半鋼煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝優(yōu)化研究

吳麗平

摘要：這篇論文介紹了轉(zhuǎn)爐煉鋼副產(chǎn)品，轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用相關(guān)工藝以及設(shè)備、方法和注意事項(xiàng)等，并對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣回收除塵系統(tǒng)安全運(yùn)行提出了見(jiàn)解。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐;煤氣回收;除塵;煤氣柜

前言

轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中產(chǎn)生大量轉(zhuǎn)爐煤氣，其主要成分是co，含量在40——65，發(fā)熱量為6000kj/m3左右，是一種非常理想的化工原料氣和燃料氣，因此對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣的回收和利用是十分重要的問(wèn)題，它不僅有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)爐氣回收和利用，還可以減少環(huán)境的污染，防止公害。

一、轉(zhuǎn)爐煤氣回收的重要因素

轉(zhuǎn)爐煤氣回收是把轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品，轉(zhuǎn)爐煤氣，進(jìn)行回收再利用的生產(chǎn)工藝過(guò)程。整個(gè)回收系統(tǒng)大致可分為生產(chǎn)系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、接收儲(chǔ)存儲(chǔ)存系統(tǒng)、精除塵系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、管道系統(tǒng)輸送至用戶(hù)6部分。在煉鋼轉(zhuǎn)爐過(guò)程中，煙氣經(jīng)冷卻、凈化，由除塵風(fēng)機(jī)將其排至煙囪放散或輸送到煤氣回收系統(tǒng)中備用。轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)在鋼鐵企業(yè)實(shí)際運(yùn)行中存在系統(tǒng)泄爆、靜電除塵器極線(xiàn)斷裂、蒸發(fā)冷卻器積灰、輸灰系統(tǒng)故障等問(wèn)題，只有避免LT干法除塵系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的安全及工藝問(wèn)題，才能保證轉(zhuǎn)爐LT干法除塵系統(tǒng)的除塵效率及煤氣的安全回收，提高轉(zhuǎn)爐LT干法除塵系統(tǒng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性。為保證轉(zhuǎn)爐爐前良好的除塵效果，OG濕法除塵法在冶煉生產(chǎn)過(guò)程中調(diào)徑文氏管喉口會(huì)經(jīng)常調(diào)整，以保證轉(zhuǎn)爐路口微正壓狀態(tài)。當(dāng)喉口調(diào)節(jié)風(fēng)量變化時(shí)時(shí)其壓力不應(yīng)有明顯變化，同時(shí)在轉(zhuǎn)爐停止冶煉風(fēng)機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)入低速運(yùn)行，風(fēng)量減少時(shí)風(fēng)機(jī)不喘震，設(shè)備本體應(yīng)具有較好的抗震性。轉(zhuǎn)爐氣中含有大量煙塵和水氣，為保證風(fēng)機(jī)使用壽命，轉(zhuǎn)子、定子應(yīng)具有較高的耐磨性和抗蝕性。同時(shí)應(yīng)設(shè)有沖洗噴嘴，以清洗葉片和機(jī)殼內(nèi)的積泥，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)檢修周期轉(zhuǎn)爐煤氣中co含量高達(dá)45，65，具有相當(dāng)高的毒性，出于安全生產(chǎn)的考慮，除塵風(fēng)機(jī)應(yīng)具有良好的密封性和防暴性。

二、轉(zhuǎn)爐煤氣回收過(guò)程中存在的弊端

當(dāng)轉(zhuǎn)爐開(kāi)始冶煉時(shí)，是逐漸進(jìn)入了一個(gè)碳氧劇烈反應(yīng)的時(shí)期。CO含量逐漸升高達(dá)到回收要求，由于CO濃度回收條件的限制，符合回收條件的氣體分散。因?yàn)榛顒?dòng)煙罩之間的距離，爐嘴和壓差的控制爐嘴不合理，爐的進(jìn)氣嘴很大，和煙道氣體燃燒，這不僅降低了煤氣的熱值，而且會(huì)影響氣體復(fù)蘇。

受鐵水原材料（包括鐵水比、鐵水成分、碳加熱劑的添加量、鐵水溫度、等）和鋼類(lèi)型（主要是碳含量鋼和鋼液溫度）的綜合影響，如何確定合理的氧氣供應(yīng)煉鋼強(qiáng)度卻缺乏經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)。

煉鋼轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的爐氣通過(guò)爐口經(jīng)過(guò)蒸發(fā)冷卻器、噴淋系統(tǒng)、靜電除塵系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)和分散系統(tǒng)。

三、半鋼煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝優(yōu)化方法

（一）轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)應(yīng)采用自動(dòng)回收系統(tǒng)控制。

自動(dòng)回收控制可以避免人為操作失誤和經(jīng)驗(yàn)回收的安全隱患，同時(shí)還可以有效延長(zhǎng)每爐的煤氣回收時(shí)間。邯鋼一煉鋼廠采用在線(xiàn)分析儀自動(dòng)回收后平均轉(zhuǎn)爐煤氣回收量上升到150m3/t。

（二）優(yōu)化供氧/造渣工藝制度

在煉鋼過(guò)程中，根據(jù)半鋼條件制定相應(yīng)的渣料加入制度和供氧制度，以縮短化渣時(shí)間，及早進(jìn)入并延長(zhǎng)煤氣回收區(qū)間。在保障冶煉安全的前提下，將供氧強(qiáng)度提高至 5.00m3/（min.t），提高了轉(zhuǎn)爐煤氣回收時(shí)間 1min 左右，噸鋼煤氣回收量增加 10.25m3。

造渣制度上采取的措施：第一批渣料在開(kāi)吹時(shí)加入，加人量為總量的 50%～70%，同時(shí)伴隨開(kāi)吹加入適量的化渣劑，以促進(jìn)初渣的快速形成;吹煉過(guò)程中，其他渣料分小批量、多批次加入，減少或杜絕吹煉過(guò)程爐渣“返干”，化透渣后降低搶位，增強(qiáng)爐內(nèi)鋼水?dāng)嚢鑿?qiáng)度，以此來(lái)延長(zhǎng)煤氣回收時(shí)間，增加煤氣回收量。

采取以上措施，保證了煤氣回收過(guò)程 CO 濃度不會(huì)低于 30%的情況發(fā)生，有效地提高了煤氣的回收量。

（三）確定轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩的合理高度

由于半鋼煉鋼的特殊工藝，煉鋼時(shí)爐口、活動(dòng)煙罩粘渣嚴(yán)重，不能象普通鋼水冶煉那樣將活動(dòng)煙罩降到爐口，通過(guò)工藝分析以及大量的工業(yè)試驗(yàn)研究將煙罩高度從原來(lái)的 600mm 降到現(xiàn)在的 250mm 左右，并在目前 200～300mm 高度條件下，又進(jìn)行了精調(diào)工業(yè)試驗(yàn)，煤氣回收量隨活動(dòng)煙罩高度的下降而增加，轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩的高度降低對(duì)提高煤氣回收效果明顯。

（四）完善氧氣轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝

現(xiàn)在市場(chǎng)上煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝主要是LT干式回收工藝和OG法回收轉(zhuǎn)爐煤氣。在目前的世界煉鋼領(lǐng)域是成熟"先進(jìn)"可靠的技術(shù)，全世界已有200 多套設(shè)備投入生產(chǎn)運(yùn)行，效果顯著。采用OG法回收的轉(zhuǎn)爐煤氣熱值高"回收量大"除塵效率高，其設(shè)備壽命長(zhǎng)"安全性好"自動(dòng)化程度高。LT法是德國(guó)魯奇公司與蒂森公司合作開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)爐煙氣凈化"回收"利用的干式工藝，其基本原理是：當(dāng)轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)，O和C 之間發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生含有高濃度 CO 和煙塵的轉(zhuǎn)爐煤氣（煙氣）。

為了回收利用高熱值的轉(zhuǎn)爐煤氣和減少污染，需對(duì)煙氣進(jìn)行凈化，首先將轉(zhuǎn)爐煙氣經(jīng)過(guò)廢氣冷卻系統(tǒng)，然后進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器，噴水蒸發(fā)使煙氣得到冷卻。由于煙氣在蒸發(fā)器中得到減速，使煙氣中粗顆粒的粉塵沉降下來(lái)，通過(guò)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)以及閘板閥將粉塵排出。同時(shí)，煙氣通過(guò)荒煤氣管道導(dǎo)入設(shè)有4個(gè)電場(chǎng)的靜電除塵器，在電場(chǎng)作用下使粉塵和霧狀顆粒物吸附在收塵極板上，使煙氣得到凈化。

多數(shù)鋼鐵企業(yè)綜合考慮目前國(guó)內(nèi)同等型號(hào)轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝和公司實(shí)際情況，煤氣凈化回收多采用的工藝為：轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中的煙塵通過(guò)固定煙罩和冷卻煙道經(jīng)二文三脫煤氣凈化裝置"風(fēng)機(jī)"煤氣柜及加壓站到達(dá)用戶(hù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤氣凈化回收，不合格或不宜回收的煤氣經(jīng)處理后從煙囪達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)從冷卻煙道和煙罩產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)余熱設(shè)施回收。

（五）控制煤氣回收時(shí)爐口的空氣吸人量。

在煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收的過(guò)程中，應(yīng)該保證煙氣中的一氧化碳含量盡快達(dá)標(biāo);在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)時(shí)化好初渣對(duì)煤氣回收的影響也很大，化渣的好壞直接影響到轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的平穩(wěn)性，也是衡量轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)操作水平的主要標(biāo)志，是轉(zhuǎn)爐煤氣量在生產(chǎn)初期平穩(wěn)上升的重要因素。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的穩(wěn)定對(duì)一氧化碳含量的穩(wěn)定有很大的關(guān)系，也是增加煤氣回收量的保證。在轉(zhuǎn)爐鋼水脫碳后期，可以適當(dāng)將提罩時(shí)間后延，控制住爐口空氣暫不讓其進(jìn)人，就可延長(zhǎng)回收時(shí)間，從而增加煤氣的回收量。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，優(yōu)化半鋼煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝就是為了使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)初期一氧化碳含量盡快達(dá)標(biāo)，因此，在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)后期要延緩一氧化碳含量不達(dá)標(biāo)的時(shí)間，延長(zhǎng)一氧化碳的回收的時(shí)間，優(yōu)化和增加煤氣回收量。

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（作者單位：河鋼邯鋼一煉鋼廠）