陳生利，吳金富，何　新

（寶鋼集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵公司煉鐵廠，廣東韶關(guān)　５１２１００）

摘　要：通過對(duì)韶鋼６^＃ 高爐小沖渣系統(tǒng)內(nèi)部格網(wǎng)、抽漿泵、管路、下部椎體及小沖渣操作工藝進(jìn)行優(yōu)化改造，提高了小沖渣系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性，為高爐按時(shí)出好渣鐵創(chuàng)造了有利條件，進(jìn)一步改善了高爐各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：高爐；小沖渣；優(yōu)化改造

１　引言

２０１４年１１月至２０１５年４月，韶鋼６^＃ 高爐原地大修擴(kuò)容改造，高爐容積由７５０ ｍ^３ 增加至１０５０ｍ^３。單出鐵場(chǎng)，設(shè)置兩夾角為３０°的出鐵口。由于出鐵場(chǎng)面積限制，新增２^＃ 鐵口無法實(shí)現(xiàn)渣溝水沖渣作業(yè)，因此引進(jìn)小沖渣系統(tǒng)。小沖渣主要設(shè)備包括：水渣沖制箱，小沖渣槽入口裝置，小沖渣槽下部椎體結(jié)構(gòu)、小沖渣格網(wǎng)、小沖渣抽漿泵及集水坑排污泵等，其工藝設(shè)備參數(shù)見表１所示。

１　小沖渣系統(tǒng)工藝現(xiàn)狀

熔渣在渣溝末端被沖制箱噴出的高速水流水淬冷卻，形成顆粒狀的水渣，?；蟮脑旌衔锏涞叫_渣槽，在小沖渣槽底部錐段匯集后通過渣漿回水泵抽至１號(hào)鐵口水渣溝，進(jìn)行后續(xù)沉淀處理；沖制水渣時(shí)產(chǎn)生的大量有害蒸汽通過小沖渣槽上部排汽管集中高空排放，排汽管高度約６０ｍ，減少蒸汽對(duì)高爐鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備的腐蝕。小沖渣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)（結(jié)構(gòu)圖見圖１），罐體內(nèi)部保持３．７～４．０ｍ 高水位，以保證沖渣罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)不被高溫爐渣損壞。當(dāng)高爐出鐵完畢后，高爐實(shí)施堵口操作后，已經(jīng)停止放渣作業(yè)，小沖渣水泵與抽漿泵一般需要繼續(xù)運(yùn)行１０ｍｉｎ，主要是為了將沖渣罐內(nèi)部渣漿全部利用凈沖渣水置換，再將沖渣水泵及抽漿泵停止運(yùn)行，待下一爐次鐵前５ｍｉｎ開啟運(yùn)行。

隨使用周期的延長(zhǎng)，小沖渣罐內(nèi)部格網(wǎng)會(huì)逐漸出現(xiàn)塊度大于５ｍｍ 的結(jié)渣與雜物堆積在格網(wǎng)區(qū)域，需要定期組織清理格網(wǎng)上的結(jié)渣，如清理不及時(shí)，必然導(dǎo)致小沖渣格網(wǎng)堵塞，進(jìn)而造成小沖渣系統(tǒng)在出鐵放渣過程發(fā)生事故，影響高爐生產(chǎn)。

２．１　小沖渣系統(tǒng)不足之處

小沖渣下部錐段部位為鋼格柵欄結(jié)構(gòu)，即格網(wǎng)，格網(wǎng)孔道規(guī)格為５０ｍｍ×５０ｍｍ大小方形孔道，目的是為防止大塊渣與雜物進(jìn)入錐段底部導(dǎo)致抽漿泵堵塞，但是大塊渣以及雜物堆積至格網(wǎng)，清理不及時(shí)易導(dǎo)致格網(wǎng)堵塞。按工藝要求，每周組織一次清理格網(wǎng)作業(yè)，每次需要３人作業(yè)３０ｍｉｎ。小沖渣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，水渣在管道內(nèi)部高速運(yùn)行，摩擦力大且沖渣水腐蝕性強(qiáng)，易磨損腐蝕管道。小沖渣系統(tǒng)屬于半密封罐體內(nèi)部實(shí)現(xiàn)水淬冷卻高溫爐渣，罐內(nèi)部水循環(huán)存在盲區(qū)，導(dǎo)致水渣易堆積至格網(wǎng)盲區(qū)上。按工藝設(shè)計(jì)，兩臺(tái)流量為２３００～２９００ｍ３／ｈ的渣漿回水泵輪流交替使用，完成抽漿作業(yè)，但是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明，一臺(tái)抽漿泵無法滿足工藝要求，必須兩臺(tái)同時(shí)開啟才能完成抽漿作業(yè)，如其中一臺(tái)抽漿泵電機(jī)故障，必然引起罐內(nèi)沖渣水位突然升高，影響小沖渣運(yùn)行安全，導(dǎo)致系統(tǒng)停止運(yùn)行。水渣沖制緩沖塔下部錐體底部無排水管，在水渣抽渣泵故障時(shí)，不便對(duì)水渣沖制緩沖塔下部錐體進(jìn)行檢查清理。

?。?sup>＃ 鐵口與２^＃ 鐵口單獨(dú)出鐵，出鐵量達(dá)９～１０萬噸停溝組織修補(bǔ)，平均使用周期為１個(gè)月。從２０１５年４月１９日開爐后小沖渣的運(yùn)行情況來看（見表２），使用小沖渣系統(tǒng)出現(xiàn)格網(wǎng)堵塞事故率高。格網(wǎng)堵塞后，需要耗費(fèi)大量的人力去清理格網(wǎng)，同時(shí)必然導(dǎo)致高爐緊急堵口，對(duì)高爐生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。

３　改造項(xiàng)目

從開爐后小沖渣系統(tǒng)運(yùn)行效果來看，運(yùn)行故障率高，對(duì)高爐生產(chǎn)影響嚴(yán)重。為了提高小沖渣系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性，降低小沖渣系統(tǒng)對(duì)高爐生產(chǎn)的影響，改造重點(diǎn)是對(duì)小沖渣格網(wǎng)結(jié)渣導(dǎo)致堵塞進(jìn)行設(shè)備改造及操作工藝優(yōu)化。

３．１　加裝導(dǎo)料管，將清理格網(wǎng)產(chǎn)生結(jié)渣清至小沖渣罐外部

高爐在出渣鐵過程中，渣溝區(qū)域塊狀結(jié)渣及渣鐵溝產(chǎn)生的雜物易隨爐渣流進(jìn)小沖渣罐，在罐內(nèi)無法?；练e在格網(wǎng)上，不能及時(shí)清理，導(dǎo)致格網(wǎng)堵塞（見圖２）。按設(shè)計(jì)工藝要求，每周對(duì)格網(wǎng)組織清理一次，在清理格網(wǎng)作業(yè)時(shí)，將格網(wǎng)上大塊結(jié)渣打碎從格網(wǎng)孔道漏至小沖渣下部椎體，再由抽漿泵抽至沉淀池。當(dāng)格網(wǎng)上堆積大量的結(jié)渣清理至下部椎體后，易引起小沖渣抽漿泵入口堵塞，從而導(dǎo)致小沖渣系統(tǒng)格網(wǎng)堵塞。

針對(duì)格網(wǎng)上結(jié)渣打碎清至下部椎體現(xiàn)象，我們對(duì)格網(wǎng)結(jié)結(jié)渣的處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化。在格網(wǎng)平臺(tái)上方５００ｍｍ處小沖渣罐體上開一個(gè)直徑４５０ｍｍ孔道，引導(dǎo)料管至外部溢流池（見圖３）。在清理格網(wǎng)時(shí)，將結(jié)渣沿導(dǎo)料管清至外部溢流池，杜絕大量結(jié)渣下至小沖渣系統(tǒng)下部椎體。

３．２　加裝循環(huán)水管，消除格網(wǎng)區(qū)域水循環(huán)盲區(qū)

由于沖渣水壓力大，流速快，在流入小沖渣罐內(nèi)部時(shí)（其結(jié)構(gòu)見圖４），呈拋物線流狀，加上下部抽漿泵的抽力，大量沖渣水沿抽漿泵方向流動(dòng)。通過現(xiàn)場(chǎng)引入冷卻水多次驗(yàn)證，在靠近沖渣水入水口的下方，格網(wǎng)區(qū)域水循環(huán)效果較差，是導(dǎo)致此區(qū)域結(jié)渣嚴(yán)重的根本原因。針對(duì)以上情況，我們?cè)谛_渣系統(tǒng)沖渣水入口處，加裝一個(gè)直徑為１５０ｍｍ水管，引沖渣水至格網(wǎng)平臺(tái)，水管末端與格網(wǎng)平行，使之在格網(wǎng)平臺(tái)形成循環(huán)，增加格網(wǎng)區(qū)域水循環(huán)效果。

３．３　加裝一臺(tái)備用抽漿泵

抽漿泵運(yùn)行時(shí)，通過電機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，將小沖渣罐內(nèi)渣漿抽至外部沉淀池。起初設(shè)計(jì)安裝時(shí)，未考慮管路長(zhǎng)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)多、管內(nèi)部摩擦阻力大等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)抽漿泵的電機(jī)功率過小，管路直徑不足，導(dǎo)致必須兩臺(tái)抽漿泵同時(shí)開啟才能滿足工藝要求。針對(duì)這一現(xiàn)狀，為了保證抽漿泵運(yùn)行安全可靠，加裝一臺(tái)相同型號(hào)的抽漿泵，作為備用，杜絕了因抽漿泵引起的小沖渣系統(tǒng)故障問題。

３．４　解決水渣沖制緩沖塔下部錐體磨損漏水問題

將錐體底部變徑管部位與整個(gè)錐體分開，使錐體底部變徑管、錐體底部出水管、錐體底部攪拌水管形成獨(dú)立的可拆卸更換的部件，該部件采用耐磨內(nèi)襯（內(nèi)襯材質(zhì)可采用高硬度合金、碳化硅、陶瓷等耐磨材料）。定期檢查耐磨內(nèi)襯，根據(jù)耐磨內(nèi)襯磨損情況及時(shí)組織更換。在水渣沖制緩沖塔下部錐體內(nèi)壁澆注耐磨澆注料。在下部錐體外部再包１層錐體，新、舊錐體之間間隙約為５０ｍｍ，在新錐體內(nèi)表面焊錨固件，新、舊錐體之間間隙澆灌耐熱、耐腐蝕、耐磨陶瓷澆注料。

３．５　優(yōu)化小沖渣清理格網(wǎng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

按小沖渣工藝設(shè)計(jì)要求，小沖渣過渣量為６５００ｔ左右組織清理格網(wǎng)，即一周組織清理一次。通過現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證高爐出渣情況，每爐次出渣量９６ｔ，平均每天出１０爐次鐵，即每日成渣量１０００ｔ左右，一周的時(shí)間小沖渣系統(tǒng)過渣量達(dá)７０００ｔ水平。每次組織清理作業(yè)時(shí)，格網(wǎng)上的結(jié)渣量都較多，幾乎占格網(wǎng)面積的６０％，每次清理均需要３人作業(yè)３０ｍｉｎ以上，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且清理作業(yè)嚴(yán)重影響高爐出鐵間隔時(shí)間，時(shí)有因清理格網(wǎng)作業(yè)導(dǎo)致高爐減氧慢風(fēng)現(xiàn)象。為了改善清理格網(wǎng)作業(yè)，我們將清理格網(wǎng)周期縮短至３天，即小沖渣系統(tǒng)過渣量達(dá)到３０００ｔ時(shí)，組織清理格網(wǎng)作業(yè)。通過優(yōu)化清理格網(wǎng)作業(yè)過程控制，制定作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)后，每次清理作業(yè)只需要２人１０ｍｉｎ就可以完成，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)高爐出鐵間隔時(shí)間也無明顯影響。

通過對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的改造及優(yōu)化小沖渣系統(tǒng)作業(yè)過程控制后，從２０１６年１～５月小沖渣系統(tǒng)的運(yùn)行效果來看，故障率為零，極大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，為保證安全可控的進(jìn)行渣鐵排放工作創(chuàng)造了良好的條件，極大地降低了高爐生產(chǎn)成本。

４　結(jié)語

目前國(guó)內(nèi)高爐普遍采用渣溝水沖渣工藝，此工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本較合理，是十分成熟的高爐渣處理工藝技術(shù)。如因場(chǎng)地等因素限制，無法實(shí)現(xiàn)渣溝沖渣作業(yè)，需要引進(jìn)小沖渣系統(tǒng)，必須要對(duì)系統(tǒng)的設(shè)備及工藝進(jìn)行因地制宜的實(shí)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的改造及完善，實(shí)現(xiàn)安全可靠的運(yùn)行，努力降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。