关键词：高炉 干渣坑 喷枪 可调
1.前言
炼铁厂2#高炉干渣坑是其水渣处理的重要部分，它是高炉炉渣处理的事故应急环节，是高炉炉渣处理的最后一道保障，当高炉嘉恒法出现故障无法处理炉渣时则需要通过放红渣的形式来进行炉渣处理。
高炉干渣坑处理炉渣就是将高炉红热状态下的炉渣（俗称红渣）通过沟道流入干渣坑，再经过喷淋冷却装置，将红渣水淬、冷却。待彻底冷却后再转运炉渣。
而在这个环节中起喷淋冷却作用的水枪尤为重要，一是要保证水枪吹水量足够大，二是要能够灵活调节，使水枪喷水能达到干渣坑任意部位。
2.干渣坑喷枪现状
2#高炉干渣坑原有喷枪36根，原有喷枪结构比较简单，无法调节出水量及出水角度，只能向单一方向进行喷水，这样无法满足生产运行中对干渣坑的需求，并且由于出水量、出水角度无法调节，使得工业水在一定程度上存在浪费情况。
3.系统的优化
为了满足现场红渣冷却的要求，根据现场情况分析，需要对干渣坑的喷枪进行优化设计，以满足对渣池任意位置红渣冷却的要求。
3.1改造方案的选择
由于现有的喷枪比较死板，不适合在其基础上进行改造，所以需要根据保证水枪吹水量足够大、能够灵活调节，使水枪喷水能达到干渣坑任意部位的原则，对喷枪进行重新设计。
3.1.1技术难点
由于是重新设计的图纸，如何通过设计提高喷枪的灵活性，使其使用时能够灵活调节出水量、出水方向角度成为改造的难点。
3.1.2 方案选择
要实现喷枪的各项性能大体有两种方案
① 通过电动或液压传动来控制喷枪机构，以实现出水量、出水方向角度的调节。
优点：可以快速的调节喷枪机构，无需现场操作。
缺点：需要在现场安装监视及信号反馈元件等大量辅助装置，工程量较大，成本较高。
② 通过手动调节喷枪机构，以实现出水量、出水方向角度的调节。
优点：可以根据现场情况对喷枪进行调节，且需安装的设备较少，方便改造后的喷枪快速投入运行中，成本也较低。
缺点：需要人工现场调节。
由于对喷枪的出水量、出水方向角度的精度要求较低，且人工调节下的工作量也不高，综合考虑现场需求及设备的运行维护，选择方案②作为喷枪改造的基本方案。
3.2喷枪图纸的设计
3.2.1 压力和流速的分析
在设计图纸之前，首先要根据现场的实际要求对喷枪的基本参数的范围进行讨论，使得压力和流量控制在满足现场要求的范围内。原有喷枪的压力为0.2MPa，无法满足需求。经分析讨论，将改造后的喷枪压力定为0.8MPa，流速定为5t/h。
3.2.2 喷枪材料的选择
喷枪的设计首先要根据喷枪的基本参数范围确定制作喷枪的基本材料，经分析常用材料Q235钢即可满足要求。
3.2.3 喷枪的结构设计
材料确定后，就要对喷枪的结构进行设计。
① 出水量可调
为了实现出水量可调，在喷枪与水管的连接处加入水阀。在需要调节时，人工调节水阀的开闭程度以调节水量的大小。
②出水方向角度可调
为了实现喷枪在方向上可调，需在喷枪垂直连杆的底部加上一个固定套筒装置，这样既使喷枪在垂直方向上固定，又使得其可旋转，从而实现方向上可调。
为了实现喷枪在角度上可调，在喷枪两连杆的中间加一个可伸缩的调节杆机构，从而实现喷枪在角度上可调。
最终确定喷枪的设计，如图2：
图2 喷枪装配图
改造后的喷枪出水量及出水方向角度可调，安装6根即可满足生产需求。
3.3喷枪的制作及安装
根据新设计的喷枪图纸，进行备品备件和材料的申请，在备品备件和材料回来后，依据图纸制作喷枪并安装。
由于干渣坑已投入运行，如何保证在不影响工作的前提下完成喷枪装置的安装及更换成为一项难点。
经过研究分析，确定其现场施工计划为：
①在干渣坑非工作时间，先拆除干渣坑的一个原有喷枪，并且将新制作的喷枪进行安装。
② 对新安装的喷枪进行一定时间的试用，确定其可以正常运行后，再将所有的喷枪在非工作时间内全部进行安装。6根喷枪均匀安装在靠近厂房相邻的两面围墙上，即可代替原有的36根喷枪，水流覆盖干渣坑全部区域。
干渣坑放水时均需人员维护，改造后每次放水时间缩短4小时，由于改造后的喷枪质量明显提高，则使得每次检修喷枪的更换次数降低，减少了维护人员的劳动强度。
4.总结
改造后的喷枪，使用时能够灵活调节出水量、出水方向角度，可以有针对性的对炉渣进行淋水冷却，在节约水量的同时减少了炉渣冷却后转运时的工作量。设备投入运行至今，状况良好，未发生安全事故。
该项目完成后，能够在很大程度上缩短维护和检修时间，能够有效地节约干渣坑的用水量，现在的用水量仅为过去用水量的1/6。在需要放红渣时可以有效的达到红渣冷却的目的，不会因为红渣处理不及时影响高炉生产，从而达到减少事故产生几率，使高炉生产更加安全稳定的目的。
论文作者:张红艳
论文发表刊物:《科技中国》2018年5期
论文发表时间:2018/8/10
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