消除宝钢四高炉水渣吹制箱蒸汽返冒.docx

消除宝钢四高炉水渣吹制箱蒸汽返冒中冶宝钢技术服务有限公司炼铁车间4BF水渣QC小组一、小组简介课题名称：消除宝钢四高炉水渣蒸汽返冒；小组名称：炼铁车间4BF水渣QC小组；成立时间：2005年12月；课题类型：现场型；注册编号：XLS-LT-06-001；注册时间：2006年1月；活动时间：2005年12月2006年8月。姓 名年龄学历职务职称工龄小组内职务朱解华45大专主 操22辅导员张 龙38大专生产作业长15组 长周福根28技校白班管理7统计员王 伟37技校班 长14组 员张 良37技校班 长16组 员王豪杰39技校班 长16组 员甘秀伟24中专班 长5组 员孙进兴39高中设备点检18组 员平均接受质量教育36h二、事件背景：目前炼铁高炉炉渣处理方法只有两种，一种是放干渣，一种是冲水渣，放干渣的经济效益很差，所以以冲水渣为主。冲水渣就是用一定压力和流量的水，使液态的熔渣变成均匀的颗粒状水渣。水渣处理工艺有三种：一种是拉萨法，工艺落后，频临淘汰；一种是老因巴法，现在是主流工艺；一种是新因巴法，新因巴法是在老因巴法的基础上增加了一套冷凝装置，把含硫的水蒸气进行回收利用，是当前世界上最新的水渣处理工艺。这三种处理工艺在宝钢炼铁厂都有存在，一号高炉使用的是拉萨法水渣处理工艺；二、三号高炉使用的老因巴法水渣处理工艺；四号高炉使用的新因巴法水渣处理工艺。工艺流程如下：水水渣渣水混合物熔渣转鼓皮带成品槽集水箱热水槽冷却塔循环泵P卡车P冷却泵P粒化泵吹制箱冷凝泵P冷凝塔渣水斗（图一）4BF水渣处理工艺流程图其整个流程是这样的：高炉熔渣与铁水分离后经熔渣沟进入渣水斗，水渣冲制箱喷出高速水流使熔渣水淬冷却，形成泡渣，渣水一起跌落在渣水斗下部，使炉渣进一步淬化，形成颗粒状水渣，水渣经斗底部下水口和上部溢流口流入水渣分配器后，分配器将渣水均匀地分布后经缓冲槽进入脱水转鼓中，渣水经脱水转鼓过滤和脱水，渣经皮带输送到成品槽，在成品槽进一步脱水后排放到卡车上运走。过滤的水经集水池溢流到热水池经热水泵输送到冷却塔上部经冷却风机冷却后落进冷水池，冷却后的水再有粒化泵打入吹制箱进行冲渣，循环利用。三、选题理由四高炉水渣系统投产于2005年4月27日，自投产以来，设备运行非常稳定，设备运行在设计范围内时（设计范围：最大渣流速度8.0 t/min，一分钟内峰值流速10.0 t/min。）南、北场水渣系统都没什么问题，但当渣量超过10吨时南场水渣系统吹制箱蒸汽反冒严重，有时会把泡沫渣和熔渣一起返吹到炉台上，让人见了非常害怕，常常弄的炉前紧急堵口，虽说是超过了设计范围，但同样的渣量北场却没有问题，不能不引起我们的思考。大量的蒸汽涌向炉台，蒸汽既有腐蚀性，又影响视线，夹带的泡沫渣和熔渣很容易伤到人，蒸汽聚集过多来不及放散时还会造成吹制箱爆鸣，具有极大的安全隐患不良影响。宝钢炼铁厂高炉分厂在早会上也多次提到这个问题，彻底解决4BF南场水渣吹制箱蒸汽反冒现象事在必行。为此，QC小组选择了此课题。下面是蒸汽返冒“烟雾缭绕”的景象：（图二）蒸汽返冒的景象四、现状调查：首先让我们来了解一下因巴水渣处理工艺渣水斗处的工作原理。在传统老英巴法水渣处理工艺中熔渣水淬进入渣水斗后，大量的蒸汽沿渣水斗上部的烟囱外排到大气中，含硫蒸汽外排不但浪费了水资源，而且污染环境。新因巴法水渣处理工艺是在老因巴法水渣处理工艺的基础上增加了一套冷凝装置，把含硫的水蒸气进行回收利用，它的独特之处就在于冷凝塔内，塔内基本结构见（图三）所示，冷凝塔的下部叫渣水斗。通过调节下水口的大小使渣水斗内液面保持一定高度，液面高度刚刚淹没吹制箱防护罩为宜。当冲渣时水渣和蒸汽随强大的水流冲进液面，翻越吹制箱防护罩进入渣水斗，渣量小时渣水从下水口处流走，渣量大时，随着液面上升，渣水翻越溢流口流走。蒸汽在上升过程中，遇到冷凝塔上部喷淋下的冷水凝结成水滴随冷凝水一起通过接水器流走。从而保证了含硫水蒸气的不会外排到大气中，同时完成了水蒸气的回收利用。液 面吹制箱防护罩吹制箱溢流口下水口栅 格蒸汽（图三）新因巴法水渣处理系统冷凝塔内结构我们通过详细的调查发现渣量在10吨以下时，渣水斗内液位在3.1米左右，南、北两套都很正常；北场渣量10吨14吨时，渣水斗液位在3.1米3.3米，蒸汽反冒现象基本没有；南场渣量10吨14吨时，渣水斗液位在3.1米3.5米，蒸汽反冒现象从少量到大量，到严重。下面分别是2005年8月至12月期间水渣南北场蒸汽返冒现象的调查情况：南场吹制情况：序号日 期渣量(t)液位(m)现 象18月11日113.25少量蒸汽返冒29月15日123.32大量蒸汽返冒310月18日133.35大量蒸汽返冒411月24日143.49蒸汽返冒严重,并带有泡渣飞出北场吹制情况：序号日 期渣量(t)液位(m)现 象18月10日113.15无蒸汽返冒29月15日123.19无蒸汽返冒310月19日133.20无蒸汽返冒411月25日143.25出现极少量蒸汽液位渣量曲线：五、制定目标：通过现状调查后小组制定了“消除南场吹制箱无蒸汽返冒”的目标。小组成员技术力量雄厚，现场工作经验丰富，再加上部分小组成员有参加其他QC活动项目的成功经验和有多年从事水渣工艺工作的辅导员加盟，北场不存在蒸汽返冒现象，只要找到它们的不同之处，问题就一定能够解决。六、原因分析和论证：由以上调查我们得出了这样的结论：蒸汽返冒现象与渣量的大小关系不大，而与渣水斗液位的高低关系密切。当渣量大时渣水斗液位上升过快，从而淹没吹制箱防护罩过多，渣、水和蒸汽无法翻越吹制箱防护罩，被防护罩弹了回来，才造成了蒸汽返冒，大时还夹带了泡沫渣和熔渣返吹到炉台上。了解了新因巴水渣处理工艺冷凝塔内部结构、工作原理和得出了蒸汽返冒现象与渣水斗液位的高低关系密切的结论后，下面我们来分析蒸汽返冒现象的原因。那么，引起渣水斗内液位高的因素有哪些呢？不外互这几个因素：1、渣水斗内进入杂物堵塞了下水口，造成下水不畅；2、下水口调节过小造成下水不畅；3、吹制水流量大造成渣水斗内液位高；4、溢流口过小造成下水不畅。通过和炉前大沟维护人员的沟通和我们在水渣冲制前的确认，排除了渣水斗内进入杂物堵塞了下水口，造成下水不畅从而引起渣水斗内液位高的原因。渣水斗内的下水口是可以调节的，冲渣时部分渣和水从下水口处流走，当渣量大时，大部分渣是通过上部的溢流口流走，在通过几次调节实验发现当渣量大时，其作用并不明显。因此也排除了下水口调节过小引起引起渣水斗内液位上升的原因。吹制水流量偏大的话会造成渣水斗液位高，因此通过计算把粒化泵皮带轮的直径由430mm增大到650mm，降低了粒化泵的转速，把冲制水流量由2450M3/h减小到了2160M3/h，通过改变后蒸汽返冒现象略有改善，但并不明显。吹制箱防护罩太低与液面高的原因是一样的，都会造成蒸汽返冒。因此在改变粒化泵皮带轮的直径效果不明显后，我们又将吹制箱防护罩制做成了可调节式，通过多次实验来确定防护罩的最佳高度。防护罩做成可调节式后，蒸汽返冒现象有明显改善，但有两个问题还无法解决。一就是4BF水渣用的是双吹制箱，当吹制箱切换时，需要重新进行确定防护罩的最佳高度；二就是在小范围内有效的，当渣量14吨以上时，效果不明显。对于溢流口的问题刚开始时并未考虑到。在改变了粒化泵皮带轮的直径和做了可调节式防护罩后，蒸汽返冒现象并没有彻底解决，然后才考虑到溢流口。4BF水渣分为南、北两套系统，生产工艺和参数完全相同，只是设备布局有所差别，通过对南、北场设备和图纸的对比、确认，发现渣水斗溢流口的大小有明显的不同，北场为2760mm1000mm左右，而南渣水斗溢流口长却只有2000mm1000mm左右。溢流口太小，大量的渣、水来不及溢流，就会造成液面，渣、水和蒸上升，渣量越大，液位上升就越多，从而造成蒸汽返冒，这应该是南场吹制箱蒸汽返冒的最主要的原因。南、北场渣水斗溢流口的尺寸分别见（图四）、（图五）。上溢流口宽度为2760mm（图四）北场渣水斗溢流口尺寸上溢流口宽度为2000mm（图五）南场渣水斗溢流口尺寸七、解决方法： 找出了原因，解决方法就很容易制定了。首先将南场渣水斗溢流口尺寸由原来的2000mm扩大到了2700mm，使它北渣水斗溢流口一样，同时溢流口保护罩和溢流方沟本体也相应的改变尺寸，以增大溢流口的出水量。改进后，因溢流口的变大，反而造成了渣水斗液位过低，致使防护罩不能浸入液面以下，蒸汽反倒从备用吹制箱处水冒了出来。因此， 把溢流口增高了50mm，提高渣水斗内整体液位，问题得到了解决。溢流口处理后南场渣水斗蒸汽返冒现象得到了彻底解决。溢流口改进前和改进后的实图分别见（图六）、（图七）：2000mm（图六）溢流口改进前的实图2000mm2700mm改进后为抬高液面，加高50mm 50mm（图七）溢流口改进后的实图八、效果检查：改进后，进行了3个月的效果检查与巩固，渣量在10吨以上时，渣水斗液位基本保持在3.35米以下，极端最高水位也不超过3.4米。当液位在接近3.4米时，仍有极少量的蒸汽出来，但夹带着泡沫渣和熔渣飞溅的现象已经没有了，可以说QC活动取得了成功。下面是2006年5月至7月南场吹制时的抽样数据。序号日期渣量液位（m）现象15月11日133.25极少量蒸汽冒出25月24日12.53.2无蒸汽冒出36月21日123.12无蒸汽冒出47月5日143.31少量蒸汽冒出（图八）溢流口改进后在11t时吹制箱的蒸汽情况九、效益：本次QC活动直接的经济效益并没有多大，但社会效益却不容忽视。1、含硫的蒸汽不再大量涌向炉台，消除了对炉前设备的腐蚀。2、消除了由于蒸汽返冒夹带的大量的泡沫渣和熔渣飞到炉前的现象，避免了对人员的伤害。3、也不会再因蒸汽聚集过多来不及放散造成的吹制箱爆鸣，保护了设备。4、树立了小组的良好形象，提高了信誉度；增强了员工创新意识和安全意识；提高了员工工作积极性和专业技能。5、得到了甲方高炉分厂的肯定。十、标准化：1、把吹制箱切换时需要重新进行确定防护罩的最佳高度纳入水渣生产操作规程， 2、渣水斗下水口的调节办法纳入水渣生产操作规程， 十一、下步打算：在四高炉水渣生产工艺中有一热水池，其水位的平衡是靠冷却总管回流管上的热水调节阀的开闭来控制的，在热水调节阀打开时，因冷却总管的压力下降造成冷却喷头易结渣、易堵塞。那么，如何既能保持水位平衡，又能保证冷却喷头不结渣、不堵塞，下一步将对此展