張 垚

（河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼公司第二鋼軋廠， 河北 唐山 063000）

摘 要：以河鋼集團(tuán)唐鋼公司第二鋼軋廠煉鋼轉(zhuǎn)爐的干法除塵系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)其除塵機(jī)理、流程、應(yīng)用難點(diǎn) 等進(jìn)行了分析，針對(duì)性地提出了干法除塵工藝優(yōu)化方案，極大地提升了煉鋼轉(zhuǎn)爐的除塵效果，降低了工作時(shí)的 能源消耗，具有極大的應(yīng)用推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐干法除塵；泄爆率煤氣；回收率

引言

干法除塵技術(shù)是一種新的煉鋼除塵方案，其具有除塵效果好、用水量少、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及我國(guó)對(duì)冶金行業(yè)煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)要求的不斷提高，越來(lái)越多的煉鋼企業(yè)開(kāi)始引進(jìn)煉鋼轉(zhuǎn)爐的干法除塵工藝。各煉鋼企業(yè)所用設(shè)備及煉鋼工藝的區(qū)別導(dǎo)致干法除塵技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在著泄爆率高、除塵效果不穩(wěn)定、煤氣回收量少的缺點(diǎn)，不僅嚴(yán)重影響了煉鋼企業(yè)的生產(chǎn)效率，而且也嚴(yán)重影響了煉鋼企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益^[1]。為了因地制宜地提 升干法除塵工藝的實(shí)際應(yīng)用效果，本文以河鋼集團(tuán)唐鋼公司第二鋼軋廠的煉鋼轉(zhuǎn)爐為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)其煉鋼流程和工藝的分析，針對(duì)性地提出提升干法除塵效果的措施，應(yīng)用效果表明其極大地提升了干法除塵的效率，對(duì)其他類(lèi)似狀況煉鋼企業(yè)干法除塵工藝的改進(jìn)具有重要的借鑒意義。

1 干法除塵系統(tǒng)泄爆原理及應(yīng)用現(xiàn)狀

河鋼集團(tuán)唐鋼公司第二鋼軋廠的煉鋼轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)及除塵工藝流程如圖 1 所示。

由圖 1 可知，該煉鋼轉(zhuǎn)爐的干法除塵系統(tǒng)主要包括蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)、軸流風(fēng)機(jī)、靜電除塵系統(tǒng)、切換站及粉塵排放設(shè)備、輸灰系統(tǒng)等。在工作時(shí)煉鋼轉(zhuǎn)爐的煙塵首先在冷卻系統(tǒng)內(nèi)冷卻后進(jìn)行粗除塵，然后再在靜電除塵系統(tǒng)中進(jìn)行精細(xì)除塵，完成精除塵后再將煙氣轉(zhuǎn)送到煤氣柜內(nèi)。

在該除塵系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)爐最初的煙塵內(nèi)包含了一氧化碳、二氧化碳、氮?dú)狻⒀鯕狻錃獾龋且环N具有易燃易爆特性的有毒氣體，在進(jìn)行降塵的過(guò)程中還會(huì)加入一定的水蒸氣。煙塵經(jīng)過(guò)冷卻煙道后其溫度迅速地降低到約 70°，而此時(shí)煙塵內(nèi)的氫氣含量若大于 3%、氧氣含量大于 2%，則當(dāng)靜電除塵裝置發(fā)出靜電時(shí)產(chǎn)生的電火花將會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部的易爆氣體發(fā)生爆炸，使內(nèi)部的氣體壓力急劇增加，使泄露閥進(jìn)行泄爆^[2]。

河鋼集團(tuán)唐鋼公司第二鋼軋廠煉鋼轉(zhuǎn)爐在應(yīng)用干法除塵工藝后，因所用的煉鋼礦石內(nèi)雜質(zhì)含量高、設(shè)備穩(wěn)定性不足，導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中其干法除塵的泄爆率達(dá)到了 7.59%，在對(duì)煤氣進(jìn)行回收時(shí)其整個(gè)回收工時(shí)達(dá)到了 197 s，且對(duì)煤氣的回收量?jī)H為51.1 m³/t，為了確保生產(chǎn)穩(wěn)定，導(dǎo)致在煉鋼過(guò)程中的提槍頻率劇增，其產(chǎn)品的生產(chǎn)周期高達(dá) 1 871 s，不僅嚴(yán)重影響了煉鋼企業(yè)的鋼鐵冶煉效率而且其除塵效果無(wú)法滿足廢氣的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，給煉鋼企業(yè)造成了極大的困擾。

2 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)干法除塵效果影響的優(yōu)化研究

由于在煉鋼過(guò)程中的泄爆率與廢氣中的易燃易爆的氣體含量有極大的關(guān)系，其易燃易爆氣體的含量主要與氣體的燃燒是否充分有關(guān)，因此為降低廢氣中易燃易爆氣體的含量，本文對(duì)干法除塵系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)易燃易爆氣體的含量的影響進(jìn)行研究，最終確定了最優(yōu)的除塵風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度，優(yōu)化前后風(fēng)機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速對(duì)比如圖 2 所示。

由對(duì)比分析結(jié)果可知，優(yōu)化后風(fēng)機(jī)在兌鐵、開(kāi)吹、補(bǔ)吹階段提高其運(yùn)行轉(zhuǎn)速，增加對(duì)粉塵和易燃易爆氣體的消耗率，在出鋼、吹煉等非生產(chǎn)階段則適當(dāng)降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，降低對(duì)煙塵的吸收，確保滿足除塵效果的情況下，降低風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的能耗。

3 供氧方案及氧槍槍位控制的優(yōu)化研究

由于當(dāng)煙塵內(nèi)的氫氣含量若大于 3%、氧氣含量大于 2%的情況下會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)泄爆，在河鋼集團(tuán)唐鋼公司第二鋼軋廠的生產(chǎn)中，常出現(xiàn)在開(kāi)吹后約 20 s及二次下槍后 20 s 左右的泄爆。針對(duì)此問(wèn)題，分析得知其主要原因是最初的供氧制度為恒定供氧，而在開(kāi)吹的初期其溫度低，對(duì)氧氣的吸收量少，僅有少部分的氧氣被分解，而大部分的氧氣則進(jìn)入到煙氣中，增加了空氣中的氧氣分子含量，加大了出現(xiàn)爆炸的概率^[3]，因此對(duì)現(xiàn)有的供氧流程進(jìn)行優(yōu)化，使在開(kāi)吹的前 45 s 對(duì)系統(tǒng)的供氧量控制在 24 000 m³ /h，從第45 s 開(kāi)始再將系統(tǒng)的供氧量提高到 45 000 m³ /h，當(dāng)中間出現(xiàn)有提槍操作后，需要間隔 180 s 才能再次下槍?zhuān)瑢?duì)系統(tǒng)的供氧量按照開(kāi)吹時(shí)的方案逐步疊加，其供氧方案優(yōu)化結(jié)果如圖 3 所示。

在轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中氧槍的控槍方案直接關(guān)系到冶煉過(guò)程中的泄爆，現(xiàn)有的氧槍控槍方案中，整體的槍位偏高，而且在葉輪過(guò)程中的吹槍的位置也相對(duì)偏高，導(dǎo)致出現(xiàn)打不燃而產(chǎn)生的泄爆率過(guò)高的現(xiàn)象，因此對(duì)冶煉過(guò)程中的氧槍的控槍方案進(jìn)行研究，其方案如圖 4 所示[4]。

由圖 4 可知，按照新的氧槍的控槍高度對(duì)冶煉過(guò)程進(jìn)行供氧，在開(kāi)吹階段將槍位的高度降低到約1.5~2 m；在冶煉中期時(shí)候采用了滑槍操作的工藝，通過(guò)滑槍操作降低了在來(lái)回往返過(guò)程中的噴濺；在系統(tǒng)冶煉的后期采用了低槍位攪拌的方案，用于降低在冶煉殘?jiān)械难鯕獾暮浚_保冶煉產(chǎn)品的質(zhì)量。

4 優(yōu)化效果分析

通過(guò)對(duì)河鋼集團(tuán)唐鋼公司第二鋼軋廠干法除塵工藝的優(yōu)化，對(duì)該廠的干法除塵效果進(jìn)行分析對(duì)比，其結(jié)果如表 1 所示。

由表 1 可知，在冶煉時(shí)的泄爆率由最初的7.59%，降低到了優(yōu)化后的 0.09%，泄爆率降低了 84.3 倍；同時(shí)將其冶煉周期由最初的 1 871 s 降低到了現(xiàn)在的 1 547 s，冶煉周期縮短了約 17.3%；其煤氣 的回收量由最初的 51.1 m³/t 提高到了目前的 122.4 m³/t，提高了約 2.4 倍；除塵灰回收量由最初的 14 kg/t 提高到了目前的 33.9 kg/t，提升了約 2.42 倍。

參考文獻(xiàn)

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