［摘 要］高爐渣處理生產過程中，采用錐斗沉淀池、氣力提升機、螺旋分級機進行細渣沉淀、提取、分離時，螺旋分級機處會散逸大量蒸汽，加劇了區(qū)域鋼結構及設備的腐蝕，影響周邊環(huán)境，危及崗位職工身體健康和作業(yè)安全。文章提出的蒸汽效能回收系統(tǒng)通過選用玻璃鋼離心風機，配合可移動式密封吸附罩、波紋管、風管等設備負壓捕集逸散蒸汽，均勻分散至回水溝內，通過沖渣水實現(xiàn)蒸汽的冷凝、回收。該系統(tǒng)成本投入低、簡單易實現(xiàn)、后期檢修維護方便，并實現(xiàn)了蒸汽的回收利用，降低補水消耗的同時，取得了很好的環(huán)保效益。

［關鍵詞］高爐；渣處理；蒸汽回用；消能

［中圖分類號］X757 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）05–0042–03

廣西柳州鋼鐵股份有限公司（以下簡稱“柳鋼”）是我國華南、西南地區(qū)乃至泛北部灣經(jīng)濟圈特大型的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，自2010 年至今，鐵的年產量達千萬噸。在這10 多年間，柳鋼高爐渣處理迭代使用了嘉恒法、明特法、INBA 法等工藝。隨著渣處理的迭代發(fā)展，過渣量與沖渣水量的不斷加大，散逸蒸汽量也在逐漸增多。

散逸蒸汽，即不在?；壬?、集中通過煙囪排出，而在渣處理其他區(qū)域大量無序發(fā)生并擴散的蒸汽。目前我國普遍采用的明特法和INBA 法，在通過氣力提升機將錐斗沉淀池底部沉積的高濃度細渣提取、輸送到螺旋分級機進行渣水分離時，大量的空氣、蒸汽在消能曝氣箱處散逸、排出。散逸蒸汽產生的高溫、高濕環(huán)境，加劇了渣處理區(qū)域內的鋼結構、設備、行車的腐蝕，縮短其使用壽命并增加后期維護費用。此外散逸蒸汽還影響區(qū)域內作業(yè)人員的視線，易導致崗位職工出現(xiàn)意外傷害。

1 系統(tǒng)現(xiàn)狀

柳鋼4 號高爐渣處理使用INBA 法渣處理工藝，高爐熔渣在?；冉?jīng)沖渣水淬化、冷卻后，高溫渣水混合物進入轉轂進行一次過濾，過程中產生的蒸汽通過?；焽杓信懦?。過濾后的渣水進入錐斗沉淀池內，在重力作用下將細渣沉降至錐斗底部，通過氣力提升機將底部沉淀的高濃度細渣抽取，在消能曝氣箱處緩沖消能，實現(xiàn)氣、水的分離，分離后的高濃度渣水平穩(wěn)流入螺旋分級機。而漂浮在渣水表面的浮渣則在經(jīng)過平流池時被擋墻攔住，利用抓斗放入螺旋分級機。

柳鋼4 號高爐渣處理沖渣水量2 200 t/h，建有4 個沉淀錐斗并配備4 臺氣力提升機，生產中錐斗沉淀池平均水溫70℃。相應的，每2 臺氣力提升機渣水混合物匯入1 臺螺旋分級機，共有2 臺螺旋分級機，其內平均水溫60℃。

綜上所述，螺旋分級機需要同時篩分沉渣和浮渣進行二次過濾，且經(jīng)過氣力提升機后的渣水降溫達10℃，因此，在螺旋分級機處會產生大量60℃飽和蒸汽。

現(xiàn)階段我國高爐渣處理蒸汽回收系統(tǒng)主要分為噴淋冷凝回收、換熱冷凝回收兩種方式。

（1）噴淋冷凝回收系統(tǒng)，主要設備是射流風機、噴淋設備及氣液分離器（填料），工作流程為在?；焽璧撞堪惭b射流風機，噴出水霧與蒸汽混合冷凝的同時將其送至煙囪中部。煙囪中部安裝有環(huán)形噴淋管和擴壓管，氣流在擴壓管作用下放緩并與煙囪中部噴淋水充分接觸，使蒸汽再次混合冷凝。煙囪頂部安裝有氣液分離器（填料），用于將蒸汽與冷凝水分離。此系統(tǒng)優(yōu)勢是噴淋凈水同時對蒸汽降溫和減少有害物質，不足之處是設備投入高，施工難度大。

（2）換熱冷凝回收系統(tǒng)，主要設備是換熱器、緩沖罐、抽風機及小型水泵，工作流程如下：①利用抽風機將?；焽璧母邷卣羝槿霌Q熱器；②將冷卻塔降溫過的沖渣水送入換熱器作為降溫媒介；③用降溫過的沖渣水冷卻高溫蒸汽形成冷凝水；④冷凝水進入緩沖罐與小型水泵一并送入?；_渣。此系統(tǒng)優(yōu)勢是可減小排放蒸汽量和沖渣水消耗，不足之處是用沖渣水作為換熱器降溫媒介極易造成換熱器阻塞，投入成本高，設備用電量較大且后期難以維護。

以上現(xiàn)有技術前期投入高、施工時要求高爐同步休風、后期維護難度大，故主要用于?；欧耪羝厥铡６槍β菪旨墮C的散逸蒸汽，需要一種投入成本低、簡單易實現(xiàn)、便于后期檢修維護的蒸汽回收系統(tǒng)。

2 蒸汽消能回收系統(tǒng)的設計

2.1 方案設計

方案設計初期有2 種，方案一為在螺旋分級機上安裝集氣罩，將蒸汽統(tǒng)一收集后引管至行車軌道平臺上方對空排放。該方案參考鋼渣燜池的蒸汽收集，在集氣罩內安裝換熱蛇形銅管，并在銅管內通水冷卻，當蒸汽經(jīng)過集氣罩換熱冷凝，將冷凝水收集并重新回流至螺旋分級機，其余蒸汽引管外排。該方案優(yōu)勢為收集蒸汽的同時回用，但經(jīng)過核算仍存在不少問題：①集氣罩尺寸須足夠大，需罩住大半個螺旋分級機以防止蒸汽逸散；②帶有蛇形銅管后集氣罩超重，無法做成可移動式吸附罩，對后期檢修維護空間影響較大。

為彌補方案一的不足，方案二借鑒“除塵”經(jīng)驗，利用風機負壓捕集散逸蒸汽，可縮小吸附罩尺寸。經(jīng)過平流池及沉淀池后，利用回水溝內流動的渣水作為消能及冷凝媒介，將出水口插入回水溝水面下，蒸汽與渣水混合換熱冷凝實現(xiàn)簡易蒸汽回用。此方案高效、簡便地將蒸汽收集、消能并回收，無需繁瑣的換熱設備，同時吸附罩尺寸的減小也提高了可移動性，預留了檢修維護空間。因此文章中蒸汽消能回收系統(tǒng)主要采用第二種方案。

2.2 系統(tǒng)設備及工作流程

蒸汽消能回收系統(tǒng)主要設備為可移動式吸附罩、離心風機、緩沖箱。螺旋分級機日常生產中需要倒入行車所抓浮渣，因此吸附罩需設計為可移動式，便于抓斗抓渣及后期螺旋分級機檢修維護。而離心風機負壓抽取的蒸汽則需要設計緩沖箱來將其消能并冷凝回收。

（1）離心風機選用4-72-6c 型工業(yè)離心風機，配套電機功率1.1 kW，最大流量8 000 m3/h，泵殼及葉輪材質為玻璃鋼，耐溫80℃。該型號離心風機的玻璃鋼材質防腐、耐溫，滿足使用要求，流量方面則留有余量，便于后期接入其他散逸蒸汽點。

（2）可移動式吸附罩搭配800 mm 行程液壓油缸及1 000 mm 長度波紋軟管，通過槽鋼立柱側立于螺旋分級機進水口對側，檢修狀態(tài)吸附罩垂直于螺旋分級機且波紋軟管與硬管相連，生產時吸附罩60° 斜置于螺旋分級機上方且波紋軟管斷開，如圖1 所示。通過波紋管及液壓油缸實行吸附罩的移動，為后期檢修螺旋分級機預留了空間。

（3）出風口為插入回水溝內的多孔管，在含有蒸汽的冷風從多孔管均勻分散在水中時，回水溝中渣水溫度為40℃，而飽和蒸汽溫度為60℃，部分蒸汽冷凝隨著回水溝回流至渣水池完成回收。同時，冷風從回水溝底回到約1 m 高的水面上時，需要克服水的阻力上升至水面，還需克服渣水流動時產生的動能，2次消能后可大幅降低含蒸汽的冷風動能。

螺旋分級機進水口處散逸的蒸汽利用密封罩、離心風機抽取負壓后插入回水溝水面下。蒸汽進入回水溝時利用渣水將蒸汽冷凝，而由于出風口插入水面下而出風口在水面上方，含蒸汽的冷風需要從水下克服水的阻力進入水面上方出風口，同時克服渣水流動動能實現(xiàn)消能，如圖2 所示。

3 蒸汽消能回收系統(tǒng)應用效果

3.1 蒸汽消能回收系統(tǒng)的應用

出于降低投入成本考慮，蒸汽消能回收系統(tǒng)的吸附罩及緩沖箱設備未訂貨，使用水處理檢修剩下的鋼板、管道、波紋管、液壓油缸制作可移動式吸附罩。同時選用檢修剩下的管道，在其兩頭封20 mm鋼板制作緩沖箱箱體，箱體上進出風（水）口則采用檢修換下后清洗保養(yǎng)的舊閥門。加上采購玻璃鋼離心風機的成本3 000元，整套系統(tǒng)投入成本（含人工）約1 萬元。

柳鋼A 區(qū)渣處理安裝蒸汽消能回收系統(tǒng)完成后進行了效果測試，未打開離心風機時，螺旋分級機上方蒸汽大量散逸，螺旋分級機附近蒸汽清晰可見，設備及鋼結構表面附著有蒸汽冷凝水。但打開離心風機后，散逸蒸汽從吸附罩被迅速抽離，現(xiàn)場周圍無可見蒸汽且設備表面無新生產冷凝水。

3.2 存在的不足及改進措施

蒸汽消能回收系統(tǒng)雖然能有效捕集散逸蒸汽，但受其簡單經(jīng)濟的特點受限，在蒸汽回收上仍有改進空間。目前的蒸汽回收僅靠回水溝內渣水進行冷凝，回收效果較差。未回收的蒸汽隨著回水溝回至渣水池后使水池內蒸汽增加，影響熱水池周邊環(huán)境。

未來改進方案有兩種選擇：①增加蒸汽回收管路，將捕集的蒸汽通過管道排入沖制箱煙囪集中排放；②提高換熱效率，增強蒸汽回收效果。

（1）增加管路集中回收蒸汽適用于新建渣處理，在設計階段就預先將回收管路加入布局，避免建筑間相互碰撞并提高空間利用率。此改進措施將蒸汽送入粒化塔煙囪統(tǒng)一排放，利用煙囪內噴淋消白實現(xiàn)蒸汽回收。

（2）針對現(xiàn)有渣處理，可采取增加蒸汽回收的改進措施。為經(jīng)濟高效地提高回收效率，可在出口處設置緩沖冷卻箱，相同原理對離心風機抽取的蒸汽進行消能回收。內部結構中蒸汽入口置于水面下，出口位于消能箱頂部，進水口通25℃工業(yè)新水，出水口位于消能箱底部便于維持水位，出水口及出風口均返回至回水溝池并插入水面下實現(xiàn)蒸汽二次消能回收。

4 結束語

蒸汽消能回收系統(tǒng)設計、安裝、應用后，達到了預期效果，并據(jù)此申報了發(fā)明專利成果。本系統(tǒng)具有設備簡單、投入成本低、可在線安裝等特點，針對散逸蒸汽有很強實用性和可推廣性。在目前鋼廠降本增效的高要求下，解決各種問題需要從實際出發(fā)，以經(jīng)濟指標為重要考慮因素，制訂切實可行、簡單快捷的解決方案，只有這樣才可助力企業(yè)技改工作發(fā)展。

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