周雪冰　王保虎　姚國(guó)棟　于浩平

摘? 要：簡(jiǎn)單介紹邯鋼1#2#高爐應(yīng)用“一種高爐出鐵口防止溢塵的封堵裝置”的發(fā)明專利，對(duì)原高爐鐵口開口和堵口時(shí)被爐內(nèi)高壓氣體推動(dòng)下會(huì)瞬間沖出鐵口頂吸、側(cè)吸負(fù)壓區(qū)大量外溢的煙塵進(jìn)行封堵回收，杜絕鐵口煙塵無組織排放現(xiàn)象，降低環(huán)境污染尤其是提升高爐爐前生產(chǎn)環(huán)境效果明顯。

關(guān)鍵詞：高爐;鐵口;煙塵;回收

中圖分類號(hào)：X757? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）17-0049-02

Abstract： This paper briefly introduces the invention patent of "a kind of plugging device for preventing dust overflow from blast furnace outlet" in blast furnaces #1 and #2 of Hangang Hanbao Iron and Steel Co.Ltd.， which facilitates the recycling of thesoot spilling out of the iron mouth top suction and side suction negative pressure area when pushed by the high pressure gas in the furnace during the opening and plugging of the iron mouth of the original blast furnace. Besides， it can obviously prevent the unorganized emission of iron mouth smoke， reduce environmental pollution， and improve the production environment in front of the blast furnace.

Keywords： blast furnace; iron mouth; soot; recovery

前言

高爐爐前渣鐵排放系統(tǒng)是關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，出鐵時(shí)間幾乎是全天連續(xù)的，出鐵期間平均每噸鐵產(chǎn)生2.5公斤煙塵，對(duì)環(huán)境污染很嚴(yán)重。高爐鐵口區(qū)域雖然設(shè)置頂吸、側(cè)吸等除塵口但由于鐵口在開口出鐵時(shí)，由鐵口噴射出的煙氣在爐內(nèi)高壓推動(dòng)下會(huì)瞬間沖出鐵口頂吸、側(cè)吸的“負(fù)壓區(qū)”，造成大量煙塵外溢。堵口時(shí)鐵口排出的煙氣量猛增，也會(huì)造成大量煙塵外溢，對(duì)大氣環(huán)境尤其是高爐生產(chǎn)區(qū)域造成污染。

1 邯鋼高爐鐵口提高清潔生產(chǎn)水平的必要性

近年來京津冀區(qū)域霧霾嚴(yán)重，邯鄲市環(huán)保排名落后，2018年邯鄲市區(qū)范圍內(nèi)大氣PM2.5和PM10顆粒物含量持續(xù)偏高，環(huán)保局多次突擊檢查中發(fā)現(xiàn)邯鋼高爐爐前出鐵無組織排放，對(duì)邯鋼進(jìn)行通報(bào)下發(fā)整改通知書，因此采取相關(guān)措施提高高爐鐵口清潔生產(chǎn)水平杜絕爐前鐵口出鐵無組織排放現(xiàn)象勢(shì)在必行。

2 邯鋼高爐鐵口出鐵時(shí)煙塵外溢問題和解決方案

2.1 邯鋼1#2#高爐爐前原來出鐵狀態(tài)

高爐工藝流程一般由上料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、煤氣回收與除塵系統(tǒng)、渣鐵排放系統(tǒng)組成，是一個(gè)連續(xù)性特別強(qiáng)的生產(chǎn)過程。全過程中爐料自上而下，煤氣自下而上的相互接觸過程中完成。爐料按一定配比從爐頂裝入爐內(nèi)，從風(fēng)口鼓入由熱風(fēng)爐加熱到1000-1300°熱風(fēng)，爐料中焦炭在風(fēng)口前燃燒，產(chǎn)生高溫還原性氣體，在爐內(nèi)上升過程中加熱緩慢下降的爐料，并還原鐵礦石中的氧化物，還原成金屬鐵，未被還原的物質(zhì)加熱形成爐渣，實(shí)現(xiàn)渣鐵分離，渣鐵聚集于爐缸內(nèi)，定期從爐缸內(nèi)排放爐渣和鐵水，形成一個(gè)連續(xù)的作業(yè)過程。

高爐渣鐵排放系統(tǒng)是關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，大型高爐每天出鐵大約12次，每次出鐵時(shí)間約2小時(shí)，出鐵時(shí)間幾乎是全天連續(xù)的，出鐵期間平均每噸鐵產(chǎn)生2.5公斤煙塵，對(duì)環(huán)境污染很嚴(yán)重。出鐵時(shí)煙塵在熱壓和爐壓的作用下呈噴射狀從出鐵口射出并迅速上升擴(kuò)散，其主要成分有Tfe、FeO、Fe2O3等。一般出鐵口除塵方式是鐵口頂吸式加鐵口側(cè)吸式，由于除塵罩的抽風(fēng)，在除塵罩和出鐵口之間形成一個(gè)“負(fù)壓區(qū)”，出鐵口噴射出的煙氣速度在該區(qū)域內(nèi)迅速衰減，煙氣流運(yùn)動(dòng)軌跡在負(fù)壓管網(wǎng)的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)變進(jìn)入除塵罩內(nèi)，通過管網(wǎng)凈化并排放。但在開口和堵口時(shí)煙氣除塵效果差，主要是因?yàn)殚_口時(shí)由鐵口噴射出的煙氣在爐內(nèi)高壓下會(huì)瞬間沖出頂吸側(cè)吸“負(fù)壓區(qū)”，造成大量煙塵外溢。堵口時(shí)鐵口排出的煙氣量猛增，也造成大量煙塵外溢，如圖1所示。因此，在鐵口頂吸式加鐵口側(cè)吸式的基礎(chǔ)上，有必要對(duì)鐵口除塵方式進(jìn)行改造。

2.2 邯鋼1#2#高爐提高鐵口清潔生產(chǎn)的解決方案

為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在不對(duì)鐵口區(qū)域頂吸式和側(cè)吸式除塵系統(tǒng)變動(dòng)的基礎(chǔ)上，制作出一套鐵口區(qū)域完全封堵裝置，徹底解決了鐵口區(qū)域煙塵外溢的情況。

如圖2所示，此種高爐出鐵口防止溢塵的封堵裝置，包含高爐本體1、鐵口2、風(fēng)口平臺(tái)3、鐵口頂吸罩4、鐵溝蓋板8和爐前平臺(tái)9，在鐵口2周圍設(shè)置一個(gè)固定在爐前平臺(tái)9上的鋼結(jié)構(gòu)整體框架，在鋼結(jié)構(gòu)整體框架的頂部固定封堵頂板5，在鋼結(jié)構(gòu)整體框架的兩個(gè)側(cè)面分別固定封堵側(cè)板7，在鋼結(jié)構(gòu)整體框架的正面固定封堵?lián)踉?，所述鋼結(jié)構(gòu)整體框架、封堵頂板5、封堵?lián)踉?、封堵側(cè)板7與高爐本體1、風(fēng)口平臺(tái)3、鐵口頂吸罩4、鐵溝蓋板8和爐前平臺(tái)9構(gòu)成鐵口2區(qū)域密閉空間，所述封堵側(cè)板7和封堵?lián)踉?上分別設(shè)有門。

在安裝時(shí)，首先在鐵口2區(qū)域周圍樹立整體鋼結(jié)構(gòu)整體框架，牢固固定在爐臺(tái)地面上，并且將開口機(jī)、液壓炮和揭蓋機(jī)也封在里面，然后在鋼結(jié)構(gòu)整體框架上焊接鋼板，將整個(gè)鐵口2區(qū)域完全密封，在正面和兩個(gè)側(cè)面各留有一個(gè)小門，側(cè)面上的小門為側(cè)滑門10，方便人員進(jìn)出作業(yè)。鐵口2頂吸吸風(fēng)口設(shè)置在頂板上，頂部的吸風(fēng)口上設(shè)置鐵口頂吸罩4，鐵口側(cè)吸口設(shè)置在封堵裝置內(nèi)部鐵口附近，鐵溝蓋板8一側(cè)設(shè)置吸風(fēng)口，以上三個(gè)吸風(fēng)口通過抽風(fēng)機(jī)和除塵管網(wǎng)連接，將鐵口2區(qū)域內(nèi)的煙塵隨時(shí)排走，鐵口2區(qū)頂部和封堵?lián)踉?做成可拆卸的，便于開口機(jī)液壓炮更換和維修渣鐵溝。

這套鐵口區(qū)域完全封堵裝置，由槽鋼和鋼板焊接而成。先在鐵口區(qū)域周圍樹立整體鋼結(jié)構(gòu)框架，牢固固定在爐臺(tái)地面上，將開口機(jī)，液壓炮，揭蓋機(jī)也封在里面，整體框架上焊接鋼板，將整個(gè)鐵口區(qū)域完全密封，正面和兩個(gè)側(cè)面各留有一個(gè)小門，方便人員進(jìn)出作業(yè)。頂吸吸風(fēng)口和側(cè)吸吸風(fēng)口在封堵裝置內(nèi)，將鐵口區(qū)域內(nèi)的煙塵隨時(shí)排走，鐵口封堵裝置區(qū)頂部和擋渣板做成可拆卸的，便于開口機(jī)液壓炮更換和維修渣鐵溝。

2.3 高爐出鐵口防止溢塵的封堵裝置工作原理及效果

這種高爐出鐵口防止溢塵的封堵裝置工作原理如圖3所示，將鐵口區(qū)域完全封閉，將開口機(jī)，液壓炮，揭蓋機(jī)也封在里面，徹底將煙塵封在鐵口區(qū)域內(nèi)，通過頂吸和側(cè)吸排走，能有效防止煙塵外溢的現(xiàn)象。

3 采用鐵口封堵裝置的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會(huì)效益

目前邯鋼1#2#高爐鐵口都已應(yīng)用“高爐出鐵口防止溢塵的封堵裝置”的發(fā)明專利技術(shù)進(jìn)行改造;按照1#2#高爐年度產(chǎn)鐵水保守量產(chǎn)量500萬噸計(jì)算，每年可多回收含鐵除塵灰7500噸，每噸含鐵除塵灰價(jià)格為50元，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益為37.5萬元，更重要的是邯鋼1#2#高爐應(yīng)用此技術(shù)后，爐前鐵口無組織煙塵排放現(xiàn)象已基本杜絕，爐前生產(chǎn)環(huán)境提升明顯，高爐環(huán)保限產(chǎn)減少，環(huán)保和社會(huì)效益巨大。

4 結(jié)束語

為提高邯鋼高爐鐵口出鐵時(shí)的清潔生產(chǎn)水平，杜絕無組織排放，設(shè)計(jì)此種高爐出鐵口防止溢塵的封堵裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但能夠有效的達(dá)到目的，目前已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。邯鋼身處京津冀一體化區(qū)域，面對(duì)嚴(yán)峻的市場(chǎng)和環(huán)保形勢(shì)，只有不斷的提升自身環(huán)保裝備水平，花小錢辦大事，堅(jiān)持走綠色發(fā)展之路才能更好的發(fā)展下去。

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