李在石，徐振兴，齐伟，邵玲(莱芜钢铁有限公司炼铁厂，山东莱芜271104)摘要:吐拉法粒化渣处理是一种新型高炉炉渣处理工艺，具有工艺简单、占地面积小、节水节能、不易爆炸等特点。针对原装置从调试到生产过程中出现的问题，分别对造粒轮、脱水机、循环水、皮带输送系统及其电气控制部分进行了改进。系统在15天内实现了稳定生产，造粒作业率达到98.10%。关键词:图拉粒化渣工艺；造粒轮；脱水机；变频器分类号:TF546.2文件识别码:B货号:1004-4620(2004)03-0011-03 1工艺简介莱芜钢铁有限公司(简称莱钢)新建3#750m3高炉工程中，高炉炉渣处理系统采用图拉法冲渣工艺。该工艺具有以下特点:占地面积小；如果铁不爆，含铁40%以上的炉渣可以处理；节约用水用电；流程短，易于安排；成品渣含水量低，质量好。莱钢于2002年9月27日开始单机试车，10月2日正式投产。工艺流程如下:机械造粒、水力冷却、机械脱水、皮带输送、冷却后冲渣水回收利用(见图1)。1.1机械造粒造粒轮是系统的关键部件，由8个合金钢衬板组成，由变频电机驱动，可根据炉渣的温度、碱度、流量等因素进行连续调节。炉渣进入系统时，首先与粒化轮接触而被粉碎，避免了工艺方法中含铁炉渣先与冲渣水接触而引起爆炸的现象，有利于稳定生产。水渣经冲渣水初步冷却后进入脱水器。

图1系统工艺流程图

1个渣沟，2个造粒轮，3个脱水机，4个排气烟囱，5个偏心漏斗，6个皮带输送机，7个水系统。

1.2机械脱水脱水器是完成工艺条件的主要部件。φ6m滚筒由内、外、侧面40块不锈钢筛网组成，由变频电机驱动，可根据水渣量、含水量等因素的变化连续调节。与INBA转鼓相比，其径轴比更大，在相同的运行周期内，水渣脱水行程更长。借助溢流翻板阀、电动插板阀等设备调节其内部水位，水渣冷却脱水效果更好，成品渣含水量低，质量好。同时，压缩空气体和洗涤水不断清洗内外滤网，以保持脱水机的连续过滤性能。【下一步】1.3脱水机滤出的水经过水力冷却，携带不大于2mm的小颗粒水渣，进入循环水池。清水经重力沉淀后进入清水池，由循环泵冷却粒化轮、壳体、水淬渣等。，清洗内外网，保持脱水机的过滤性能；水渣被返渣泵抽出后，再次进入脱水器。冲渣水的循环利用中，只需补充渣中所含的水，损失一部分蒸汽，所以系统用水量小。1.4皮带运输根据现场地形，空，成品水渣将通过大倾角(16° 42′)波纹挡带运输直接运输到300米外的铁路线上的货车上。2系统改进2.1原造粒轮系统采用无油润滑轴承。试运行时，轴承过热冒烟。运行十几个小时后，轴承损坏，驱动电机因负荷过大而烧坏。之后使用了滚动轴承，采用集中式干油润滑进行润滑和冷却，解决了这个问题。同时，粒化轮衬板烧损开裂严重，其原因与渣中含铁量、渣沟施工、冷却水量、工作制度等因素密切相关。通过优化工艺操作，基本实现了稳定。2.2脱水器系统该系统的主要问题是脱水器转向与排水管方向相反，导致大量2mm以下的小颗粒水渣被刮渣器刮入排水管内外，沉积在脱水器内；当脱水机再次启动时，刮渣器与这部分水渣之间的阻力较大，脱水机被抬起，使传动系统的啮合发生偏差，驱动电机因过载而跳闸。鉴于此，进行了如下改进:将刮渣板由矩形改为波浪形，以减少接触电阻，疏松沉淀的水渣；(2)在脱水器底部和侧面增加辅助排渣口，根据水流变化及时清除沉淀的水渣；(3)将驱动电机改为重载型，以提高抵抗负载波动的能力等。此外，还解决了屏幕脱落、变形、易堵塞等问题。2.3循环水系统该系统是整个流程中的关键环节。主要问题有:水温高、返渣系统含渣量大、管道易堵塞、返渣设备使用寿命短、配水不均匀等。由于循环池容积较小，在冲渣过程中，循环水与炉渣进行热交换后，水温迅速上升到80 ~ 97℃，接近沸点。在这种情况下，循环水泵会产生气蚀，供水量减少，水压降低，严重影响粒化渣的水淬、冷却、输送效果，造成翻渣，使熔渣无法进入粒化轮。同时，立式循环泵和管道振动。最坏的情况是循环泵上盖开裂，泵体倾倒，导致整个泵坑被淹。同时，大量通过脱水机筛网的小于2mm的小颗粒水渣排入浊水箱沉淀，回渣泵不能及时排出，使小颗粒水渣进入清水箱和循环泵，造成主管道、支管和水嘴堵塞，系统瘫痪。返渣泵容量提高后，因其过流部件耐磨性差、使用寿命短而频繁更换，增加了劳动强度和运行成本，增加了系统的不可靠性。总共有13条管道用于冲渣、冷却和清洗。除了安装造成的局部阻力损失过大外，冲渣管道的水量相对较小，而清筛管道的水量相对较大，不仅造成冲渣不理想，返渣过多，而且浪费水力资源。针对上述问题，将小颗粒水渣输送到冲渣沟中，既降低了水温，又减少了返渣量；完善渣水管道，减少阻力损失，重新分配部分取水点，保证粒化轮上下两条关键水管；在粒化轮上方增设水管路，对经过粒化轮上方第一冷却水的粒化渣进行冲洗覆盖。循环水池间加隔离网，防止小水渣进入清水池等措施。同时，在返渣泵的维护、修理、更换和使用寿命方面也做了大量的试验和研究，但这个问题仍然是整个系统中最薄弱的环节。【下一步】2.4带式输送机系统该系统共有6条带式输送机。除渣皮带机2(16° 42 ')和除渣皮带机6 (40)为大倾角波纹挡带，其余为普通耐高温胶带，最大倾角不超过10°。大倾角波纹挡带用于防止水渣含水量大时水与水渣分离并沿皮带运行方向倒流。根据现场生产，高炉顺行时，水渣中的水分较少，很少出现水渣沿皮带运行方向倒流的情况。但由于水渣粘附在挡板和裙缘上，皮带对托辊的磨损非常强烈，降低了托辊的使用寿命。与挡辊不连续接触造成皮带跳动，机械传动阻力增大，容易跑偏，导致大量水渣降落在皮带机回程上，给生产现场带来较大的额外工作量。针对这种情况，一方面利用变频器实现皮带的软启动，减少启动时皮带对传动系统的冲击负荷；另一方面，将下部原有的φ108mm普通托辊更换为φ250mm耐磨托辊和异形托辊，可以延长托辊的使用寿命，稳定皮带运行，纠正皮带跑偏。在皮带机头轮的下部增加一台清扫机，收集和运输落下的水渣。2.5电气自动控制系统渣处理系统工程采用TSX MODICON COMPACK系列PLC控制系统。COMPACK系统是一种具有数字处理能力的专用计算机系统，具有模块化和可扩展的体系结构，用于工业和制造过程的实时监控。包括COMPACK系列CPU、I/O模块、I/O接口、通信模块、电源和背板。利用CONCEPT2.5组态工具和infinite point IFIX3.0制作监控画面。可以实现土法粒化和冲渣过程的控制要求，集中控制粒化轮、脱水机、皮带机、电磁阀等设备。包括对16个电机、4个电磁阀、2个调节阀的集中监控，以及对流量、压力、温度等上百个工艺参数的监控，加强了工艺运行的实时性和可靠性，提高了生产的稳定性。此外，对粒化轮、脱水机、2号皮带等关键设备进行电气改造，实现设备运行速度的平滑调节，使设备转速能根据高炉炉渣量及时调整处理后水渣的含水量，方便皮带输送，满足工艺操作要求，降低水电消耗等运行成本。其中，利用变频调速技术和电机驱动知识，将原有的四极电机改为八极电机，并根据脱水机的电阻恒转矩负载特性，进一步优化变频器在启停和运行时的参数，提高设备运行的可靠性。3存在的问题及改进建议:脱水机旋转方向与冲渣水出口方向相反，是造成渣水排放不畅、返渣过多、滤网磨损过大、返渣不到锅筒、耗水量过大、无法调节下水位等一系列问题的根本原因。但由于生产场地狭窄、设备笨重、吊装困难等原因，很难改变。建议采取以下改进措施:将出水口位置改为对侧，重新设置渣水回流罐；利用2004年3#750m3高炉大修的机会，改变脱水器的旋转方向。目前采用气动葫芦处理返渣，解决了返渣泵使用寿命短的问题，但污染现场环境，需要装车外运。建议用气动提升机代替深井返渣泵将炉渣返送到脱水器，使之成为一个完整的渣水闭路循环系统。炉渣由皮带装车运出。为达到这一目的，减少了滚筒外网的网孔，改变了出渣方式，解决了大量细渣(小于3mm)反复返料的问题。2#皮带大量返渣落地，4#皮带犁式卸料器故障过多，严重影响了整个生产系统的可靠性。建议采取以下改进措施:改进清扫车的操作和维护；增强链条的耐磨性，或者用普通平带代替；在卸料处增加调车绞车，减少或取消犁式卸船机的卸料功能；同时，5#皮带机将向机头延伸11m，形成备用成品渣场。一旦皮带系统出现故障，可立即启动5#皮带，将成品渣卸入备用渣场，不会引起炉渣着火。该系统投入运行后，可靠性大大增强，生产趋于稳定，粒化率提高，保证了高炉的正常生产。据统计，系统改造前(2002年10月2日至10月17日)，由于粒化轮、脱水机、水系统故障，53炉高炉渣着火，粒化作业率仅为85.38%。改进后(2002年10月17日至11月17日)因自动化、水系统、脱水器等原因导致9起高炉渣着火，粒化率为98.10%。实践证明，吐鲁番粒化渣技术是成熟可靠的；这一改进不仅保证了高炉的正常生产，而且提高了系统的可靠性和稳定性，为系统的进一步改进提供了有益的经验。