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转炉粗灰回炉的概述和相关设备

发布时间：

2026-09-29

转炉粗灰回炉的概述和相关设备

转炉是钢铁冶炼生产中的核心主体设备，炼钢吹炼过程中会持续产生大量高温、高浓度含尘一次烟气，具有粉尘量大、连续性强、颗粒硬度高的特点。转炉一次干法除尘系统作为保障转炉安全生产、环保达标及煤气回收的关键配套系统，承担着烟气降温调质、粉尘净化、尾气达标排放及煤气回收利用的重要功能，其运行工况直接决定整条炼钢生产线的稳定性与经济性。

在整套一次除尘系统中，输灰设备是不可或缺的终端核心设备，主要负责蒸发冷却器粗灰、静电除尘器细灰的连续输送与归集工作，是保障除尘系统形成完整闭环运行的关键环节。除尘系统所有捕集的粉尘均需依靠输灰设备及时外排转运，若输灰设备工况不稳定，出现堵灰、漏灰、输送中断等故障，会直接造成灰斗积灰淤积，引发除尘器极板积灰、烟道堵塞、除尘效率大幅下降等一系列问题。

输灰设备的连续稳定运行，直接关联转炉除尘效果、环保指标、煤气回收质量及设备安全。一旦输灰系统失效，不仅会造成现场粉尘超标、环境污染，还会迫使转炉降负荷生产甚至停机待修，严重影响冶炼节奏与生产效率。因此，输灰设备的可靠运行是保障转炉一次除尘系统及转炉主体长期、高效、连续生产的核心基础，对钢厂稳产、降耗、环保及安全生产具有至关重要的作用。

除了上述的蒸发冷却器香蕉弯粗灰输送设备（常见的为YDMS640型），静电除尘器细灰输送设备（常见的为YDMS640型、YDMS900型刮板机、NE50斗提机、YJS350粉尘加湿机等），输灰设备还是粗灰回炉工艺的关键设备，以下对粗灰回炉的原理、经济性、已经常用设备进行大概介绍。

一、转炉粗灰回炉工艺概述

1.1 粗灰的来源与特性

转炉干法除尘（LT 法）系统中，烟气经蒸发冷却器（EC）降温沉降产生的粉尘称为粗灰，经静电除尘器（EP）收集的称为细灰，二者统称转炉一次灰。

项目	粗灰	细灰
产生位置	蒸发冷却器底部	静电除尘器
铁含量 (TFe)	59%~89.94%	~43.5%
密度	~1.3 t/m³	~0.66 t/m³
粒度	较粗，金属颗粒为主	较细，平均～120μm
吨钢产生量	~20 kg/t（总灰量）	占比更大

粗灰含铁量高、粒度粗，直接回炉无需造球，是最经济的回收方式。转炉粗灰含有较高铁、钙等有价组分，直接外排造成铁资源浪费；回炉替代部分铁矿石、石灰，降低原辅料消耗，提高金属收得率。还可以减少外购熔剂、含铁原料采购成本，同时降低固废外运、堆存处置费用，提升炼钢经济效益。粗灰属于炼钢固体废物，回炉就地消纳，减少固废堆存占地，抑制粉尘无组织排放，降低重金属、碱性灰渣渗滤污染风险，满足固废资源化政策要求。构建炼钢内部固废循环链条，提升厂区固废资源化水平，满足清洁生产、绿色工厂评审要求。

1.2 粗灰直接回炉工艺流程

主流工艺路线（粗灰直送）：

EC 灰斗卸灰：蒸发冷却器底部收集的粗灰，经气动插板阀 + 双层翻板阀间歇卸灰
机械输送：粗灰通过香蕉弯底部的YDMS640刮板机，汇合到出口溜灰管，进入 NE50 斗式提升机，垂直提升至储灰仓顶部
储灰称重：粗灰进入称重储灰仓，按冶炼节奏定量下料回炉
定量回炉：通过下料溜槽 / 加料系统，在转炉吹炼过程中定量加入炉内

粗灰回炉的工艺优势：

省去粉尘储存、外运、压块等中间环节
粗灰粒度粗、密度大，无需造球可直接入炉
含铁量高（可高达 89.94%），可作为冷却剂和铁质原料
冷却能力约为铁矿石的 0.85 倍，兼有化渣效果

二、粗灰回炉经济性分析

2.1 经济效益构成

粗灰回炉的经济效益主要来自四个方面：

表格

效益来源	机制说明	参考数据
回收铁资源	粗灰 TFe 60%~90%，替代废钢 / 矿石	每炉粗灰 500~700kg，多产钢水 255~357kg
减少固废处理费	省去灰渣外运、填埋 / 外售成本	省去储存、外运、压块环节费用
节能效益	干法除尘煤气回收热值提高	吨钢节水节电，蒸汽回收提升～55%
环保减排	减少扬尘、占地，降低碳排放	减排 CO₂约 13.3 kg/t 钢

2.2 投资与运行费用参考

项目	参考范围	说明
系统设备投资	140~200万/台	取决于转炉吨位、系统配置
吨钢运行费用	1.56~6 元	水、电、汽消耗 + 人工 + 维护
吨钢除尘灰回收量	15~25 kg/t 钢	含铁粉尘回收量
年经济效益（中型厂）	千万级	年产 100 万吨钢约 1300 万元
投资回收期	1~3 年	视投资规模而定

2.3 经济性关键测算逻辑

铁资源回收价值：粗灰含铁～60%~90%，按废钢价格～3300 元 / 吨计，每回收 1 吨粗灰可替代约 0.6~0.9 吨金属料
省去外运成本：原需外售 / 填埋的除尘灰，每吨可节省处理费用数十至上百元
化渣辅助效益：粗灰含 CaO 等成分，可减少石灰加入量，提高成渣速度和脱磷效果
注意事项：锌含量需控制 —— 当粗灰 Zn 含量 > 1% 时，回炉循环会导致锌富集，需定期外排处理

三、关键设备介绍

3.1 NE50 斗式提升机

NE 系列板链斗式提升机是粗灰垂直输送的核心设备，NE50 为粗灰回炉系统常用规格。该设备为板链结构，链条属于套筒滚子链系列，材质为35CrMo。这种链条有很高的抗拉强度，耐磨性好，运行速度低、平稳、噪音小。整机具有良好的密封性，使用寿命长，维护方便。该机适合间断或连续工作，自动张紧形式避免了非专用设备的频繁检修，在行业内口碑极好。在使用过程中我们优化了多种实用改进；如

■专利号：ZL2020218217983，《一种斗提机张紧装置》

■专利号：ZL 2020218204235，《一种尾部可全密封的斗提机》

■专利号：ZL 2020218204521，《一种输送机轴端密封结构》

该斗提机采用全封闭机壳，运行时无物料外泄，更多的采用双链型式；机尾采用自动张紧装置，保证提升链条在运行中始终保持适度张紧状态，使设备处于最佳运行状态；传动机构多采用硬齿面齿轮减速机，有轴装结构和滚子链条+链轮传动两种结构，形式各有优劣，另头部设有逆止器，防止设备逆转和过载。

NE50 主要技术参数：

工作原理：物料从底部进料口流入料斗，由板链牵引垂直提升至顶部机头，在头部链轮处旋转的离心力+重力作用下自行卸料，进入储灰仓。进料口位于尾部，采用流入式喂料，适合块状、颗粒状物料的垂直输送。

在粗灰系统中的作用：将 EC 灰斗卸出的粗灰从地面 / 低位垂直提升至高位储灰仓，实现粗灰的密闭输送，避免二次扬尘。

3.2 双层重锤翻板阀

双层翻板阀（又称双层锁风翻板阀、双层卸灰阀）是粗灰卸料系统的关键锁风设备。常安装于粗灰刮板机出口溜管处、储灰仓出入口处。采用上下两层交替开闭的优越结构方式，有效防止上下方气流窜通，维持系统的负压 / 正压环境，避免野风进入除尘系统影响抽风效果。

工作原理：

双层翻板阀由上下两层独立的阀板组成，通过气缸启闭，遵循"一闭一开"的交替原则：

上阀开启：上层阀板上积存一定量粗灰，物料重力压下上阀板，灰料落入中间腔体
上阀关闭：物料卸完后，重锤配重使上阀板自动复位关闭
下阀开启：中间腔体物料积累到一定量，压下下阀板，灰料排出
下阀关闭：重锤使下阀板复位，完成一个卸灰周期

核心功能 —— 锁风：全程始终有一层阀板处于关闭状态，有效防止上下方气流窜通，维持系统的负压 / 正压环境，避免野风进入除尘系统影响抽风效果。

技术特点：

气动防爆，结构简单，运行可靠
钢板焊接结构，阀板及与物料接触溜管为不锈钢，防止腐蚀板结影响卸灰效率
传动平稳，无冲击，更换备件少
常用规格：500*500

3.3 其他配套设备

设备名称	功能	说明
气动插板阀	检修切断	安装在双层翻板阀上方，检修时切断料流
刮板输送机	水平 / 短距离输送	将 EP 细灰水平输送至指定位置
储灰仓（称重料斗）	储存 + 计量	带称重传感器，按冶炼节奏定量下料
溜灰管	重力溜送	连接各设备，利用重力输送粗灰
事故灰仓	应急储存	系统故障时临时储存，避免扬尘
气力输送系统（可选）	密闭输送	正压 / 负压气力输送，适用于长距离

四、总结与要点

工艺本质：转炉干法除尘粗灰（EC 灰）含铁量高、粒度粗，可通过 "灰斗→双层翻板阀→NE50 斗提机→储灰仓→定量回炉" 的密闭输送路线直接返回转炉，无需造球。
经济性：吨钢直接效益约 7~15 元，扣除 3~6 元运行成本后净收益约 4~9 元 / 吨钢；年产 100 万吨钢规模的钢厂年效益可达千万级，投资回收期通常 1~3 年。
关键设备：

NE50 斗式提升机：板链斗式，输送量 60m³/h，是粗灰垂直提升的核心设备

双层翻板阀：依靠自重 + 重锤自动启闭，核心作用是 "锁风卸料"，始终保持一层阀板关闭防止窜气

注意事项：需控制粗灰中 Zn 等有害元素含量，避免长期循环导致锌富集影响炉衬和煤气质量。