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)為研究對象，對其除塵機(jī)理、流程、應(yīng)用難點(diǎn)等進(jìn)行了分析，針對性地提出了千法除塵工藝優(yōu)化方案，極大地提升了煉鋼轉(zhuǎn)爐的除塵效果，降低了工作時的能源消耗,具有極大的應(yīng)用推廣價值。
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)，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及我國對冶金行業(yè)煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)要求的不斷提高，越來越多的煉鋼企業(yè)開始引進(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)在實際應(yīng)用過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)爐為研究對象，通過對其煉鋼流程和工藝的分析，針對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，對其他類似狀況煉鋼企業(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)?、氧氣、氫氣等，是一種具有易燃易爆特性的有毒氣體，在進(jìn)行降塵的過程中還會加入一定的水蒸氣。煙塵經(jīng)過冷卻煙道后其溫度迅速地降低到約70°,而此時煙塵內(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)岀靜電時產(chǎn)生的電火花將會導(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)致在實際應(yīng)用中其干法除塵的泄爆率達(dá)到了 7.59%,在對煤氣進(jìn)行回收時其整個回收工時達(dá)到了 197s,且對煤氣的回收量僅為51.1 m3/t,為了確保生產(chǎn)穩(wěn)定，導(dǎo)致在煉鋼過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。
風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速對干法除塵效果影響的優(yōu)化研究由于在煉鋼過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，本文對干法除塵系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速對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)速對比如圖2所示。
由對比分析結(jié)果可知，優(yōu)化后風(fēng)機(jī)在兌鐵、開吹、補(bǔ)吹階段提高其運(yùn)行轉(zhuǎn)速，增加對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)在開吹后約20s及二次下槍后20 s左右的泄爆。針對此問題，分析得知其主要原因是最初的供氧制度為恒定供氧，而在開吹的初期其溫度低,對氧氣的吸收量少,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)爆炸的概率叫因此對現(xiàn)有的供氧流程進(jìn)行優(yōu)化，使在開吹的前45 s對系統(tǒng)的供氧量控制在24 000 m3/h,從第 45 s開始再將系統(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，對系統(tǒng)的供氧量按照開吹時的方案逐步疊加，其供氧方案優(yōu)化結(jié)果如圖3所示。
在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中氧槍的控槍方案直接關(guān)系到冶煉過程中的泄爆,現(xiàn)有的氧槍控槍方案中,整體的槍位偏高，而且在葉輪過程中的吹槍的位置也相對偏高，導(dǎo)致出現(xiàn)打不燃而產(chǎn)生的泄爆率過高的現(xiàn)象, 因此對冶煉過程中的氧槍的控制方案進(jìn)行研究，其方案如圖4所示。
由圖4可知，按照新的氧槍的控槍高度對冶煉過程進(jìn)行供氧，在開吹階段將槍位的高度降低到約1.5-2 m;在冶煉中期時候采用了滑槍操作的工藝, 通過滑槍操作降低了在來回往返過程中的噴濺; 在系統(tǒng)冶煉的后期采用了低槍位攪拌的方案，用于降低在冶煉殘渣中的氧氣的含量，確保冶煉產(chǎn)品的 質(zhì)量。
4優(yōu)化效果分析
通過對河鋼集團(tuán)唐鋼公司第二鋼軋廠干法除塵工藝的優(yōu)化，對該廠的干法除塵效果進(jìn)行分析對比,其結(jié)果如表1所示。
由表1可知，在冶煉時的泄爆率由最初的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122.4m3/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。
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