孟凡雙，李建軍，曾宇，李林春

淵鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠袁遼寧 鞍山 114021冤

摘要：為了降低鞍鋼煉鐵水耗，分析了燒結工序和高爐工序的用水情況，通過采取溢流控制、用水點改造和提高濃縮倍數等措施，2018 年噸鐵消耗工業新水量和凈環水量與 2013 年相比分別降低了 0.134 m³ 和 2.174 m³，噸鐵成本降低了 2.384 元，節水實踐效果顯著。 

關鍵詞：煉鐵；高爐工序；燒結工序；水耗；節水

煉鐵工序是鋼鐵企業水消耗重點工序之一，其水耗是影響噸鋼水耗指標的重要基數。 鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠（以下簡稱煉鐵總廠）有2580 m³ 高爐4座、3200 m³ 高爐4 座、360 m²燒結機 2 臺、328 m² 燒結機 2 臺、265 m² 燒結機 2 臺、球團焙燒機 1 臺及與此配套的原料場和附屬系統。 2013 年煉鐵總廠工業新水用量約為943 萬 m³，噸鐵消耗新水量為0.581 m³；凈環水用量約為 11 391 萬 m³，噸鐵消耗凈環水量為7.02 m³。國內外鋼廠普遍的噸鐵新水和凈環水用量分別為 0.3 m³ 和 4 m³，相比之下，鞍鋼消耗比較高，為了降低煉鐵工序水耗，自 2013 年起，煉鐵總廠圍繞提高工業水循環率和新水重復利用率，采取了一系列降水措施，效果良好。 

1 煉鐵用水分析

在煉鐵工序中，原料的準備、燒結及高爐冷卻等生產過程都需要水系統的存在。煉鐵總廠燒結工序設立5 個供水系統，為燒結生產和設備冷卻供水；高爐工序設有10個閉路水站系統，為高爐冷卻系統供水。水的品種為工業新水和凈環水。

1.1 燒結工序

用水燒結工序有燒結機6臺、球團焙燒機 1 臺、燒結環冷余熱鍋爐 4 臺，劃分為5 個區域。各區域分別設立獨立的供水循環系統，供燒結工序各部設備冷卻及燒結混合料和生石灰加水，系統補水采用廠區凈環水。球團焙燒設立 1 套獨立的循環系統，供各部風機冷卻使用。環冷余熱鍋爐采用工業新水制水，冬季供廠區余熱蒸汽，新水消耗量大；夏季使用余熱鍋爐發電，冷凝水可循環利用。 

1.2 高爐工序用水

高爐工序冷卻水系統可分為以下幾部分：①軟水系統。主要包括高爐爐身冷卻壁、爐缸，熱風爐的熱風閥和爐頂齒輪箱冷卻，此系統采用閉路循環系統；②高壓凈環水系統。包括風口小套循環系統，爐頂打水槍供水和重力除塵器清灰打水；③低壓凈環系統。包括各部風機、液壓站冷卻水系統，高爐沖渣補水，轉鼓清洗水、軸封水等。

8 座高爐供水系統情況如下： 

（1） 2#、3#、4# 和5# 高爐區域設立爐缸水站和爐身水站，分別為相應高爐的爐身和爐缸供水，制水系統與爐身系統共用，軟水采用蒸發式空冷器冷卻。蒸發式空冷器主要冷卻方式為噴淋冷卻，水質一般為工業新水。在生產實踐中，為防止蒸發式空冷器管束結垢，采取不斷補充新水的方式。 

（2） 1# 和 11# 高爐區域設立爐缸水站和爐身水站，分別為 1# 和 11# 高爐的爐身和爐缸供水，制水系統與爐身系統共用，軟水采用板式換熱器冷卻。板式換熱器利用二次冷卻水冷卻，補水采用凈環水，補充蒸發的損失量。由于其冷卻方式為板式換熱器，蒸發損失量非常小，因此，此冷卻方式優于蒸發式空冷器。 

（3） 7# 高爐設置一套閉路水站系統，為整個高爐爐缸和爐身系統冷卻供水。 

（4） 10# 高爐爐身和爐缸采用一套冷卻系統，冷卻水經過爐身和爐缸后，由增設的加壓泵，送至風口小套和熱風爐，最終回到閉路循環系統中。當風口漏水時，轉換為高壓凈環水。高爐沖渣水主要采用凈環水，由于高爐溝頭水、渣倉攪拌水、軸封水、脫水器清洗水等水源在高爐沖渣時不斷進入沖渣系統，而沖渣消耗的水量為蒸發量和水渣含水量，其系統來水量大于沖渣過程中水的消耗量，因此，高爐沖渣水長期產生溢流。 

2 降低水耗的措施

2.1 溢流控制

煉鐵總廠沖渣水溢流水量比較大，為 500 m³ /h。針對沖渣水溢流問題，建立了獨立的循環系統，加強對系統的檢查，并實施日常定修排水申請制度，控制排水量和補水量。為了徹底控制沖渣水的溢流現象，采取以下措施。 

2.1.1 控制外來水源

為了減少沖渣水系統來水，對高爐溝頭水進行回收改造，把原進入沖渣水系統的溝頭水回收，排到高爐風口回水槽；停用渣倉攪拌水，控制軸封水、脫水器清洗水的用量；同時，高爐沖渣時開啟軸封水和清洗水，停止沖渣時關閉軸封水和清洗水；此外，關閉各處補水閥門，對不嚴的閥門進行更換。 

2.1.2 改進工藝流程

1#堯2#堯3#堯4# 和 5# 高爐原有茵芭系統中，所有溢流口的溢流都進入回收池，回收池中的水通過回收泵流入熱水池，導致沖渣水中的渣無法脫除。煉鐵總廠改進工藝流程， 把回收池中的水改為流入沖制箱，經沖制箱處理后，由脫水器脫出來的水再進入循環系統中，減少水中含渣量，減少補水。改造后高爐沖渣冷茵芭工藝流程如圖 1 所示。

10# 高爐的沖渣工藝無冷卻設施，水溫高袁需通過補水來降低水溫，從而使得系統水量增多需要外排。煉鐵總廠對其增加冷卻塔，降低沖渣水溫度，減少補水，進而減少外排水量。改造后10#高爐沖渣熱茵芭工藝流程如圖 2 所示。

11# 高爐沖渣工藝為粒化輪法，渣中含水量大，將其由粒化輪法改造為茵芭法，粒化泵改為變頻，使水量匹配，在大池中增加回收池，使用氣提泵把沉淀的細渣再次送到轉鼓進行脫水，減少水中含渣量，減少沖渣補水。改造前后 11# 高爐沖渣工藝流程如圖 3 所示。 

2.1.3 治理設備隱患

集中梳理設備缺項，對影響沖渣水溢流的設備問題進行整改，及時處理影響溢流的設備隱患，控制沖渣水的溢流問題。 

2.2 用水點改造

煉鐵總廠燒結系統用水相對獨立，每臺燒結機設計獨立供水循環系統，設備冷卻水回收并集中處理，循環使用。燒結工藝混合料加水、生石灰消化等消耗水也由此系統供應。燒結工序原補水采用工業新水，改造后采用工業凈環水，滿足系統消耗水需求，實現了燒結工序不使用工業新水（環冷余熱鍋爐除外）的技術改造目標。將余熱鍋爐制軟水過程中產生的濃水進行回收利用，供燒結工藝作為一部分添加水使用，減少燒結工序水耗。高爐系統的用水復雜，用水點分散，原冷卻水直排。改造后，將高爐爐頂齒輪箱冷卻水、爐前和爐頂液壓站冷卻水進行回收利用，建立獨立的循環小系統，系統缺水時補充就可以。同時，對爐前除塵風機、礦槽除塵風機冷卻水系統進行改造，實現冷卻水的回收、循環利用。 

2.3 提高濃縮倍數

濃縮倍數是循環水運行中的一項重要指標，濃縮倍數的大小將決定水的重復利用率大小和節水水平的高低。濃縮倍數越高，越能夠達到節水的目的，但為了保證水質，水中添加的藥劑量會增加，導致藥劑成本增加。煉鐵總廠循環水的濃縮倍數一般在 2 左右。通過控制水量損失，減少管道和閥門泄漏，減少空冷器飄灑，同時對各個系統的排污情況進行控制，提高水的串級使用和重復利用，循環水的濃縮倍數有所提高，達到 3 左右。工業新水和凈環水的使用量得到有效的控制。 

3 節水效果

采取上述措施后，煉鐵總廠工業新水用量呈逐年下降趨勢，凈環水用量呈逐年上升趨勢。2013~2018 年煉鐵總廠水量消耗情況見表 1。 

由表 1 可以看出，2018 年與 2013 年相比，燒結工序工業新水用量降低了 92.08 萬 m³，由于燒結工序使用凈環水代替工業新水，凈環水用量有所增加；高爐工序工業新水用量降低了156.73 萬 m³，凈環水用量減少了2 869.39 萬 m³；煉鐵總廠噸鐵消耗工業新水量和凈環水量分別降低 0.134 m³、2.174 m³，噸鐵成本降低了 2.384 元。 

4   結語

鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠自 2013 年采取溢流控制、用水點改造和提高濃縮倍數等降低水耗的措施以來，高爐工序和燒結工序的水量消耗不斷降低。與 2013 年相比，2018年噸鐵消耗工業新水量和凈環水量分別降低了0.134 m³ 和 2.174 m³，噸鐵成本降低了2.384 元，節水效果顯著，取得了良好的經濟效益，對鋼鐵企業開展節水和減排治理具有借鑒意義。