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INBA法渣处理系统在柳钢的改进与应用

张洪波，刘伟，农理敏，韦俊

(柳钢炼铁厂)

摘 要：柳钢炼铁厂2#高炉大修改造工程设计、施工过程中，结合现场场地狭小、系统渣量大等现场条件，设计安装了改进型INBA法渣处理系统。该系统是在PW传统INBA法渣处理工艺基础上进行了一系列的改进，自投产运行以来，系统稳定，运行费用低，实现了冲渣水零排放的目标，起到了很好的降本减排效果。

关 键 词：INBA；渣处理；环保；降本减排

1 工艺流程

1.1 传统INBA法渣处理系统

传统INBA法渣处理系统的工作原理为：高炉熔渣在主铁沟与铁水分离后，经熔渣沟进入冲制箱，高炉熔渣沟下方的粒化器喷射出的高压水流对熔渣进行快速击碎、冷却，经淬化后形成颗粒状水渣，落入冲制箱与渣、水混合，然后渣水进入脱水转鼓内置的分配器进行均匀处理，渣水混合物一起落入转鼓底部两侧，通过转鼓定向的旋转，经过滤网过滤后使渣、水分离，水渣经过皮带运输，送至渣场。

其主要特点为采用机械式活动滤床脱水方式对水渣进行渣水分离，渣粒化系统紧靠炉前，布置紧凑，泵及管线磨损小，处理单位炉渣的耗电量小，运转费用低，占地面积相对较小。其缺点有：工程投资大，细渣难以去除、影响系统设备寿命，运行及维护成本高等。

1.2 炼铁厂改进型INBA渣处理系统

炼铁厂2#高炉设有3个出铁口，南面一个出铁口配备一套INBA渣处理系统，北面两个出铁口共用一套INBA系统。

结合炼铁厂3#、4#高炉渣水系统（明特法）三年来的可靠运行实践、国内高炉采用INBA系统热水池和再循环泵存在维护量大的突出问题、2#高炉的总图布置、以及INBA设备的特点；在2#高炉大修改造工程冲渣水系统工艺流程上，修改了原INBA法热水池设计，在INBA脱水装置和皮带机底部组合布置4个锥斗沉淀池，以及渣沟、集水池、热水池和提升泵房（模块化设计）。INBA粒化池下部的渣和水经连接件进入脱水装置后，脱水转鼓将1.0mm以上颗粒水渣从水中滤出，并在旋转180°后将其卸到皮带机上，含有1.0mm一下细砂的渣水经渣沟分配进入下方45°斜坡溢流池，再流到4个锥斗沉淀池。锥斗沉淀池可通过闸板阀控制形成串联或并联运行，使渣水平缓流动以达到良好的沉淀效果和运行保障度；锥斗沉淀池中的细渣通过气力提升机提升至FG1500螺旋输送机，提升上渣量高达50t/h，经螺旋分级机将细砂与水进行分离后细渣直接排放到INBA皮带输送机上送至渣场。沉淀池沉淀后的渣水经集水池（同时也是三级沉淀池）和热水池，由提升泵房中提升泵送到冷却塔进行冷却，保证水温在45～48℃，再由冷却泵房中粒化泵组送至INBA系统进行淬渣，形成循环。

系统中集水池安装有液位计，设有报警系统，可收集调节渣系统水量，起到零排放、二次沉淀和拦截浮渣的作用，提高渣系统的运行保障度。

组合式锥斗沉淀池、集水池、热水池、INBA系统转鼓和输送带上方设5t双梁行车，配抓斗可进行集水池定期抓渣，并直接卸放到INBA输送带上方，通过输送带直接外运至渣场；同时行车也可以配吊钩完成气提装置、螺旋输送机、锥斗水池以及INBA转鼓和输送皮带的维修作业。

冷却泵房旁设有沉淀池，可收集渣场内的积水及冷水池和冷却泵房的溢、排水，经回水泵组送回集水池回用，提高水资源利用率。滤渣池排水沟上设钢格板，滤渣池设过滤栅滤水沉渣，且滤渣池可采用挖掘机机械清渣作业。

INBA转鼓滤网在运行过程中用压缩空气反向吹扫和清洁压力水反向清洗，清洁压力水采用净环常压富余水量经自清洗过滤器经过滤后使用。

提升泵组出水总管和粒化泵组出水总管间连通管在两头连接处分别设液动刀闸阀以防止管道阻塞。

气力提升装置采用高炉冷风、压缩空气二路气源，气源可自动切换，通常情况下采用高炉鼓风机冷风供气。气力提升装置设有防飞溅和排气设施。

以上工艺流程参见图一，图中，虚线框内部分为我厂工艺改进部分。

图一：炼铁厂INBA渣处理系统流程简图

2 工艺、设备创新点

结合明特法和嘉恒法工艺改进经验，创新性改进传统INBA工艺，图一中，虚线框内为我们改进的工艺环节，增加组合式集水池和细渣处理，较好地解决了INBA粒化和脱水系统中细渣无法清除，造成管理和维护工作量大，设备频繁检修的行业难题。

2.1 吸取3、4#炉明特法渣处理系统的成功经验，4个锥斗沉淀池可以通过闸板阀进行控制，根据系统水质及处理要求，组合成串联或并联系统，提高细渣去除效果。组合机械清渣、可靠性好，保障度高、节省人工。

2.2在其他高炉渣系统中，经气力提升机分离出的细渣、水，在进入分级机时，由于气量较多，冲力较大，造成螺旋输送机主轴、叶片等磨损、损坏，严重影响设备正常运行，降低渣水分离效果，针对上述情况，我们在气提渣水进入分级机前，增加曝气、消能箱，经消能箱脱气的渣水平稳流入分级机，保证了分级机稳定运行，提高了渣水分离效果。

2.3针对INBA转鼓滤网已损坏，创新设计了“英巴法梯形条形过滤网”于13年1月投用滤网寿命可延长2年以上，有效解决滤网已损坏造成渣处理系统含渣量大的隐患。滤网剖视图见图二。

图二：英巴法梯形条形滤网剖视图

2.4 英巴粒化塔出口自主设计安装可控制粒化塔水位闸门，使出渣均匀保证粒化塔液位1.0～1.2米水位达到深水淬化水渣效果，且原来提升、供水280KW水泵二开一备，改造完成后实现一开二备，达到很好的节能降耗效果。

2.5 北面铁口提升泵房安装调拨矿渣水泵，当北面系统集水池水位高报警由调拨矿渣水泵把渣水抽到南面集水池系统；反之南面集水池系统液位高报警通过新设立的提升泵平衡液压刀闸阀和管道送入北面集水池确保系统零排放。

2.6 在热水池、集水池上方安装有行车，装配抓斗时，可以根据系统运行情况，定期清除水池内沉淀的细渣，保证整个渣水回路中细砂可持续机械性排出，减少了管道、阀门、水泵等设备的磨损和阻塞，延长了设备使用寿命。

2.7 由于冲渣水系统中细砂和浮渣的减少，集水池和热水池仅需在系统年修或铁水沟维护时集中清理，维护工作量显著减少，降低维修陈本。

3 使用效果及缺陷

2013年3月27日，我厂委托技术中心对我厂各渣系统水质指标进行检测，主要检测项目为总残渣，检测结果如表1所示。

表1：炼铁厂渣系统水质指标检测表

从表中可以看出，2#炉渣系统水质最好，且远远优于其它高炉水质，冲渣水质好，相应的设备损耗就较小，维修费及备件费用均大大降低。

深水粹渣工艺的实现，使得提升泵、供水泵的开泵数量各减少1台，仅此一项，每年可节约用电约387万KWh。产生了很好的经济效益和环保效益。

因场地、投资等方面的限制，原有的蒸汽回收系统被取消。冲渣产生的蒸汽中，含有一定的二氧化硫、硫化氢等有害气体，造成围钢结构等附属设施腐蚀严重，环境恶劣。同时，大量的蒸汽直接排放到空中，造成冲渣水的大量流失，增加了吨渣水耗，提高了系统补水成本。

由于INBA渣处理系统在炼铁厂首次使用，因此在新工艺的技术消化和精细管理方面还存在一些不足，如在气水介质参数、变频节能运行等方面未能实现最优控制，使得该系统的各项性能未得到最大的发挥。

4 结语

在2#高炉渣处理系统设计中，结合我厂在明特法和嘉恒法的使用改造检验，在传统INBA工艺上进行了相应的优化，对热水和细渣处理系统进行了大胆的创新改造，使得改进型INBA渣处理系统更贴近生产，渣处理效果好，水质清，设备系统运行稳定，维修及备件费用降低，取得了很大的成功，多数改进方案开创了INBA工艺的先河。

在大体上取得成功的前提下，还有很多细节部分存在不足之处，需要在今后的生产、维护中不断的改进和提高。

参 考 文 献

1   齐守信，INBA法水渣处理装置及其应用[J].宝钢技术，1992，（3）.

2   陈飞舟，现代高炉新INBA水冲渣系统探讨[J].钢铁技术，2006，（5）.

3   王笏曹，钱平，邹德才等，钢铁工业给水排水设计手册[M],北京：冶金工业出版社，2002.1.

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