王海鹏，侯玉伟，李 洪

（马钢集团设计研究院有限责任公司，安徽 马鞍山243000）

目前，我国在生产中应用的高炉渣处理工艺主要有水淬粒化工艺和干渣处理工艺。由于后者资源利用率低并且环境污染严重，一般只在事故处理时使用[1]。水淬法工艺根据渣水分离方式的不同，可以分为机械法和过滤法两种：机械法分离的水中含有的悬浮物约200 mg/L，需要选用投资高的渣浆泵和耐磨钢管，并且机械法分离的渣中含水率达到18%，不利于后续加工； 过滤法分离的水中悬浮物约30 mg/m3，可以选用高效率的清水泵以及造价较低的普通钢管，并且含水率为12%，降低了冲渣水的消耗[2]。从经济效益及运行可靠性来看，新型底滤法的优势很明显[3-4]。马钢现有渣处理工艺均为水淬粒化工艺，一种是热IBNA 法，一种是新型底滤法。鉴于以上优势以及马钢已投产项目的使用情况，在2018 年1#2 500 m3高炉大修过程中，将热INBA 法工艺改造成新型底滤法工艺，通过设置合理的监控手段，取得了良好的运行效果。

1 改造前运行现状

马钢1#高炉渣处理工艺为热INBA 法，基本工艺是：高炉熔渣由熔渣沟流入冲制箱，经冲制箱的压力水冲成水渣进入水渣沟，然后流入水渣方管、分配器、缓冲槽落入滚筒过滤器；随滚筒过滤器的旋转，水渣被带到滚筒过滤器的上部，脱水后的水渣落到筒内皮带机上运出，然后由外部皮带机运至水渣槽[5]。改造前存在的问题有：未配置冷却塔，采用热水冲渣，产生的蒸汽量大；水渣蒸汽出烟囱后扩散到炉顶，容易腐蚀高炉炉顶框架及设备；同时，渣处理工艺设备较多，维护运行成本较高，且设备易损，经常因设备故障导致放干渣。

2 新型底滤法水渣改造内容

马钢1#高炉渣处理改造，将原有热INBA 工艺设施拆除后原地改造为新型底滤法渣处理工艺。拆除内容包括现有烟囱、转鼓设备、水泵、胶带机及通廊等。新建部分有：在原有水渣池及泵坑处新建过滤池、泵坑、冷水池，减少开挖工作量；在原有烟囱处新建粒化塔，烟囱基础通过改造后可以利旧；在过滤池两侧新建露天栈桥柱，过滤池一侧与栈桥柱之间能够容纳一辆装渣车的进出； 新型底滤法渣处理系统投产后干渣坑几乎用不上，在改造过程中将干渣坑面积缩小，仅供开炉或应急时使用。改造完成后的新型底滤法渣处理系统的粒化塔、冲渣沟、过滤池、泵坑、冷水池呈一列布置。

改造后的新型底滤法渣处理工艺流程为： 熔渣经冲制箱喷射出的高速水流水淬后落入粒化塔内，所形成的渣水混合物经冲渣沟流入过滤池内进行渣水分离，水渣停留在过滤层的表面等待行车抓渣外运，冲渣水由热水泵打回冷却塔冷却后落入冷水池循环使用。

3 新型底滤法改造特点

根据新型底滤法主处理系统的工艺特点，设置了过滤池液位监控系统、冲渣压力调控系统以及水平衡调节系统，为新型底滤法渣处理系统的顺行提供了保障。新型底滤法渣处理工艺流程如图1 所示。

图1 新型底滤法渣处理工艺流程图

3.1 过滤池液位监控系统

新型底滤法冲渣系统在冲渣结束时，先停冲渣泵，待过滤池中液位降到过滤层时再停热水泵。过早停热水泵会使得过滤池中液位过高，粒化后的高炉渣泡在水中，行车带水抓渣不仅浪费水资源，而且装车后会有渣水混合物从装渣车内流出，沿途抛洒，污染环境；停热水泵过慢会抽干过滤池中的水，造成热水泵进气，影响热水泵的使用寿命。

鉴于以上情况，改造过程中加入了过滤池液位监控系统。通过高清摄像头监控过滤池区域，并且采集过滤池过滤主管中压力变送器的压力，将压力信号转换为过滤池液位信号传至中控室，保证操作者在足不出户的情况下准确地判断出过滤池的液位，避免了带水抓渣以及热水泵进气的现象，为安全、稳定的生产提供了保障。

3.2 冲渣压力调控系统

冲渣水泵选用的是非变频电机，难以根据生产条件的变化调节冲渣水量和压力。在水淬粒化高炉渣的过程中，起决定性作用的因素是冲渣水压[6]。当冲渣压力小于0.2 MPa 时，冲渣水压对水渣粒度影响较大，压力过大会产生粒度过小的水渣，进入过滤池后会堵塞过滤层，影响过滤池的透水性，加速板结，降低过滤层的使用寿命； 当冲渣压力小于0.12 MPa 时，冲渣过程中易产生泡渣。根据生产经验，冲渣压力在0.16～0.18 MPa 之间冲渣效果最好。灵活调节冲渣压力是维持正常生产的必要条件。

改造过程中加入了冲渣压力调控系统，可以根据生产需要调节冲渣压力。在冲制箱上设置压力变送器实时监控冲渣点的压力，通过信号输送至中控室的控制屏幕上，并在冲渣水管进入冲制箱前端引一根泄压分流管至粒化塔中，通过调节泄压分流管上阀门的开度来调节冲渣压力，保证冲渣质量。

3.3 水平衡调节系统

热水泵和冲渣泵在没有变频控制的情况下，因过滤池中水渣存量以及投产时间的不同会使得过滤池透水性发生变化，热水泵和冲渣泵的流量难以达到平衡。热水泵的流量大于冲渣泵的流量，会使得过滤池中水位下降，进而导致热水泵进气或重复启停热水泵；热水泵流量小于冲渣泵流量，会使得过滤池中的水位上升，当过滤池中的水位过高时会产生外溢，浪费水资源，污染环境。

在热水泵和冲渣泵出口管道上分别设置流量计，用于实时监控冲渣水量和抽水水量，并且通过冷水池的液位计以及过滤池液位监控系统观察冷水池和过滤池的液位。当发现抽水水量与冲渣水量不匹配时，可以调节热水泵出口的阀门来调节抽水流量，使冲渣水量与抽水水量始终保持平衡状态，为“一键冲渣”创造了条件。

4 总结

马钢1#高炉新型底滤法渣处理系统的特色设计，保证了该系统投产运行至今，系统运行平稳，设备故障率低，运行成本低，环境污染小，水渣率达到100%，吨渣耗水量0.37～0.45 t，取得了良好的运行效果。