轉(zhuǎn)爐煙氣濕法除塵技術(shù)的發(fā)展及改進(jìn)

盛麗萍

摘 要：轉(zhuǎn)爐煉鋼已成為鋼鐵企業(yè)的主要煉鋼工藝，轉(zhuǎn)爐煙氣濕法除塵技術(shù)的發(fā)展方向是向低阻低耗自動(dòng)控制方向發(fā)展。第四代轉(zhuǎn)爐煙氣濕法除塵技術(shù)是比較新的技術(shù)，需要不斷的探索和實(shí)踐進(jìn)行改進(jìn)和完善。轉(zhuǎn)爐煙氣濕法除塵技術(shù)是轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼的重要技術(shù)組成部分，其發(fā)展將帶來綠色經(jīng)濟(jì)時(shí)代重要的節(jié)能減排效益。基于此，文章探討分析了轉(zhuǎn)爐煙氣濕法除塵技術(shù)的發(fā)展及改進(jìn)措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐；煙氣濕法；除塵技術(shù)

中圖分類號(hào)：X701.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）20-0052-02

1 轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝簡介

轉(zhuǎn)爐煉鋼是指利用氧氣將生鐵中的錳、硅等雜質(zhì)氧化，生產(chǎn)出比生鐵化學(xué)、物理性能更好的鋼。轉(zhuǎn)爐煉鋼反應(yīng)在轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，轉(zhuǎn)爐外形為梨形，內(nèi)壁貼有耐火磚。煉鋼開始時(shí)轉(zhuǎn)爐處于水平，向爐內(nèi)加入廢鋼等原材料，再注入液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰等造渣料。加料完畢后，向轉(zhuǎn)爐中鼓入氣體并轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)爐讓其直立起來。吹煉剛開始時(shí)，鐵水中的錳、硅、磷等元素首先同氧發(fā)生反應(yīng)生成爐渣，這些元素的含量迅速降低，反應(yīng)溫度不斷上升。當(dāng)鐵水中只剩下少量的錳和硅時(shí)，碳氧反應(yīng)也漸漸趨于激烈，脫碳速度加快，煙氣中的CO含量不斷上升。爐口溢出的CO燃燒將出現(xiàn)巨大的火焰[1]。反應(yīng)后期磷被氧化生成磷酸亞鐵，再進(jìn)一步與生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鈣。當(dāng)磷逐漸減少后，火焰逐漸減小，爐口將出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽，這說明煉鋼完成，立即停止鼓風(fēng)，轉(zhuǎn)爐恢復(fù)水平位置，鋼水倒至鋼包中再加脫氧劑脫氧和調(diào)節(jié)成分。煉鋼會(huì)產(chǎn)生大量的煙氣，煙氣呈棕色的原因是煙氣中含有高濃度的CO氣體和FeO塵粒，煙氣呈黑色的原因是轉(zhuǎn)爐煉鋼原料中使用了含有廢鋼因此在兌鐵水的過程中廢鋼中的油性成分大量揮發(fā)造成。轉(zhuǎn)爐煙氣必須凈化回收綜合利用，以防止污染環(huán)境。轉(zhuǎn)爐煙氣帶出的熱量可以進(jìn)行收集，轉(zhuǎn)爐除塵后得到的轉(zhuǎn)爐煤氣可以用作燃料，除塵灰可以用作煉鋼原料。

2 轉(zhuǎn)爐煙氣特點(diǎn)

轉(zhuǎn)爐煉鋼是當(dāng)今世界的主要煉鋼工藝，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，約80%的鋼是轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的。在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，產(chǎn)生約1450℃～1600℃的高溫廢氣，主要成分是CO、O2、CO2、N2和SO2，CO含量可高達(dá)80%以上，同時(shí)含有大量的工業(yè)粉塵，含塵濃度可達(dá)150-300g/Nm3，噸鋼可產(chǎn)生10～30kg工業(yè)粉塵。轉(zhuǎn)爐煙氣具有高溫、有毒、易燃易爆、含塵量高等特點(diǎn)，同時(shí)轉(zhuǎn)爐煙氣又具有很高的利用價(jià)值，具有潛熱、顯熱等大量能量，煙氣中的粉塵也含有50%以上的全鐵，可以循環(huán)利用[2]。

近年來氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在我國得到大規(guī)模發(fā)展，高爐鐵水進(jìn)行轉(zhuǎn)爐吹氧煉鋼已成為主要的煉鋼工藝。煉鋼時(shí)，通常要向爐內(nèi)熔池中吹入純氧。吹氧主要有頂吹、底吹、頂?shù)讖?fù)合吹三種方式。吹氧的目的主要是最大限度地除去鐵水中的碳。由于在高溫中鼓入大量氧氣，鐵水中的碳迅速被氧化成CO，故爐氣中的主要成分是CO，但也有少量碳與氧直接作用成CO2，同時(shí)在高溫作用下，還有少量化合物蒸發(fā)汽化，與CO和CO2形成大量煙氣。轉(zhuǎn)爐煙氣是指爐氣進(jìn)入除塵系統(tǒng)時(shí)與進(jìn)入該系統(tǒng)的空氣作用后的產(chǎn)物。在整個(gè)吹煉過程中，煙氣量、煙氣溫度、煙氣成分隨冶煉周期變化而變化[3]。

3 濕法除塵技術(shù)的發(fā)展歷程

3.1 傳統(tǒng)的OG濕法除塵的分析

傳統(tǒng)的OG濕法除塵技術(shù)誕生于1962年，其工藝模式主要表現(xiàn)為兩文三脫。傳統(tǒng)的OG濕法除塵技術(shù)是比較成熟、可靠的，系統(tǒng)比較簡單，但是存在處理煙氣量少，容易堵塞，從而引起風(fēng)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，除塵效果也比較一般。

3.2 改進(jìn)后的傳統(tǒng)OG濕法除塵分析

目前，傳統(tǒng)的OG濕法除塵技術(shù)在我國一些轉(zhuǎn)爐上依然使用，但是已經(jīng)在傳統(tǒng)工藝上進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，一文喉口主要從原來的定徑喉口轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦文軌蛘{(diào)整的喉口，進(jìn)而增加了一文的可調(diào)節(jié)性，同時(shí)保證了一文粗除塵的效果。為了能夠更好地去適應(yīng)一文粗除塵，將其一文之后的彎頭脫水器變?yōu)橹亓γ撍?，從而提高二文精除塵的效果，并提高煤氣的回收量。為了改善風(fēng)機(jī)的脫水效果，可以采取濕旋脫水器，取代原來的水霧分離器。通過對傳統(tǒng)OG濕法除塵技術(shù)的改進(jìn)，能夠使其繼續(xù)使用，在正確使用以及維護(hù)的情況下，其除塵的效果可以達(dá)到100mg/m3[4]。

3.3 第四代的塔環(huán)式濕法除塵

根據(jù)新時(shí)期環(huán)保要求，第四代的塔環(huán)式濕法除塵在塔文式后對二文精除塵進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，采用RSW洗滌器，主要是環(huán)縫洗滌器，替換了原來的RD閥式喉口。首先，RSW洗滌器的全程線能夠進(jìn)行調(diào)整，突破了RD閥調(diào)整范圍30°～90°的限制。其次，RSW洗滌器的線性變換情況也是比較好的，喉口的通過面積將會(huì)變得更加平順，這樣更加有利于對爐口的微差進(jìn)行控制，全面提高煙氣凈化的效果，避免煤氣噴嘴容易堵等問題。因此，采用RSW洗滌器，可以有效降低系統(tǒng)的排放濃度，降至50mg/m3?，F(xiàn)在，在我國鋼鐵企業(yè)的新建以及改造項(xiàng)目中，第四代的塔環(huán)式濕法除塵技術(shù)，已經(jīng)受到越來越多用戶的青睞，并應(yīng)用到工程實(shí)例中。

4 第四代的濕法除塵技術(shù)存在的問題和改進(jìn)措施

4.1 存在的問題

（1）噴淋塔上部以及氣化的冷卻煙道相互連接的位置，主要采用了OG的方法使其水冷卻收縮以及溢流水箱的方式。這種方式，能夠更好地達(dá)到保護(hù)噴淋塔上部以及熱煙氣結(jié)合設(shè)備安全性的目的，但是其外形的尺寸在高度方面需要2～3m，并且每小時(shí)需要30～60t的溢流水。（2）現(xiàn)如今RSW洗滌器的驅(qū)動(dòng)主要采用頂拉式。對于這種方式來說，其結(jié)構(gòu)形式相對比較簡單，但是其環(huán)隙式的喉口上部的執(zhí)行結(jié)構(gòu)以及固定裝置的布置，將會(huì)對噴嘴的霧化效果帶來比較嚴(yán)重的干擾，導(dǎo)致其除塵的效果受到直接影響[5]。此外，采用這種方式，其內(nèi)椎體在工況條件下行走時(shí)并不是很穩(wěn)定，也存在搖擺的問題。喉口主要采用頂拉式，但是其處理的是高濃度CO煙氣，這會(huì)導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)增加。

4.2 第四代濕法除塵技術(shù)的改進(jìn)措施

（1）針對上述的問題來說，煙氣在噴淋塔中的停留時(shí)間對于降溫除塵是十分重要的。近年來，主要采用耐高溫、非金屬波紋管補(bǔ)償器，替代了水冷收縮以及溢流水箱的方式。采用這種方式，能夠保護(hù)該段設(shè)備，也能夠有效地縮短外形尺寸到0.5m，把噴淋塔的有效長度從1.5m提高到2.5m，同時(shí)這種方式可以有效地節(jié)省溢流水30～60t。（2）針對上述的情況，雖然喉口的頂拉式驅(qū)動(dòng)存在一定的不足，但是可以采用底推式的驅(qū)動(dòng)方法，從而代替頂拉式驅(qū)動(dòng)的方法，從根本上解決喉口頂拉式驅(qū)動(dòng)存在的問題。采取底推式不僅能夠使其喉口上的噴嘴布置更加合理，而且能夠使噴淋以及霧化等方面的效果不會(huì)受到破壞。最為關(guān)鍵的是，可以全面地提高喉口運(yùn)動(dòng)的安全性和穩(wěn)定性，為鋼廠的安全提供保障，從而全面提高鋼廠的生產(chǎn)效益。

5 結(jié)語

綜上所述，轉(zhuǎn)爐煙氣濕法除塵技術(shù)會(huì)朝著低阻、低耗、自動(dòng)化控制方向發(fā)展，人們必須積極探索、實(shí)踐，對其進(jìn)行不斷完善。轉(zhuǎn)爐煙氣濕法除塵技術(shù)是轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼的一個(gè)重要技術(shù)組成部分，其發(fā)展能夠帶來綠色經(jīng)濟(jì)時(shí)代，促進(jìn)節(jié)能減排，進(jìn)而更好地推動(dòng)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]袁志明.轉(zhuǎn)爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行及改進(jìn)技術(shù)措施[A].中國金屬學(xué)會(huì).第七屆（2009）中國鋼鐵年會(huì)大會(huì)論文集（中）[C].北京：中國金屬學(xué)會(huì)，2009.112-114.

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[5]張東麗，毛艷麗，曲余玲，等.轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù)[J].冶金管理，2012，（5）：57-60.endprint