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浅析高炉ＩＮＢＡ渣处理系统的三种类型

夏晓容

（武汉科梦环境工程有限公司）　　

摘　要　高炉ＩＮＢＡ渣处理系统分环保ＩＮＢＡ、热ＩＮＢＡ和冷ＩＮＢＡ三种形式，下面就工程中的实例来介绍每种的工艺流程和设计参数。　　

关键词　高炉渣处理　环保ＩＮＢＡ　热ＩＮＢＡ　冷ＩＮＢＡ

０　前言　　

高炉渣是炼铁时排出的废渣，一般每生产１ｔ生铁，产生３００～９００ｋｇ的高炉渣。其主要成分为硅酸钙或铝酸钙。高炉渣被粒化后广泛地用作水泥、渣砖和建筑材料。目前，高炉渣粒化采用小冲渣方式，仅在事故状态下，才采用干渣坑的形式。　　

高炉渣的主要处理方法，包括底滤（ＯＣＰ）法、拉萨（ＲＡ　ＳＡ）法、因巴（ＩＮＢＡ）法、图拉（ＴＹＮＡ）法及明特克（ＭＴＣ）法等。因巴（ＩＮＢＡ）法投资费用虽然大，但是技术上最为成熟，其工艺设备布置紧凑、设备寿命长、可自动调节脱水转速并连续测得炉渣量，实际应用的高炉亦较多。

１　ＩＮＢＡ渣处理系统

ＩＮＢＡ法是卢森堡ＰＷ公司的专利技术，亦称回转筒过滤法。该技术处理渣的效率高，具有占地小、高效等优点，并且有很高的环保价值，具有当代世界先进水平，是高炉炉渣处理的推广技术，近年来在国内外大高炉上应用广泛。ＩＮＢＡ法分环保ＩＮ－ＢＡ、热ＩＮＢＡ和冷ＩＮＢＡ三种类型，其各自的特点见表１。

１．１　热ＩＮＢＡ　　

高炉渣通过冲制箱将熔渣水淬粒化成水渣，经渣沟流入水渣槽内，然后进入转鼓过滤器，滤出的渣通过皮带机输送到成品槽内待运，滤后的水进入热水池中，热水池是２个上部连通、底部有挡板（挡楂用的）的Ｖ型水池，在前一个热水池底部设两台再循环泵，将沉于热水池底部的渣再送到渣沟中去。在第二个热水池底部设３台粒化泵，将经过沉淀的热水再送至粒化头循环使用。热水池中的水漫了，可通过溢流沟进入收集池，经回收泵再打入热水池。由于转鼓过滤时会有少量的水渣将转鼓的筛网孔眼堵塞，为了清洗筛网，需要用高压清洗水对筛网进行吹扫，这部分水通过对生产水加压供给，冲洗后的水也进入热水池参与循环利用。当粒化水系统出现故时，可以临时启用紧急事故水装置进行供水，以此完成障对炉渣的继续粒化。

１．１．１　设计实例　　

安钢９＃高炉炉容２　８００ｍ３，设有３个铁口，东西２个出铁场，采用热ＩＮＢＡ，各设置一套渣处理系统和独立的粒化水循环水系统，分别由热水池、粒化泵、回水泵、再循环泵和清水增压泵等组成。其工艺流程图如图１所示。

１．１．２　主要设备

１）粒化泵。

粒化泵３台（２用１备），单台性能Ｑ＝２０００ｍ３／ｈ、Ｈ＝３６ｍ、Ｎ＝２５０ｋＷ、Ｕ＝１０ｋＶ、ＩＰ５４、Ｆ级、付叶轮＋填料密封。

２）再循环泵。

再 循 环 泵２台 （１用１备），单 台 性 能Ｑ＝２００ｍ３／ｈ、Ｈ＝３８ｍ、Ｎ＝５５ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４、付叶轮＋填料密封。

３）收集池回收泵。　　

收集池回收泵２台（１用１备），单台性能Ｑ＝３００ｍ３／ｈ、Ｈ＝１８ｍ、Ｎ＝３０ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４、付叶轮＋填料密封。

４）增压泵。

增压泵１台，单台性能Ｑ＝６０ｍ３／ｈ、Ｈ＝６０ｍ、Ｎ＝３０ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４、水泵背压０．３ＭＰａ。

５）排水泵。

排水泵１台，单台性能Ｑ＝５０ｍ３／ｈ、Ｈ＝１６ｍ、Ｎ＝３０ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４。

１．１．３　设备布置　　

因转鼓，热水池均为半地下式，所以水泵均设置在地下－７．５ｍ转鼓基坑内，为防止水泵被水淹没，将水泵泵体设在基坑底部，水泵电机设在约－４．０ｍ的平台上，皮带连接。基坑内设排水沟，集水坑，内设排水泵。其平面布置图见图２。

１．２　冷ＩＮＢＡ　　

高炉渣通过冲制箱将熔渣水淬粒化成水渣，经渣沟流入水渣槽内，然后进入转鼓过滤器，滤出的渣通过皮带机输送到成品槽内待运，滤后的水进入热水槽中，热水槽底部设两台再循环泵，将沉于热水池底部的渣再送到渣沟中去。另设设３台冷却回水泵，将经过沉淀的热水送到冷却塔中进行降温处理，冷却后的水集中在冷水池内，用粒化泵供水泵加压送至冲制箱循环使用。收集池回水泵和增压泵的作用同热ＩＮＢＡ。当粒化水系统出现故障时，可以临时启用紧急事故水装置进行供水，以此完成对炉渣的继续粒化。

１．２．１　冷ＩＮＢＡ的优点　　

冷ＩＮＢＡ同热ＩＮＢＡ相比，多了一套粒化水冷却系统。将９０℃的粒化水冷却到４５℃以下，可以减少有害蒸汽对环境的污染。

１．２．２　设计实例　　

涟钢３　２００ｍ３高炉设有４个铁口，２个出铁场，采用冷ＩＮＢＡ，各设置一套渣处理系统和独立的粒化水冷却循环水系统，分别由热水池、冷却回水泵、冷却塔、粒化供水泵、收集池回水泵、再循环泵和清水增压泵等组成。其工艺流程图３所示。

１．２．３　主要设备

１）冷却回水泵。

冷却回水泵３台（２用１备），单台性能Ｑ＝１３００ｍ３／ｈ、Ｈ＝４０ｍ、Ｎ＝２８０ｋＷ、Ｕ＝１０ｋＶ、ＩＰ５４、Ｆ级、付叶轮＋填料密封。

２）再循环泵（应甲方要求增加一台备用）。　　

再 循 环 泵３台 （１用２备），单 台 性 能Ｑ＝２００ｍ３／ｈ、Ｈ＝３５ｍ、Ｎ＝４５ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４、付叶轮＋填料密封。

３）收集池回收泵。　　

收集池回收泵２台（１用１备），单台性能Ｑ＝３００ｍ３／ｈ、Ｈ＝２６ｍ、Ｎ＝４５ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４、付叶轮＋填料密封。

４）增压泵。　　

增压泵２台（１用１备），单台性能Ｑ＝１００ｍ３／ｈ、Ｈ＝６０ｍ、Ｎ＝３０ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４、水泵背压０．３ＭＰａ。

５）排水泵。　　

排水泵２台（１用１备），立式，单台性能Ｑ＝１００ｍ３／ｈ、Ｈ＝１６ｍ、Ｎ＝１５ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４。

６）粒化供水泵。　　

粒化供水泵３台（２用１备），单台性能Ｑ＝１　２００ｍ３／ｈ、Ｈ＝３０ｍ、Ｎ＝２５０ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４、Ｆ级、机械密封。

７）冷却塔。　　

逆流中空冷却塔２台，Ｑ＝１　４５０ｍ３／ｈ、Ｎ＝４５ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、进水温度９０℃，出水温度≤４５℃。

１．２．４　设备布置　　

在转鼓基坑处的布置类同于热ＩＮＢＡ，基坑旁设ＩＮＢＡ泵房，基坑与泵房之间的管道用管架连接。其布置见图４～图６。　　

在泵房的设计中，没有采用一般的方形水池，而采用锥斗形水池，锥斗角度在５５°～６０°之间。水泵的吸水管从池子底部吸水，将沉于池底的水渣经粒化供水泵再打到粒化箱内。冷却塔采用中空式钢筋混凝土冷却塔，内部不设填料，是为了防止水中的细渣将填料堵死而无法使用。

１．３　环保ＩＮＢＡ　　

高炉炉渣经熔渣沟进入粒化塔，被粒化箱喷出的带压高速水流快速淬冷和粒化，形成颗粒状水渣，粒化产生的渣水混合物，从粒化塔流进能够自动调整转速的脱水转鼓进行渣水分离，滤出的渣由通过转鼓中心的皮带运输至堆渣场装车外运。转鼓过滤后的水进入位于转鼓下的热水池中，经冷却泵提升至冷却塔进行冷却，再由粒化泵送至粒化箱继续冲渣，循环使用。炉渣粒化过程中会产生大量的蒸汽，同时也随蒸汽带走了部分小颗粒的水渣，为了净化环境，回收蒸发水，需要对蒸汽进行直接的冷凝，冷凝水由冷凝泵供给。冷凝之后的水经管道流入缓冲罐，然后经冷凝回水泵加压送冷却塔，冷却后的水进入冷水池再用冷凝泵送冷凝塔供蒸汽的冷凝使用。　　

当粒化水系统出现故障时，可以临时启用紧急事故水装置进行供水，以此完成对炉渣的继续粒化。

１．３．１　环保ＩＮＢＡ工艺的优点　　

环保ＩＮＢＡ系统由粒化系统和脱水系统组成。与冷ＩＮＢＡ法相比，环保ＩＮＢＡ法多了一套用来去除冲制水渣时产生的蒸汽及ＳＯ２和Ｈ２Ｓ的措施－冷凝循环系统（主要由冷却塔、冷凝泵、冷凝塔、缓冲罐、冷凝回水泵及相关管道组成）。环保ＩＮＢＡ工艺很好的解决了冲制熔渣时产生的大量有害蒸汽对环境的污染，环保条件得到了很大的改善；而且回收利用蒸汽，使得水系统循环使用，节约了能源。

１．３．２　设计实例　　

武钢７＃高炉３　２００ｍ３高炉设有四个铁口，两个出铁场，采用环保ＩＮＢＡ，各设置一套渣处理系统和独立的粒化冷凝水冷却循环水系统，分别由热水槽、冷却塔、粒化回水泵、冷凝回水泵、收集池回水泵、再循环泵、清水增压泵、粒化给水泵、冷凝给水泵、冷却塔和冷水池等组成。其工艺流程图如图７所示。

１．３．３　主要设备

１）粒化回水泵。　　

粒化回水泵３台（２用１备），单台性能Ｑ＝１　２００ｍ３／ｈ、Ｈ＝３８ｍ、Ｎ＝２５０ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４、Ｆ级、付叶轮＋填料密封。

２）冷凝回水泵。　　

冷凝回水泵３台（２用１备），单台性能Ｑ＝１　０００ｍ３／ｈ、Ｈ＝２５ｍ、Ｎ＝１６０ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４、Ｆ级、付叶轮＋填料密封。

３）再循环泵。

再 循 环 泵４台 （２用２备），单 台 性 能Ｑ＝２００ｍ３／ｈ、Ｈ＝３１ｍ、Ｎ＝３７ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４、付叶轮＋填料密封。

４）收集池回收泵。　　

收集池回收泵台，单台性能Ｑ＝３００ｍ３／ｈ、Ｈ＝１８ｍ、Ｎ＝３７ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４、付叶轮＋填料密封。

５）增压泵。　　

增压泵２台（１用１备），单台性能Ｑ＝１１５ｍ３／ｈ、Ｈ＝５０ｍ、Ｎ＝３０ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４、水泵背压０．３ＭＰａ。

６）排水泵。　　

排水泵２台（１用１备），立式，单台性能Ｑ＝１００ｍ３／ｈ、Ｈ＝１０ｍ、Ｎ＝７．５ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４。

７）粒化供水泵。　　

粒化供水泵３台（２用１备），单台性能Ｑ＝１１００ｍ３／ｈ、Ｈ＝３２ｍ、Ｎ＝２００ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、ＩＰ５４、Ｆ级、机械密封。

８）冷凝供水泵。　　

冷凝供水泵３台（２用１备），单台性能Ｑ＝９００ｍ３／ｈ、Ｈ＝５５ｍ、Ｎ＝３１５ｋＷ、Ｕ＝１０ｋＶ、ＩＰ５４、Ｆ级、机械密封。

９）冷却塔。　　

逆流中空冷却塔２台，Ｑ＝１　１００～１　６００ｍ３／ｈ、Ｎ＝４５ｋＷ、Ｕ＝３８０Ｖ、进水温度９０℃，出水温度≤４５℃。

１．３．４　设备布置　　

环保ＩＮＢＡ在泵房处的设备布置基本与冷ＩＮ－ＢＡ相同，就是在泵房内增加了３台冷凝泵，其布置形式同粒化给水泵是一样的，在这里就不再复述了。转鼓基坑处增加了冷凝水罐，冷凝回水泵。其布置见图８。基坑与泵房之间的管道用管架连接。

２　结语　　

高炉渣处理是炼铁生产的重要一环，选用相关的流程，应从其技术先进性，投资大小，系统安全性，环保，成品渣质量，系统作业率，占地面积，设备检修维护等多方面考虑。ＩＮＢＡ在技术上是最成熟的，而在ＩＮＢＮＡ系统中，以环保ＩＮＢＡ投资最大，环保效果最好的。但由于设备增加了，维护和检修的工作量也相应加大。对国内的大中型高炉来说，可酌情选取。