板框压滤机应用转炉OG泥的技术

宁钢转炉OG泥压滤机现况介绍

宁钢OG泥处理流程简介

宝钢集团宁波钢铁有限公司拥有450万吨炼钢产能。炼钢烟气除尘采用湿法（OG）工艺，其烟气除尘水循环过程中会产生大量的污泥,该污泥固体成分含铁量达50%左右，是很好的烧结和炼钢原料,称为粗颗粒和OG泥。现宁钢月产生OG泥和粗颗粒月10000t，其中OG泥8000t。

来自炼钢烟气除尘浊循环水系统一文、二文的排水流至粗颗粒分离机，去除较大的颗粒。然后再流入斜板沉淀池沉淀，出水（悬浮物≤100mg/L）流入热水井，再经冷却后回用。斜板沉淀池下部泥浆由螺旋输泥机将污泥经排泥沟排入泥浆调节池，搅拌后由泥浆泵加压送至板框压滤机进行脱水处理。

宁钢OG泥板框压滤机现况

宁钢OG泥脱水使用6台橡胶滤板板框压滤机，设备于2003年到货，2007年安装运行至今。现设备维护不佳，锈蚀严重，橡胶滤板老化、变形、自动控制系统失效。造成操作困难，运行周期增加，OG泥饼含水率偏高，经常喷泥，车间环境差。为了满足生产需求并保证OG泥转运“不落地、不滴洒、不粘车”，急需进行技术改造。

1.1 宁钢OG泥板框压滤机改造的初步形成

初步形成了两种改造方案：

“橡胶滤板改进方案”，利用原有设备进行改进。

“更换增强聚丙烯滤板方案”，原计划只更换滤板，试验中发现因增强聚丙烯滤板要求的液压锁紧力远高于橡胶滤板，易喷泥。必须整体更换新的增强聚丙烯滤板压滤机。

针对两种改造方案进行了进一步调查和论证。

国内OG泥压滤机现况调查

国内OG泥用途及脱水要求

对6家钢厂进行了调研。OG泥用于压球（转炉回用）和外卖时，要求含水率20%以下。OG泥脱水后均不能达到20%以下，除杭钢使用蒸汽烘干外，其余采用晾晒方式，详见表1。

表16家钢厂OG泥用途及处理方式调查

钢厂	转炉产能	OG泥产量t·月–1	处理方式
宁波 钢铁	3×180t	8000	脱水后自卸车运到堆场，自然晾干，部分压球用于转炉、其余用于烧结、外 卖
杭州 钢铁	4×50t	3500	脱水后的OG泥进一步采用蒸汽烘干，含水率可控制在20%以下，回用、外 卖
潍坊 特钢	2×120t	3500	脱水后的OG泥自卸车运到堆场，自然晾晒1个月左右送烧结进行混矿
青岛钢铁	2×80t	3000	部分未脱水的OG泥用罐车送烧结，用泵打入滚筒混料。 脱水的OG泥用自卸车运到堆场，自然晾晒1个月与除尘灰混合送烧结混矿
宝钢不锈钢	2×120t	4000~5000	脱水后OG泥送晾晒堆场（约5000㎡），部分加工压球用于转炉，其余外卖
韶钢	3×120t	6000	脱水的OG泥送加工场地（约1500㎡），晾晒后压球约2000~3000吨/月送转 炉，用于烧结、外卖

国内OG泥板框压滤机分类

目前国内OG泥脱水除柳钢采用离心机、梅钢等采用真空脱水机外，主要采用板框压滤机。国内OG泥板框压滤机依据技术含量和产品档次主要分以下四类，见表2。

表2国内主要OG泥板框压滤机分类

OG框压滤机种 类	代表钢厂	设备特点	含水率指标	投资及运行成本
普通增强聚丙烯 滤板压滤机	杭州钢铁	使用厂区管网空气，压榨力6公斤，液压锁紧力 20MP	35%以下	低
橡胶滤板压滤机	青岛钢铁、潍坊特钢	使用厂区管网空气，压榨力3.5公斤，液压锁紧力 9MP	30%左右	较低
高压榨力增强聚丙烯压滤机	武汉钢铁	在普通增强聚丙烯滤板压滤机基础上增设压榨系统，压榨力16公斤；高强度聚丙烯滤板；液压锁紧 力25MPa	30%以下	较高
进口增强聚丙烯 压滤机	宝钢不锈钢	日本产HJMF-1B-A型。使用厂区管网空气，压榨力 6公斤；液压锁紧力20MPa	28%(实测)	高

2.3 三家OG泥板框压滤机使用情况调查

对“橡胶滤板改进方案”和“更换增强聚丙烯滤板方案”的样板厂杭州钢铁、潍坊特钢、青岛钢铁进行调查。调查情况见表3。

表3两种改造方案的样板厂现况调查

项目	杭州钢铁	潍坊特钢	青岛钢铁
转炉产能	4×50t	2×120t	2×80t
滤板材质	增强聚丙烯	两片橡胶板内夹钢板	整块橡胶内包钢板
台数	6台	6台	4台
滤板尺寸	1000×1000mm	1000×1000mm	1000×1000mm
滤室容积①	0.95m3	1.55m3	1.55m3
生产周期	1小时	1小时	1小时
空气压力	0.6MPa	0.35MPa	0.35MPa
液压压力	20MPa	9MPa	9MPa
泥饼含水率	30~35%	30%左右	30%左右
滤板寿命	2~3年	2年	2年
运输方式	利用蒸汽烘干，含水率降至20%以 下后用汽车运输	汽车运输	汽车运输

①滤室容积计算：(A-B)×（A-B）×C×DA:滤板外形尺寸B:滤板密封面尺寸C:泥饼厚度D:滤板数量。

3 调查分析

进口聚丙烯压滤机和国产高压榨力聚丙烯压滤机设备配置较高，投资较大。但只能较普通压滤机降低含水率2、3个百分点，不能直接达到20%以下。

杭州钢铁等3家钢厂结合本厂实际，选择了投资和运行成本较低的压滤机，可以满足炼钢生产运行和OG泥运输的要求。

橡胶耐酸碱、弹性好，但不适用于高温，且易老化；增强聚丙烯耐酸碱、耐高温，重量小且使用时间较长，但无弹性。由于橡胶滤板具有弹性，其更易控制含水率，且泥饼厚度较厚。滤板尺寸、数量相同条件下，增强聚丙烯滤板价格较低，但处理量（滤室容积）较橡胶滤板压滤机减小1/3。

4 宁钢OG泥板框压滤机技改方案的确定

宁钢OG泥板框压滤机改造不求新（高压榨力压滤机在普通增强聚丙烯滤板压滤机基础上增设压榨系统，压榨力16kg；对滤板强度要求高，见图1），不求洋（进口压滤机投资更大）。选择最适用于宁钢产线的设备配置。满足炼钢生产运行和OG泥运输要求既可。

图1高压榨力增强聚丙烯滤板压滤机配置

宁钢两种改造方案各有利弊，橡胶滤板压滤机更适合宁钢。详见表4、表5。

表4宁钢两种技改方案的对比

压滤机选型	优点	不足
更换增强聚丙烯滤板方案	滤板使用周期较长，运行费用较小。	改造后较原设计产能减少1/3，不能满足宁钢现行生产需求。 技改整体设备更换，投资较大。
橡胶滤板改进方案	满足宁钢现行生产需求（6台压滤机改造后可5用1备）。技改充分利旧，投资较小。 宁钢操作、维护经验丰富。	滤板使用周期较短，运行费用略高。

表5宁钢两种改造方案的设备参数比较

滤板 材质	滤板尺寸 /mm	过滤面积 /m2	滤室容积 /m3	滤饼厚度 /mm	运行周期 /h	电功率 /kW·台–1	压榨压力 /MPa	压紧压力 /MPa	含水率
橡胶滤板	1250×1250	160	3.2	40	1	5.5	0.35	9	30%以下
增强聚丙烯 滤板	1250×1250	140	2.1	30	1	6.6	0.6	25	35%以下

5 技术改造内容

针对OG泥压滤机现行问题，进行了技术改造，详见表6。技改投资较“更换增强聚丙烯滤板方案”节省40万元，实测含水率28.8%。

表6宁钢OG泥板框压滤机技改主要内容

现行问题	改造方案
滤板骨架钢板材质Q235，强度低，易变形	更换为更高强度的Q345钢板
原压滤机无接水盘，两块滤板之间渗漏的水和泥浆直接流入泥 斗，导致含水率增高	增设接水盘，接水盘的开关与自动拉板开关进行联锁控制，见图2
进泥管无反吹装置，使得进泥管内的泥水无法清除，卸泥时直 接流入泥斗中	增设进泥管反吹装置
出水嘴为承插式，较细、较短	加粗、加长，增加出水量，减少堵塞几率；与橡胶滤板采用罗口连接，不易漏水和 脱落，更换方便
电控箱及箱内电气元件锈蚀严重，无法实现自动控制功能	更换电控箱及箱内电气元件，更新PLC程序。实现自动进料、中心反吹、隔膜压 榨、自动接液翻板、自动拉板，并可自由切换手动自动操作
原设计6台板框压滤机的滤后水汇总于一根管道排放，需将6 台设备全部停止才能清通管道	滤水温度高，管道易腐蚀结垢。将6台板框压滤机的滤后水管道单独排放，以便于 管道结垢清通

 

图2增设接水盘示意图

6 延长橡胶滤板使用寿命的方法

橡胶滤板的主要缺陷是使用寿命略短，以下方法可提高橡胶滤板的使用寿命。

选用橡胶技术的新成果，科学配方，提高橡胶滤板的韧性和耐油、耐酸碱、耐高温、耐疲劳、抗老化性能。

橡胶滤板采用整体硫化成型工艺。橡胶滤板结构为两片橡胶隔膜中间夹一层钢板，原设计采用螺栓和法兰固定，钢板不密封易腐蚀，橡胶隔膜易撕裂。现设计骨架钢板被橡胶整体包裹硫化，橡胶隔膜边为硬质橡胶，内部为软橡胶，板框既有硬度又有弹性，密封性好。钢板不易腐蚀，橡胶隔膜不易撕裂。

规范生产操作和设备维护规程。进料压力不得超过0.6MPa（3~0.6MPa），防止进料速度过快，防止进料孔堵塞；充气鼓膜压榨力不得高于0.4MPa（0.3~0.4MPa）。

7 结语

目前国内OG泥脱水一般采用板框压滤机，含水率35%以下，运行维护较好的在30%左右。采用进口或高档国产压滤机投资大，仅能较普通压滤机降低含水率2、3个百分点。OG泥用于压球（转炉回用），要求含水率20%以下，任何板框压滤机均无法实现。因此，应根据本厂实际情况和性价比，选择最适合的OG板框压滤机。

橡胶滤板弹性好。相同条件下，橡胶滤板较增强聚丙烯滤板更易控制含水率，且泥饼厚度较厚，产量较大。

提高橡胶滤板使用寿命的方法包括通过科学配方，提高橡胶韧性和耐疲劳性能；采用整体硫化成型工艺，提高密封性能，防止骨架钢板腐蚀；规范生产操作和设备维护规程。

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