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2023

嘉恒法在長鋼 9 號高爐的應用實踐

摘要：高爐渣處理工藝分為自然沉淀和機械脫水兩種，嘉恒法作為機械脫水渣處理工藝的代表，具有設備緊湊、自動化程度高、系統安全性高以及更加環保等優點，但其存在設備磨損、堵塞、返渣二次脫水效率低、成品倉水渣板結等問題，因而長鋼對嘉恒法進行必要的改進，保留嘉恒法工藝優點的同時，解決了嘉恒法存在的問題。關鍵詞：渣處理嘉恒法平流法工藝改進

首鋼長治鋼鐵有限公司(全文簡稱長鋼)煉鐵廠 9 號高爐容積 1 080 m3 設有 2 個鐵口，年出鐵量 124.8 萬 t，年產渣量 58.75 萬 t 。高爐水沖渣工藝采用傳統的平流沉淀法，即高爐來的熱熔渣經設置在熔渣溝上的高壓水噴射成水渣，渣水混合物流進沉淀池中，渣粒和水分離后沉淀，沉淀后的渣粒用抓斗抓出后裝車運走。這種方法的優點是工藝和設備簡單，投資少，缺點是占地面積大，環境污染嚴重，還需定期清理池底沉積的硬渣層，冬季生產時吊車作業困難。2019 年在 9 號高爐大修時，長鋼將平流沉淀法渣處理工藝改造為嘉恒法渣處理工藝。嘉恒法作為機械脫水法渣處理工藝的杰出代表，具有設備緊湊占地面積小、自動化程度高、更安全環保等優點，但其存在設備磨損、堵塞、返渣二次脫水效率低、成品倉水渣板結等問題，因此，合理的應用和改進嘉恒法則是確保 9 號高爐正常生產之關鍵。

1 嘉恒法工藝流程

嘉恒法工藝流程見圖 1 。高爐熔渣經渣溝流出后，被位于熔渣溝末端?；系臎_制箱水淬粒化，生成的渣水混合物經過?；炔慷嗡憬禍睾?/font> 流入脫水系統內進行渣水分離，經脫水器脫水后的成品渣通過受料斗下面的出口落到外運皮帶上，經多次轉運后輸送至渣倉進行儲運。脫水系統內透過篩網分離出的循環水則通過回水管道流入水池，經過沉淀后被沖渣泵輸送至沖制箱及各用水點循環使用，沉淀池的細渣通過抓斗撈至皮帶機上方漏斗，由皮帶機運往水渣倉。

2 嘉恒法工藝的優點

1)嘉恒法渣處理工藝設備布置緊湊，較傳統的平流沉淀法渣處理工藝，極大地節省了占地面積。

2)機械化、自動化程度高。嘉恒法水渣處理系統的熔渣?；?、冷卻、水渣脫水、水渣輸送、沖渣水循環的整個過程全部采用機械化操作，并采用 PLC 控制，自動化程度更高。

3)更加環保。嘉恒法水渣處理工藝的整個熔渣處理過程是在封閉的狀態下進行的，所產生的水蒸氣由煙囪高空排放，避免了對出鐵場周圍環境的污染。

4)循環水量小，動力能耗低。由于水淬后的渣水混合物直接進入轉鼓脫水過濾，故只需要少量的水對熔渣進行水淬和粒化，無需提供大水量對水渣進行遠距離輸送提供動能。

5)系統安全性高。高爐出渣過程中熔渣中帶鐵，在水淬過程中易發生爆炸。而嘉恒法可使熔渣中的熔鐵先被?；喠；笏憷鋮s，解決水淬渣易爆炸的安全隱患。

3 嘉恒法工藝的缺點

1)嘉恒法工藝系統缺少備用手段。如果在出渣過程中設備出現故障，則會導致大量的熔渣或水渣流入設備，造成設備損壞或現場堆渣堵塞，最終致使高爐被迫休風。

2)返渣二次脫水，增加脫水器設備負載，降低系

統渣水過濾效率。且返渣顆粒細小，很難二次脫水外排，致使沉渣池細渣越積越多，整個系統被堵塞。

3)皮帶改向處吹掃效果差，導致皮帶粘渣嚴重，皮帶下層粘的水渣，會造成皮帶、托輥、滾筒的快速磨損。

4)脫水器下方的三通分料器和渣水輸送管容易堵塞。水渣經脫水器渣水分離后通過三通分料器落入運輸皮帶，時間久了細渣容易在三通分料器板結造成堵塞；渣水輸送管道埋于地下，時間一長管道內的細渣沉淀、板結容易造成堵塞，每次檢修均需要人工進行清理，清理難度非常大。

5)成品倉無渣水收集裝置，造成現場環境變差。經脫水器脫水后的水渣中還含有大量的水分，這些水渣在水渣倉中儲存靜置時，大量的水和細渣會順著放料閥與閘門的縫隙流到地面，在地面堆起一個個渣堆，每天需要人工清理渣堆至少 5 t 以上，無形中增加了工人的勞動強度。

4 對嘉恒法工藝的改進

4.1 增加大傾角皮帶機

將皮帶機置于主皮帶機東側，主運輸帶一旦出現故障或者臨時性檢修，可啟動備用的大傾角皮帶機，大傾角皮帶機運輸水渣可直接裝車或落地倒運。 ?；_制箱增加事故水，事故用水與管網安全水相連，一旦主電源故障或發生主報警，?；^程還可在短時間內進行，在這段時間內，將熔渣分流至干渣坑并且堵鐵口，以免紅渣進入脫水器燒毀設備。

4.2 取消返渣

用 2 臺渣漿泵及其泵坑，保留原先平流池以及抓斗橋式起重機，經脫水器脫水后的細渣隨水溢流進入平流池，水池內細渣由起重機抓斗運至過渡水渣料倉，在由倉下的皮帶機運至主運輸帶，再由主運輸帶運至料倉，降低脫水器二次脫水負荷，提高系統脫水效率，徹底解決返渣系統設備及管道磨損問題。對抓斗和過渡水渣倉進行改造：在抓斗上焊接硬齒，避免細渣在池底板結無法抓??；在細渣倉倉壁上增加倉壁激振器，避免細渣板結，保證下料口通暢。

4.3 改造現有的吹掃裝置

吹掃管道采用 33.5 mm 的無縫鋼管直接鉆孔，孔徑為 4 mm，每個孔間隔 20 mm，切割為 2 150 mm 一段，通過金屬軟管連接空氣吹掃管道，置于尾輪皮帶下方，吹掃管道與皮帶曾 45°夾角，這樣吹掃出的氣體均勻，且氣壓大，吹掃效果良好。

4.4 研制渣處理脫水器溜槽自清理裝置

利用脫水器現有的篩網清理系統加以改造，通過在三通分料器內安裝了空氣吹掃管和水沖洗管道，分別用電動閥和時間繼電器進行控制，實現對三通內積渣部位的定時清理，既實現了對溜槽的有效清理，保證現場的干凈、整潔，又能將工人從繁重的清理工作中解放出來(見圖2

4.5 自制了成品倉控水收集排放裝置(見圖3)

把從放料閥與閘門縫隙中流出的水和水渣集中收集起來，收集起來的水和水渣通過管道排放到排水溝，通過排水溝流入水池，解決了人工清理積渣的勞動問題、減輕了職工的勞動強度。

4 結語

通過對長鋼嘉恒法渣處理工藝進行優化改進，解決了嘉恒法系統設備磨損、堵塞的問題，極大地降低了該系統的故障率，大大延長了設備的使用壽命，為高爐的穩產、高產夯實了基礎，同時大大降低了備件和能源消耗及維修工作量，經過一年的生產實踐證明，以上工藝和設備優化改造在技術、安全、操作方等切實可行，每年可減少備件、能源消耗及維護費用 100 多萬元。