轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵是魯奇(Lurgi)和蒂森(Thyssen)公司20世紀60年代末合作開發(fā)的。轉(zhuǎn)爐干法除塵的基本原理是對經(jīng)汽化煙道后的高溫煤氣進行噴水冷卻,將煤氣溫度由900℃~1000℃降低到200℃左右,采用電除塵器進行處理。轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)主要包括:蒸發(fā)冷卻器、靜電除塵器、煤氣切換、煤氣冷卻器、放散煙囪、除灰系統(tǒng)等。
與濕法除塵(OG)法比較,干法除塵有以下優(yōu)點:
.除塵效率高。凈化后煙氣含塵量為10mg/Nm3~20mg/Nm3,如有特殊要求可降至5mg/Nm3。.系統(tǒng)阻力小,耗能低,風機運行費低,壽命長,維修工作少。.在水、電消耗方面具有明顯的優(yōu)越性。不需要泥漿沉淀池及污泥處理設施。.含鐵干粉灰壓塊后可直接供轉(zhuǎn)爐利用。
首鋼京唐煉鋼廠采用2+3的“全三脫”兩步法冶煉生產(chǎn)模式。配置2座300t脫磷轉(zhuǎn)爐和3座300t脫碳轉(zhuǎn)爐。脫磷轉(zhuǎn)爐平均冶煉周期25min ,脫碳轉(zhuǎn)爐平均冶煉周期28min。正常情況下,實行2+3轉(zhuǎn)爐全量脫磷、脫碳處理,轉(zhuǎn)爐與板坯連鑄機采用3對3的高效快節(jié)奏的生產(chǎn)模式。
在歐洲轉(zhuǎn)爐干法除塵技術應用非常普遍,但是歐洲鋼廠均沒有采用“全三脫”轉(zhuǎn)爐兩步法冶煉技術。在日本“三脫”轉(zhuǎn)爐兩步法冶煉技術應用很多,卻沒有采用轉(zhuǎn)爐干法除塵的實例。首鋼京唐鋼鐵公司是世界上第一個在 “全三脫”兩步法冶煉的大型快節(jié)奏轉(zhuǎn)爐上采用干法除塵技術的鋼廠。該工藝特點是:“三脫”處理后的鐵水,已基本不含Si,C、Mn含量也有較大的降低。但是在工業(yè)化生產(chǎn)中仍需解決以下兩個問題,對“三脫”處理后鐵水進行吹煉,開吹后的爐氣量和爐氣中的CO含量是否會顯著增加?如采用干法除塵是否會增加卸爆發(fā)生頻率?
為了實現(xiàn)在“全三脫”冶煉的轉(zhuǎn)爐上應用煤氣干法電除塵技術,技術團隊對國外進行了考察調(diào)研和認真分析研究。分析結(jié)論認為:與常規(guī)吹煉相比,“三脫”鐵水吹煉前期爐氣中CO比率不會增加,這對減少卸爆有利。但“三脫”鐵水吹煉前期,爐氣量會有顯著增加(30%以上),如“前燒期”空氣過剩系數(shù)選擇偏低(即煙罩開啟不夠),可能會有部分未燃CO進入除塵系統(tǒng),造成燃燒爆炸,但如果操作合理、措施得當,完全可以避免卸爆事故的發(fā)生。經(jīng)過反復研究最終確定:在300t轉(zhuǎn)爐“全三脫”冶煉條件下采用煤氣干法除塵技術。
首鋼國際工程公司作為國家“十一五”科技支撐計劃重點項目的負責單位,為探索、驗證首鋼京唐300t “全三脫”轉(zhuǎn)爐干法除塵在脫碳轉(zhuǎn)爐開吹階段的可行方案,在2007年底到2008年初和京唐公司煉鋼部共同組織完成了在包鋼薄板坯連鑄連軋廠210t轉(zhuǎn)爐“雙渣法”模擬脫碳爐冶煉進行的干法除塵試驗。
兩次試驗分別于2007年12月25日和2008年1月21日~25日期間進行,試驗使用了包鋼薄板坯連鑄連軋廠2#轉(zhuǎn)爐,共冶煉26個爐次。通過雙渣法模擬測試了干法除塵系統(tǒng)在脫碳開吹階段的運行情況,采用了包括3.2m和2.8m兩種開吹槍位的試驗方案,試驗結(jié)果是:轉(zhuǎn)爐冶煉、干法除塵系統(tǒng)運行正常,脫碳冶煉開吹階段沒有發(fā)生“卸爆”。并根據(jù)包鋼轉(zhuǎn)爐干法試驗的情況,課題組和首鋼京唐公司煉鋼部編制了適應常規(guī)轉(zhuǎn)爐煉鋼和“全三脫”兩步法煉鋼的初步操作規(guī)程。