王維 鮑規(guī)劃 蘆寧 索學(xué)坤

摘 要：當(dāng)今社會(huì)中，環(huán)保已經(jīng)成為越來越多人關(guān)注的問題。高爐出鐵場，尤其是鐵口附近、渣鐵溝周邊的爐前區(qū)域，是整個(gè)高爐車間操作人員最多、工作條件最差、自動(dòng)化程度最低的地方，也是高爐工序除塵的重點(diǎn)和難點(diǎn)。通過對爐前環(huán)保設(shè)施簡單描述，分析鐵口區(qū)域煙塵產(chǎn)生原因及分布情況，發(fā)現(xiàn)其中存在的不足，通過部分改造使?fàn)t前環(huán)境達(dá)到更高的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：4 000 m3級高爐；爐前環(huán)保設(shè)施；移蓋機(jī)；渣溝改造

OVERVIEW AND RENOVATION OF ENVIRONMENTAL PROTECTION FACILITIES FOR THE FRONT EQUIPMENT OF THE 4 000 m3 BLAST FURNACE AT ANYANG IRON AND STEEL

Wang Wei? ? Bao GuiHua? ?Lu Ning? ? Suo XueKun

（Anyang Iron and Steel Co.， Ltd? ? Anyang? ? 455004，China）

Abstract：In today's society， environmental protection has become an increasingly concerned issue. The blast furnace tapping area， especially the front area near the iron mouth and slag iron ditch， is the place with the most operators， the worst working conditions， and the lowest level of automation in the entire blast furnace workshop. It is also the key and difficult point of dust removal in the blast furnace process. By briefly describing the environmental protection facilities in front of the furnace， analyzing the causes and distribution of smoke and dust in the iron mouth area， and identifying the shortcomings， some modifications were made to achieve higher environmental standards in front of the furnace.

Key words：4 000 m3 blast furnace; environmental protection facilities in front of the furnace; renovation of the lid moving machine; transformation of slag ditch

0? ? 前? ? 言

當(dāng)今社會(huì)中，環(huán)保已經(jīng)成為越來越多人關(guān)注的問題。各行各業(yè)都在努力減少環(huán)境污染，以降低對地球的影響。而在工業(yè)生產(chǎn)中，很多企業(yè)正在探索設(shè)備改造環(huán)保措施，以達(dá)到更為環(huán)保的生產(chǎn)方式。高爐出鐵場，尤其是鐵口附近、渣鐵溝周邊的爐前區(qū)域，是整個(gè)高爐車間操作人員最多、工作條件最差、自動(dòng)化程度最低的地方，也是高爐工序除塵的重點(diǎn)和難點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1 t鐵水，出鐵場平均產(chǎn)生約22.5 kg煙塵。安鋼4 000 m3級高爐有效容積4 747 m3，平均日產(chǎn)10 000 t以上鐵水，其出鐵場的煙塵量超過20 t/天，且部分煙塵粒徑很小，屬于微粒，出鐵場煙塵控制已成為鋼鐵廠環(huán)保工作的重點(diǎn)之一。

1? ? 安鋼4 000 m3級高爐爐前環(huán)保設(shè)施簡介

安鋼4 000 m3級高爐設(shè)計(jì)初期就秉承降低高爐生產(chǎn)的能耗、物耗，充分考慮利用各種副產(chǎn)品，減少廢棄物。工藝和設(shè)備選型上重視環(huán)境保護(hù)，努力把污染降到最低水平，排放指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)同類高爐先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，主要指標(biāo)達(dá)到國家一級清潔生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。安鋼4 000 m3級高爐爐前共設(shè)4個(gè)鐵口，采用矩形雙出鐵場，兩個(gè)出鐵場分C1、C2對稱布置。No.1、No.2鐵口布置在C1出鐵場上，No.3、No.4 鐵口布置在C2出鐵場上，每個(gè)出鐵場兩鐵口間夾角為78°。出鐵場設(shè)有4條固定貯鐵式主溝、4套渣鐵溝、4臺(tái)鐵擺動(dòng)流槽、4 臺(tái)液壓泥炮、開鐵口機(jī)和移蓋機(jī)。C1出鐵場上的2臺(tái)泥炮、開鐵口機(jī)布置在No.1、No.2鐵口之間，C2出鐵場上的2臺(tái)泥炮、開鐵口機(jī)布置在No.3、No.4鐵口之間，移蓋機(jī)均布置在每條主鐵溝的另一側(cè)。見圖1、圖2。

出鐵場廠房為封閉式，下部設(shè)有吸風(fēng)口，出鐵場的主要煙塵來源于渣鐵流經(jīng)處和開堵鐵口時(shí)，處理好這些煙塵對改善出鐵場的工作環(huán)境尤為重要。為有效除去這些煙塵，出鐵場設(shè)有較為完善的通風(fēng)除塵設(shè)施，在鐵口兩側(cè)及頂部、主鐵溝撇渣器及擺動(dòng)流槽等處設(shè)有強(qiáng)力抽風(fēng)除塵點(diǎn)，使出鐵場環(huán)境大為改善，其余少量含塵氣體，通過出鐵場屋頂自然排放。

除塵系統(tǒng)均為負(fù)壓式，凈化設(shè)備采用低壓脈沖袋式除塵器，除塵風(fēng)機(jī)采用離心式風(fēng)機(jī)。系統(tǒng)流程為：含塵氣體經(jīng)吸風(fēng)抽風(fēng)管道、進(jìn)入除塵器作凈化處理，然后通過風(fēng)機(jī)送入消聲器，再經(jīng)排氣煙囪排入大氣。排放氣體的含塵濃度≤30 mg/m3（標(biāo)態(tài)）。除塵器收集的粉塵經(jīng)輸灰設(shè)施送入儲(chǔ)灰倉儲(chǔ)存，定期用汽車外運(yùn)并集中處理。見圖3、圖4。

除塵系統(tǒng)風(fēng)量按2個(gè)鐵口同時(shí)出鐵考慮。設(shè)置2套并聯(lián)運(yùn)行的除塵器，分別對應(yīng)一個(gè)鐵口。兩套并聯(lián)運(yùn)行的除塵器進(jìn)口設(shè)置連通管，除塵器可互為備用。本除塵系統(tǒng)共設(shè)有除塵抽風(fēng)點(diǎn)約28個(gè)。各抽風(fēng)點(diǎn)風(fēng)量分配見表1。

除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量為1 800 000 m3/h，風(fēng)機(jī)風(fēng)量2 000 000 m3/h。鐵口除塵采用多點(diǎn)聯(lián)合抽風(fēng)的方式，在風(fēng)口平臺(tái)端部鐵溝上方設(shè)頂吸罩，并在鐵口兩側(cè)設(shè)側(cè)吸罩。為增強(qiáng)對鐵口處煙氣的控制，在頂吸罩罩邊及風(fēng)口平臺(tái)下加設(shè)擋煙垂壁，最大限度地在風(fēng)口平臺(tái)區(qū)域?qū)㈣F口產(chǎn)生的煙塵就地捕集，見圖5。

擺動(dòng)溜槽采取兩點(diǎn)并聯(lián)抽風(fēng)的方式，在出鐵場平臺(tái)下的擺動(dòng)溜槽圍裙處設(shè)置兩個(gè)側(cè)吸罩。抽風(fēng)直接作用于鐵流傾注點(diǎn)，及時(shí)有效捕集作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的煙塵，見圖6。

2? ? 爐前煙塵產(chǎn)生的原因、危害及除塵難點(diǎn)

高溫液態(tài)渣鐵從爐內(nèi)流出時(shí)，由高壓變到常壓，并在鐵口處有跌落，渣鐵中所含煙塵逸出，并與空氣發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)高溫液態(tài)渣鐵本身與相對較冷泥料及空氣接觸、反應(yīng)，產(chǎn)生大量煙塵。一般正常出鐵期間產(chǎn)生的煙塵稱為一次煙塵，開、堵鐵口時(shí)產(chǎn)生的煙塵稱為二次煙塵。鐵口區(qū)煙塵量約占出鐵場煙塵總量的30%，其中一次煙塵和二次煙塵大約各占一半，粒徑小于10 μm的約占三分之二。一次煙塵的特點(diǎn)是產(chǎn)生速度（單位時(shí)間內(nèi)煙塵產(chǎn)生量）并不大，持續(xù)時(shí)間相對較長；二次煙塵的特點(diǎn)是煙塵產(chǎn)生速度較大，煙塵的塵粒很小，1 μm以下的占60%以上。煙塵中粒徑大于10 μm的稱為灰塵，沉降速度較快；粒徑在5～10 μm的稱為塵霧，沉降速度很慢，能在空氣中浮游數(shù)天乃至數(shù)年。粒徑5 μm以下的粉塵微粒為可吸人粉塵，對人體健康有直接危害。鐵口區(qū)煙塵（尤其是二次煙塵）粒徑小，對環(huán)境和操作人員有一定影響。若不對其進(jìn)行捕集，彌漫在車間內(nèi)的煙塵只能靠廠房自然通風(fēng)外排。出鐵場廠房自然排風(fēng)可在一定程度上改善車間內(nèi)環(huán)境，但爐前作業(yè)環(huán)境改善不大，而且排到廠房外的煙塵對大氣環(huán)境仍有污染。完善出鐵場除塵系統(tǒng)是必然趨勢。

出鐵場揚(yáng)塵點(diǎn)主要在鐵口、鐵溝、渣溝、擺動(dòng)流嘴等處，但由于爐前設(shè)備布局較為分散，鐵口和主溝前段的鐵口區(qū)因開堵鐵口時(shí)泥炮、開口機(jī)和移蓋機(jī)位于此處，操作者需隨時(shí)監(jiān)視出鐵時(shí)鐵口情況等原因，吸塵設(shè)施布置受到很大限制；而渣鐵溝蓋板與渣鐵溝之間有一定的縫隙，側(cè)吸效果并不理想，這些均是爐前除塵難點(diǎn)，需要予以改進(jìn)完善。

3? ? 爐前部分設(shè)施改造

3.1? ? 爐前移蓋機(jī)檢修口蓋板密封改造

3.1.1? ? 改造原因

安鋼4 000 m3級高爐正常出鐵時(shí)一次煙塵產(chǎn)生速度并不大，為減少抽風(fēng)量，一般將主溝前段加蓋，并設(shè)移蓋機(jī)予以活動(dòng)。移蓋機(jī)位置位于風(fēng)口平臺(tái)下部，為便于維修，移蓋機(jī)上方留有檢修孔并安裝蓋板；由于檢修孔位于鐵口正上方，原設(shè)計(jì)未考慮蓋板與風(fēng)口平臺(tái)之間密封問題，出鐵時(shí)蓋板邊緣經(jīng)常出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象無法除塵，這一問題亟待解決。

3.1.2? ? 改造思路

檢修孔蓋板為普通蓋板，檢修孔長約4.5 m，蓋板分為4塊，密封效果差；通過改造，在蓋板下方增加一層蓋板，此蓋板主要起密封作用，蓋板一體制作，無接縫，蓋板與外部支撐板同步制作，確保蓋板拆安的情況下盡量減少間隙，兩層密封也形成了迷宮密封效果。

3.1.3? ? 改造效果

從改造至今，徹底解決了出鐵時(shí)移蓋機(jī)檢修孔冒煙的情況，風(fēng)口平臺(tái)人員日常檢查、檢修及除塵效果均有改善（見圖7）。

3.2? ? 渣溝增加側(cè)吸除塵及部分密封改造

3.2.1? ? 改造原因

安鋼4 000 m3級高爐配合鐵口共設(shè)有四條渣溝，每條渣溝長度約30余米，因設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置除塵點(diǎn)較少，能力不足，出鐵時(shí)蓋板間隙有煙塵逸出。

3.2.2? ? 改造思路

通過計(jì)算風(fēng)量，在每條渣溝中間段位置溝側(cè)增加一處吸塵點(diǎn)，收塵口1 200 mm×500 mm，支管管徑DN750，支管分別接至小坑除塵支管和擺動(dòng)除塵支管；同時(shí)將渣溝至?；畏忾]，使渣溝內(nèi)形成微負(fù)壓。

3.2.3? ? 改造效果

通過改造，在渣溝蓋板及渣溝兩側(cè)貼合完好的情況下，解決了渣溝出鐵時(shí)的冒煙問題，見圖8。

3.3? ? 爐前渣溝溝幫結(jié)構(gòu)改造

3.3.1? ? 改造原因

渣溝蓋板與渣溝沿由于結(jié)構(gòu)原因，往往無法完全密封，加之溝側(cè)支撐面小，且長期需鉤機(jī)等大型機(jī)械車輛通過，造成溝幫溝沿塌陷，出鐵時(shí)有煙塵逸出。

3.3.2? ? 改造思路

渣溝蓋板與溝幫溝沿之間密封為“Z”型結(jié)構(gòu)，通過改造，密封結(jié)構(gòu)為迷宮式結(jié)構(gòu)，同時(shí)增加溝幫厚度，增大支撐力，解決溝幫溝沿塌陷問題。

3.3.3? ? 改造效果

改造更換過后至今，未出現(xiàn)渣溝溝幫、溝沿塌陷的情況，同時(shí)徹底解決了出鐵時(shí)渣溝冒煙的情況，見圖9 、圖10。

4? ? 結(jié)? ? 語

高爐爐前設(shè)備環(huán)保設(shè)施是高爐除塵的重中之重，是關(guān)系到整個(gè)煉鐵體系環(huán)保是否達(dá)標(biāo)的一項(xiàng)重要參考指標(biāo)。通過對爐前環(huán)保設(shè)施的完善改造，對爐前職工身心健康也起到至關(guān)重要的效果?！熬G水青山就是金山銀山”從根本上更新了關(guān)于自然資源的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，打破了發(fā)展與保護(hù)對立的束縛，樹立了保護(hù)自然環(huán)境就是保護(hù)人類、建立生態(tài)文明就是造福人類的新理念。

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