中冶京诚自主研发环保底滤高炉炉渣处理工艺

中冶京诚自主研发环保底滤高炉炉渣处理工艺

环保底滤高炉炉渣处理工艺是中冶京诚工程技术有限公司（以下简称“中冶京诚”）自主研制开发的一种经济、环保、省地的新型炉渣处理工艺。通过准确把握市场需求和技术发展方向，中冶京诚组织研发团队，对现有各种型式的炉渣处理工艺进行了深入、系统的调查研究，以全新设计理念，将各种炉渣处理工艺的优点进行集成，并克服其缺陷和不足，获得了系统性创新成果。目前已获得2项现行有效国家专利，具有完全自主知识产权，且所有专利技术和专有技术均在不同工程中得到应用。实践证明，环保底滤高炉炉渣处理工艺与其它工艺相比具有炉渣粒化效果好、渣水分离好、占地面积小、系统投资低、运行成本低、系统故障率低、环境友好等优点，是一种性价比最高的高炉炉渣处理工艺。

环保底滤高炉炉渣处理工艺发展历程

底滤法高炉炉渣处理工艺由中冶京诚首创，1979年首次在天津铁厂应用，该技术于1983年获冶金部科技成果四等奖，之后在几百座高炉上得到推广，为中国钢铁事业的发展作出了巨大的贡献。中冶京诚技术专家并没有满足于已经取得的成绩，而是针对该工艺存在的一些缺点和不足，不断进行改进和优化，从该技术诞生至今30多年间，经过几代研发人员的不懈努力，底滤法高炉炉渣处理工艺经过了4个发展阶段，详见表1。

目前，该工艺已经发展成为环保型底滤法炉渣处理工艺，自2007年推出以来，倍受广大业主的青睐，已经在国内多个级别的高炉上得到应用，而且在国外的一些工程中也得到了众多业主的认可。环保底滤高炉炉渣处理工艺正在以其优越的性价比大踏步走向市场，走向中国乃至世界的钢铁产业。

表1 底滤法炉渣处理工艺的发展过程

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时间 首创技术 用户

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1975年 第一代底滤法高炉炉渣处理工艺 天津铁厂

1986年 第二代底滤法高炉炉渣处理工艺 唐山钢铁公司

1995年 第三代底滤法高炉炉渣处理工艺 梅山钢铁公司

2007年 第四代环保底滤法高炉炉渣处理工艺 江阴兴澄特钢

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环保底滤高炉炉渣处理工艺技术特点

中冶京诚自主研发的环保底滤高炉炉渣处理工艺具有如下特点：

◆炉渣粒化效果好

高炉冲渣方式有冲渣沟冲渣和粒化塔冲渣两种，环保底滤法采用粒化塔冲渣，与冲渣沟冲渣相比该方法具有节约用水、粒化效果好、安全性高等优点。

粒化塔是一个圆柱形筒体，熔渣沟通过粒化塔的入口装置伸入到粒化塔内部，熔渣沟端头下方设置一个粒化器，粒化器喷出的高速水流将从熔渣沟内流出的熔渣迅速击碎，起到粒化和初步冷却的效果；然后渣水混合物落入粒化塔下部，粒化塔下部有大约2m高的安全水位，该水位将上部落下的渣水混合物进一步冷却，也就是说粒化塔冲渣除了冲制粒化外还有一个浸泡的过程，所以水渣的玻璃化率较高，质量较好。

粒化器是炉渣粒化的关键设备之一，中冶京诚根据多年的经验积累，设计出了适合于不同工况条件下的粒化器，保证最优的出水速度和水流分布，以达到最优的粒化效果。

冲渣水的温度、压力及水量是决定水渣质量的几个关键参数，如果这几个参数选择不好可能会冲渣生成大量的泡沫渣、渣棉或者是大块渣等不利于进行渣水分离的渣子，即使是生成

粒度合适的水渣，也有可能成色较差，不利于进一步深加工生产水泥的原料添加剂超细粉。中冶京诚根据多年的理论研究和实践经验总结出了一套既经济又合理的参数，能够在确保水渣质量的同时，做到省水省电。

◆过滤效果好

炉渣粒化完成后，下一步进行渣水分离，评价分离效果的因素主要有：渣中含水量和水中含渣量。

渣水分离后，如果渣中含水量大，会造成大量的冲渣水随水渣进入到水渣堆场或进入到超细粉生产车间的原料场，这样既会造成大量的水资源浪费，又会增加超细粉生产的成本。环保底滤工艺采用鹅卵石作为滤层骨架，利用水渣过滤水渣，而且采用无水冲渣、无水抓渣，保证渣中含水量非常低，在抓渣及水渣运输的过程中几乎没有冲渣水外流，见图1。

水中含渣量是指过滤后的冲渣水中悬浮物含量，如果悬浮物含量太高，就会使系统中的管道和阀门磨损严重，系统故障率非常高。有的业主为了提高系统的寿命，往往采用渣浆泵和耐磨管道。渣浆泵效率较低，系统电耗较高，另外也会造成系统投资增加。环保底滤工艺，对滤层进行了优化，过滤后的冲渣水清澈见底，对系统管道和水泵的磨损非常小，所以采用清水泵和普通钢管就能满足生产要求，既降低了系统投资又节省了运行成本。表2是过滤池过滤后的冲渣水水质，可以看出悬浮物含量非常低，几乎没有。

◆环境友好

环保底滤工艺采用冷水冲渣，大大减少了冲渣过程中产生的蒸汽量。同时，采用粒化塔冲渣，亦可对冲渣过程中产生的蒸汽进行收集，然后集中排放，因此，极大地改善了炉前环境。 此外，由于过滤池过滤效果较好，渣中含水量少，并采用无水抓渣，所以，杜绝了传统底滤法过滤池周围冲渣水到处流淌的现象。

◆节省资源、能源

底滤法炉渣处理工艺占地面积小，可大大节约土地资源。过滤池的过滤速度，是底滤法高炉炉渣处理工艺中最为关键的参数，如果将过滤池的滤速增加一倍，过滤池的面积就可减少一半。在土地资源越来越紧缺的情况下，能否减小占地面积就成为决定渣处理工艺生命力的关键因素。

针对这种情况，中冶京诚进行了深入研究，借鉴了自来水厂等其它工艺的经验，对过滤池的滤层进行了优化和改进，在保证过滤后的冲渣水清澈见底，几乎没有悬浮物的前提下，使过滤池的滤速大大提高，过滤池的面积也大大缩小，根据对目前几种工艺总体占地面积的比较，环保底滤工艺占地面积最小。

底滤法炉渣处理工艺省电、节水效果明显，由于采用清水泵，选用比较经济的冲渣水量，同时采用非设备过滤，使其电耗大大降低，大约是其它工艺的一半。

◆专有冲渣沟阀门操作安全

冲渣沟阀门是过滤池过滤与抓渣之间的切换设备。当过滤池进行过滤工作时，将冲渣沟阀门打开；当进行抓渣或检修时，将冲渣沟阀门关闭。所以要求阀门必需关严，尤其是工人在其余过滤池还在工作时进入某一个过滤池内进行检修时，必须要保证阀门关严，以确保工人的人身安全。中冶京诚开发了具有自主知识产权的冲渣沟阀门，通过液压驱动或电液推杆驱动，能够保证阀门关闭时滴水不漏。

表2 过滤池过滤后的冲渣水水质

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水 pH 电导率 总硬度 Ca2+ Mg2+ 总碱度 Cl‐ 悬浮物

样 μs/cm mg/L（CaCO3） mg/L mg/L mg/L（CaCO3） mg/L mg/L

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1# 6.51 2280 837.07 283.08 63.27 53.04 277.13 未检测出

2# 6.52 4440 2091.47 597.17 291.65 79.56 561.69 未检测出

3# 6.54 2270 1037.99 325.73 109.13 148.52 287.03 0.03

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环保底滤高炉炉渣处理工艺创新成果应用

环保底滤高炉炉渣处理工艺于2007年首次在江阴兴澄3200m3高炉上得到应用，该高炉于2009年9月投产，冲渣水量～1800m3/h，冲渣水温度～40℃，系统运行过程中蒸汽量非常小，过滤池过滤效果非常好，抓出的渣几乎是“干渣”，完全达到了设想的设计效果。随后该工艺陆续在天钢1080m3高炉、天管1080m3高炉、新冶钢1780m3高炉、津西钢铁厂1080m3高炉等多座高炉上得到应用。其中津西钢铁厂1080m3高炉和天管1080m3高炉也分别于2009年9月、2009年12月投产，运行情况也非常好，得到了业主的广泛好评。

环保底滤高炉炉渣处理工艺技术研发团队

中冶京诚在炉渣处理技术方面一直坚持经济、可靠、环保的原则，对底滤法炉渣处理工艺不断进行优化改进，成立了以主任工程师殷宝铎、吕宇来、李学金，教授级高级工程师、技术A岗林杨为核心的环保底滤技术研发团队，集中了炼铁、给排水、电气等各专业的优势力量，通过理论分析，借鉴水处理厂的先进经验，工厂实验及生产数据的分析等方法，对环保底滤技术进行了深入研究，形成了系统性的创新成果，得到了业主的广泛认可。

目前，中冶京诚环保底滤技术研发团队正在进一步研究高炉炉渣深加工工艺，尤其是矿渣微粉的研究工作已经取得了一定的进展。利用自身优势，为广大业主提供环境更加友好、投资更加低廉、运行成本更低、附加值更高的高炉炉渣处理及配套深加工工艺是中冶京诚环保底滤技术研发团队不断追求的目标。