣进行清理。虽然连铸、棒材、高线浊环水停用，但由于钢铁工艺原因和客观存在的管道现状,连铸部分浊环水和棒材及高线部分净环水流入氧化铁皮沟，致使旋流井清理难度加大。连铸、棒材、高线共用旋流井废渣清理的难点是让三条氧化铁皮沟汇合段的截流挡水和旋流井内降排水达到水量平衡，重点是对旋流井水泵吸水井淤积湿沉渣的清除，从而保证旋流井清理工作顺利进行。

2 旋流井截流挡水和旋流井内降排水工作的实施

2.1 连铸、棒材、高线共用旋流井工况概述

连铸、棒材、高线浊循环水系统共用一个旋流沉淀池。连铸、棒材、高线共用旋流井设计直径为22m，外环区（溢流堰）直径为17m，井底标高为-19.8m，处理水量为5200m3/h。旋流井包括中心圆筒旋流区、外环沉淀区、吸水井和泵站三部分，其中，中心圆筒是抓斗从池底抓渣的通道。含氧铁皮的废水沿切线方向流入中心圆筒，水流旋转下降，然后从中心圆筒下部流出，沿外环沉淀区稳流上升。除了大块铁皮进入中心圆筒后立即下沉外，较小颗粒的氧化铁皮虽经旋流而起到加速沉淀的作用，但主要还是靠外环沉淀区沉淀。根据旋流井工作原理，设计的旋流井结构示意图如图1所示：

图1 旋流井结构示意图

2.2 水量平衡及吸水井淤积湿沉渣测量计算结果

为进一步验证连铸、棒材、高线浊循环水系统共用旋流沉淀池达到的效果，充分提供有效的理论数据，经过实地勘查、测算，其结果如下：

（1）旋流井清理前降水量：

π÷4×（22m）2×5m=1900m3。

（2）水量平衡时排水量（两条轧线浊环水全停、部分连铸二冷水回旋流井）：200m3/h（其中含净环回水84m3/h、不可预见水量）。

（3）吸水井淤积湿沉渣量：

π÷4×（222－172）m2×1m=153m3。

2.3 截流挡水和降排水方案实施

1）在连铸、棒材、高线氧化铁皮沟汇合段加设截水坝，截留绝大部分氧化铁皮沟内来水，形成第一次截流挡水。同时在截水坝前放置4台WQ70-25-7.5潜水排污泵（配备消防水带）排水。方案实施前，首先应对氧化铁皮沟汇合段（加设截水坝处）氧化铁皮渣子进行人工清除，利用风镐、铁锹等工具凿挖至氧化铁皮沟沟底，形成宽约3m的沟槽，便于截水坝实施。加设截水坝时前后错峰三行沙袋,高度为1.5m，同时用木板、钢管制作斜支撑后背,保证截水坝的稳定性。

2）在旋流井渣框处制作挡水板 （1.3m×1.3m×0.03m）一块，放置在旋流井进水管口(DN900)处，同时在渣框处放置2台WQ25-25-2.2潜水排污泵（配备消防水带）排水。待氧化铁皮沟汇合段加设的截水坝实施完成，经确认截水坝运行正常后提吊渣框，再利用风镐、铁锹等工具凿挖旋流井进水管口处氧化铁皮，使挡水板紧靠进水管管口，然后用沙袋靠实压紧挡水板，形成第二次截流挡水。

3）在旋流井外环沉淀区临时加装4台WQ70-25-7.5潜水排污泵进行降排水和水量平衡，使旋流井外环区水位降至吸水井井底以下1m，且保持水位基本稳定。

4）氧化铁皮沟截留废水的回收处理及利用：截水坝前和渣框处截留的废水通过管道直接流入平流沉淀池（化学除油器工艺之后）；平流沉淀池处理后排至污水厂处理后用于绿化用水。

3 旋流井内水泵吸水井淤积湿沉渣清除

旋流井内水泵吸水井淤积湿沉渣清除工作，主要采用高压水冲洗和人工清理相结合的办法进行。详细的工作步骤如下：

1）旋流井截流挡水设施施工完成，经确认截流挡水设施、降排水设备运行正常，实现水量平衡时已具备旋流井淤积湿沉渣清除条件。此时，必须安排煤气防护站对水泵吸水井内气体进行检测。待水泵吸水井内气体检测合格，方可让人员进入进行清理。

2）高压水冲洗：在完成前期必要的工作环节后，可实行高压水冲洗清理工作，即在旋流井外环区安装4台WQ25-25-2.2潜水排污泵，用作高压冲洗水水源，利用消防水带和冲洗水枪把淤积的氧化铁皮冲入方形提板阀孔，促其流入旋流井外环区，借助重力沉淀到旋流井井筒底部。同时，再安排旋流井抓渣天车，四班三运转连续不间断地对旋流井中心筒进行抓渣作业，确保沉积的氧化铁皮及时得到清除。

3）人工清除：对于高压水不易冲洗的细小氧化铁皮，可让人工进行清除。根据实际运行情况，可及时安排清理人员进入吸水井，用方形铁锹将沉积淤积的湿渣清理至方形提板阀孔处，再利用高压水冲洗办法，促使沉渣流入井筒。

4 旋流井清理安全保障措施及注意事项

为使旋流井内淤积的湿沉渣得到彻底清除，保质保量地完成废渣清理工作，有效促进各方面工作有序进行，还应注意以下几个方面：

1）通风换气，确保安全。在清理工作之前，旋流井内应安装2台轴流风机，使旋流井及其水泵吸水井充分通风或换气，保障工作人员安全。

2）安全交底，技术培训。在旋流井湿沉渣清理之前，作业区技术负责人应对清理人员进行安全技术交底、培训和必要的演练，确保万无一失。

3）及时检测，确保安全。煤气防护站要对水泵吸水井内气体进行及时检测，重点检查一氧化碳和氧气含量。要明确责任，突出重点，做到防患于未然。待水泵吸水井内气体检测合格后方可让人员进入，进行清理工作。

4）安全警示，加强防护。在清理工作之前，应在旋流井周围悬挂明显安全警示标示，并让每位工作人员熟知；凡进入旋流井清理人员，一律必须系好安全带；清理人员下井前和上井时要及时清点人员，做到准确无误；凡在井下作业时，每3人须组成安全互保对子，以确保人身安全。

5）防潮防爆，通道明亮。在确保其他安全措施的前提下，要注意防潮防爆，通道宽敞明亮，增强清理人员的自我防护意识。在旋流井水泵吸水井内安装防潮防爆灯5盏，确保井内通畅明亮。

5 结论

连铸、棒材、高线浊环水系统共用了一个旋流井，在一定程度上节约了工程投资，省时省力，减少了生产成本，但给旋流井的运行和检修却带来了很大的困难。利用双高炉休风、年休之际，通过加设截水坝、挡水板，安装降排水设备等进行水量平衡；采用高压水冲洗和人工清理相结合的办法，以及安全技术措施的改进、实施，从而确保了旋流井清理工作顺利进行。