轉爐冶煉工藝對干法除塵的影響及應用研究

摘要本文僅以轉爐冶煉工藝對包鋼2×210t轉爐一次煙氣除塵系統的影響和應用研究，從而闡明通過對轉爐冶煉工藝的控制，可以保證轉爐一次煙氣干法除塵系統的運行安全。

關鍵詞轉爐煙氣;冶煉;LT法

中圖分類號X757文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2009)121-0043-01

0前言

LT系統除塵屬于煙氣的干式凈化方式，自1981年開始將LT除塵方式應用于氧氣頂吹轉爐的煙氣凈化、回收系統。

與OG系統相比，LT系統有如下特點:

1)除塵效率高。經LT除塵器凈化后，煤氣殘塵含量(標態(tài))最低為50mg/m3，最高為75mg/m3，比OG系統的100 mg/m3低。

2)無污水、污泥。從冷卻器和LT系統排出的都是干塵，混合后壓塊，可返回轉爐使用。

3)電能消耗量低。從綜合電耗來看，LT系統的電耗量要遠低于OG系統電耗量。

4)投資費用高，但回收期短。若改造老廠設備，投資費用還可降低許多。

5)采用ID風機，結構緊湊，占地面積小，投資費用可降低許多。

6)技術要求較高，回收煤氣在進入電除塵器之前，必須具有可靠的、精確的溫度和濕度控制，同時要求在實際操作中要嚴格安全運行等制度。

1轉爐冶煉對LT系統的影響

LT系統技術要求設備、自動化精度高，操作嚴格。同時要求轉爐冶煉工藝產生煙氣的時間、成分都隨固定規(guī)律變化。如果因冶煉工藝變化瞬時產生大量煙氣，使煙氣中的CO、O2、H2、CO2含量超標，LT系統就會發(fā)生泄爆事故，必須停止吹煉。所以，LT系統對轉爐冶煉工藝有嚴格的要求，轉爐冶煉也對LT系統產生了一定影響。

1.1轉爐煙氣及其來源

轉爐在吹煉過程中產生含CO成分為主體、少量的和其他微量成分的氣體，其中還帶著大量氧化鐵、金屬鐵粒和其他細小顆粒固體塵埃，這股高溫、含塵的氣體，沖出爐口后稱煙氣。煙氣處理方式有未燃法與燃燒法兩種，LT系統屬于煙氣處理方式中的未燃法。其煙氣主要成分見表1。

轉爐加入的石灰、鐵皮等原材料出現潮濕現象，兌入的廢鋼中輕型廢鋼居多、混有油脂或有色金屬、潮濕，也使轉爐冶煉產生的煙氣中H2、CH4可燃性氣體有所增加。

1.2轉爐冶煉工藝對LT系統的影響和工藝的改變

針對于轉爐煙氣產生的特點，為控制瞬時產生的大量煙氣和其他可燃性氣體的增加，轉爐工藝為此做了大量的測定工作以確定煙氣產生的時間和波動范圍，同時改變了部分冶煉工藝，以保證LT系統的安全運行。

1.3配合LT系統轉爐冶煉工藝做的工作

1.3.1轉爐吹煉中煙氣的測定

我們在外方提供的吹煉工藝描述基礎上，通過不斷變化吹煉中氧氣工作壓力、抬槍時間等，與自動化配合，利用質譜分析儀短點截取數據，收集隨之變化的轉爐煙氣數據，進行圖表對比分析。

首先按吹煉工藝設定氧氣流量分別在43000M3/H、36000M3/H、24000M3/H進行前期吹煉，收集隨之變化的轉爐煙氣數據，通過數據可整理成表2。

通過對比可以看出，吹煉前期時必須采用較低的氧氣流量，才能控制煙氣中CO氣體的激烈升高，避免LT系統泄爆。

隨后，又在吹煉的4分鐘、12分鐘間斷抬槍、二次下槍，測定隨之變化的轉爐煙氣數據，可以看出，在吹煉中期尤其是碳氧反應期最劇烈的5分到14分之間抬槍、下槍會導致煙氣中CO、O2很快就會達到LT系統泄爆值。

1.3.2轉爐冶煉周期其他階段產生煙氣的理論分析

轉爐在冶煉周期中的各個階段都有可能瞬時產生大量煙氣，從而增加LT系統泄爆的可能。

在轉爐兌鐵、加廢鋼階段，鐵水溫度過高、廢鋼中雜質過多都有可能產生大量煙氣，主要導致了H2、CO2的增加。如爐內留渣量過多，在下槍吹煉會產生未打著火現象，主要導致了CO的增加。

在轉爐濺渣階段，如轉爐后吹率增加，渣中(FeO)高，溫度高，在加濺渣調質劑時由于其中含碳量的增加，加速了碳脫氧反應，也會引起煙氣中CO2的劇烈增加。

1.4轉爐冶煉工藝方案的確定

為配合LT系統的安全運行，嚴格控制轉爐煙氣量的變化，通過轉爐冶煉過程數據積累和工藝控制研究，我們對冶煉工藝做了一些改變。

1.4.1轉爐吹煉工藝方案的確定

為減少煙氣中CO量，轉爐吹煉前期在規(guī)定時間采用低氧壓吹煉，同時將工藝抬槍報警點進行重新降級歸類，排除不利因素，嚴格限定中期抬槍。拉碳范圍縮小，嚴禁高拉碳。

1.4.2轉爐加料方案的確定

基于煙氣產生原理，針對吹煉中可能瞬時產生大量煙氣各個時期的可能性分析，確定了加料方案。

一是嚴格控制原材料，實行精料方針。入爐鐵皮、石灰等原材料必須干燥，兌入的廢鋼嚴格分類，混有油脂或有色金屬、潮濕的廢鋼嚴禁入爐。

二是在吹煉過程中控制集中加料，每批料加入量控制在4噸以下，避免溫度的急劇升高或降低而使CO量上升。加料過程杜絕噴濺。

1.4.3轉爐冶煉周期其他階段工藝方案的確定

在兌鐵、加廢鋼階段，必須先加廢鋼后兌鐵，過程控制必須緩慢。同時將風機轉速降低。

在濺渣階段，我們采取將風機轉速降低的方法來減少煙氣吸收量 ，同時嚴格控制濺渣調質劑的加入時間。

在出鋼階段，僅將風機轉速降低。

1.5LT系統轉爐操作規(guī)程的確定

將LT系統納入轉爐范疇，在生產實際運行中建立LT系統轉爐操作規(guī)程。通過分析如何抑制瞬時煙氣量確定了LT系統事故處理預案。并在生產實際中不斷完善。

2如何避免泄爆

LT系統的泄爆的根本原因是瞬時產生大量煙氣。煙氣中的CO、O2、H2、CO2含量超標都容易引起泄爆。

(1)LT系統泄爆極限

LT系統規(guī)定的泄爆極限有兩個:一是CO>9%，O2>6%;二是H2>3%，O2>2%。

(2)如何避免泄爆

從階段分析來看，控制好原材料，吹煉前期使用較低的氧氣工作壓力，杜絕吹煉中期的噴濺和報警抬槍，吹煉后期拉碳不宜過早，在濺渣階段控制濺渣調質劑的加入時間，能有效地避免泄爆。

3結論

通過控制轉爐冶煉工藝，已經保證了LT系統的安全運行。

參考文獻

[1]王雅貞，李承祚 等編著.轉爐煉鋼問答[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2003.

[2]鄭沛然 等編著.煉鋼學[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2005.