太鋼90 t電爐節(jié)能環(huán)保新技術(shù)應(yīng)用及改進(jìn)措施

曲 朝 峰

(太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司，山西 太原 030003)

太鋼90 t電爐節(jié)能環(huán)保新技術(shù)應(yīng)用及改進(jìn)措施

曲 朝 峰

(太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司，山西 太原 030003)

對(duì)太鋼90 t電爐控制粉塵、二英、噪聲采用的環(huán)保新技術(shù)及控制效果進(jìn)行了分析，闡述了電爐除塵灰、不銹鋼渣綜合利用的新措施，并對(duì)工藝過程和環(huán)保設(shè)施中采用的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了論述，討論了目前的節(jié)能環(huán)保潛力，提出了進(jìn)一步的改進(jìn)措施。

電爐，除塵器，噪聲，粉塵，節(jié)能

太鋼90 t超高功率電爐是在淘汰原有6座18 t電爐基礎(chǔ)上實(shí)施的清潔生產(chǎn)項(xiàng)目，它采用全冷料廢鋼化鋼，化好的鋼水再進(jìn)行精煉不銹鋼。該電爐經(jīng)過不斷改進(jìn)與完善，其粉塵收集率大于99%，除塵器排放濃度低于20 mg/Nm3，除塵風(fēng)機(jī)封閉間旁噪聲低于80 dB，煉鋼過程產(chǎn)生的固體廢物實(shí)現(xiàn)了綜合利用，成為能耗低、環(huán)保優(yōu)的國(guó)際一流不銹鋼專業(yè)生產(chǎn)線。具體節(jié)能環(huán)保技術(shù)措施如下。

1 煉鋼過程粉塵收集與處理

90 t超高功率電爐除塵設(shè)備采用了多重收集設(shè)施(第四孔+狗窩+屋頂罩)，冶煉過程主要煙塵通過第四孔收集，剩余的煙氣在狗窩內(nèi)全部捕集；出鋼過程全部在狗窩內(nèi)進(jìn)行，全封閉的狗窩全部收集；在打開狗窩加廢鋼過程中使用屋頂罩收集粉塵。另外，新電爐配備了扒渣站除塵、上料機(jī)除塵等收集設(shè)施，使各個(gè)部位產(chǎn)生的粉塵都能夠有效收集。在煙氣產(chǎn)生量較大的第四孔和上料部位使用增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)一步加壓送往除塵主管道，使除塵系統(tǒng)粉塵捕集率高。車間內(nèi)崗位粉塵濃度低于8 mg/Nm3。

電爐除塵管道系統(tǒng)設(shè)置閥門自動(dòng)控制系統(tǒng)，并按照煉鋼冶煉過程設(shè)置合理的分配風(fēng)量程序：加料期間狗窩、扒渣站閥門關(guān)閉，屋頂罩閥門打開，除塵設(shè)施的全部風(fēng)量用來收集散逸到屋頂?shù)臒焿m；在冶煉期間和出鋼過程狗窩閥門全部打開，屋頂罩只開30%，使用狗窩處理爐內(nèi)溢出的粉塵，保證粉塵不溢出狗窩。電爐出鋼后，當(dāng)鋼包運(yùn)轉(zhuǎn)至扒渣站處，此時(shí)電爐處于第一次熔煉期間，其產(chǎn)生的粉塵較少，自動(dòng)打開扒渣站除塵閥門，扒渣完畢后關(guān)閉閥門。

電爐冶煉過程第四孔收集的煙氣首先進(jìn)入燃燒室(沉降室)，將煙氣中的CO充分燃燒，并將大粉塵顆粒進(jìn)行沉降，防止高溫顆粒進(jìn)入除塵器附著在除塵濾袋上，造成濾袋燒孔洞或引燃；煙氣從燃燒室經(jīng)水冷管道進(jìn)入自然風(fēng)冷器，自然風(fēng)冷器將煙氣從600 ℃降低到200 ℃，同時(shí)對(duì)較大的顆粒進(jìn)行沉降。冷卻后的第四孔煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)與“狗窩”、屋頂罩等煙氣匯合，到主管道后溫度降至50 ℃左右進(jìn)入除塵器過濾處理。

電爐除塵器為120萬(wàn)m3/h低壓脈沖袋式除塵，為降低除塵設(shè)施故障產(chǎn)生的污染風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)分開兩臺(tái)單獨(dú)的除塵器運(yùn)行。除塵系統(tǒng)濾袋采用了先進(jìn)的550 g/m2的覆膜濾料，經(jīng)功能驗(yàn)收多次現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和太原市監(jiān)督監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)排放濃度能夠穩(wěn)定在10 mg/Nm3～15 mg/Nm3，滿足GB 28664-2012煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)表2規(guī)定2015年1月1日起實(shí)施的電爐排放應(yīng)低于20 mg/Nm3的要求。電爐除塵器的反吹系統(tǒng)為離線低壓脈沖噴吹，即在反吹到哪個(gè)除塵室時(shí)，關(guān)閉相應(yīng)除塵室的閥門進(jìn)行噴吹，此噴吹方式需要的壓縮空氣的壓力為0.25 MPa～0.3 MPa(如使用在線噴吹方式壓縮空氣壓力為0.3 MPa～0.4 MPa)。該噴吹方式不但節(jié)約了壓縮空氣的使用量，還可以在關(guān)閉該離線閥的情況下對(duì)該除塵室進(jìn)行檢修。

2)加速?gòu)U氣冷卻,防止這些化合物再合成。在燃燒區(qū)后，水冷煙道將廢氣降溫到600 ℃，然后在自然風(fēng)冷卻器中迅速進(jìn)一步冷卻到200 ℃以下，基本消除有機(jī)合成二英的時(shí)間，進(jìn)一步的去除二英的產(chǎn)生與排放。

3 噪聲治理方面

電爐的主要噪聲分兩部分，即電爐化鋼噪聲和除塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行噪聲。電爐化鋼噪聲是利用電極放電對(duì)物料熔化和冶煉，電極放電與自然界雷電機(jī)理類似，放電時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)弧光、高溫和高強(qiáng)度噪聲，聲級(jí)值高達(dá)120 dB以上；風(fēng)機(jī)運(yùn)行的噪聲在85 dB～90 dB。

針對(duì)電爐的噪聲特點(diǎn)，電爐全密閉鋼結(jié)構(gòu)“狗窩”的厚墻內(nèi)部全部填滿阻燃的吸聲材料，狗窩的連接處設(shè)“迷宮”咬合，以實(shí)現(xiàn)更好的密封及隔音效果。電爐生產(chǎn)過程產(chǎn)生的噪聲能夠有效的被該吸聲墻吸收，狗窩外的噪聲能夠降低15 dB，由于電爐冶煉噪聲具有高頻特性，其受電爐車間對(duì)噪聲屏蔽和傳輸消減后，車間外的噪聲能夠降低到75 dB以下，在廠界處基本無影響。電爐除塵風(fēng)機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲在85 dB～90 dB，對(duì)其風(fēng)機(jī)設(shè)隔聲房，并對(duì)風(fēng)機(jī)及噪聲較大的管道、煙囪包扎200 mm的巖棉板隔聲材料，有效的降低了噪聲傳輸，在風(fēng)機(jī)旁的噪聲能夠降低到78 dB左右，廠界噪聲能夠滿足《工業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

4 固廢處置與綜合利用方面

1)除塵灰綜合利用。電爐除塵收集的除塵灰由刮板機(jī)、斗提機(jī)從除塵器的各分灰倉(cāng)運(yùn)送至主灰倉(cāng)，主灰倉(cāng)底部連接圓盤造球機(jī)。圓盤造球機(jī)是傾斜的帶有周邊鋼質(zhì)圓盤，圓盤繞中心軸旋轉(zhuǎn)，除塵灰由圓盤上部進(jìn)入，同時(shí)在圓盤上部噴一定量的水(一般為除塵灰重量的10%左右)，在旋轉(zhuǎn)過程中，細(xì)粒物料散在潮濕的母球表面，不斷的碰撞、粘合,從而使母球長(zhǎng)大，形成20 mm～40 mm成球沿盤底滾落。成球后的除塵灰可以用非密封的罐車?yán)\(yùn)，拉運(yùn)過程杜絕了流撒和揚(yáng)塵，有效的保護(hù)了除塵器卸灰區(qū)域和拉運(yùn)路程的環(huán)境。通過造球后的除塵灰送至太鋼富氧豎爐煉鋼綜合利用，充分利用其中的鎳、鉻、鐵等元素，并減少了廢棄物外排。

2)鋼渣綜合利用。電爐冶煉廢渣通過渣鍋運(yùn)至太鋼渣場(chǎng)進(jìn)行初步分選處理：炙熱的鋼渣采用熱悶工藝將其降溫,使鋼與鋼渣充分分離，經(jīng)篩分、棒磨、磁選、除鐵等工藝將鋼渣中的鐵元素進(jìn)行分離提取渣鋼。提取后的渣鋼在太鋼富氧豎爐煉鋼綜合利用，尾渣送至太鋼哈斯科科技公司，進(jìn)一步提取鐵元素后生產(chǎn)鋼渣肥料、水泥熟料摻合料、鋼渣路基、鋼渣超細(xì)粉。由于鋼渣中富含的硅、鈣、鎂離子，能夠與紅土壤中大量積聚的鐵、鋁離子和鹽堿地中大量積聚的鈉離子發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng)，形成無害化合物。利用鋼渣生產(chǎn)肥料具有防治土壤酸化、沙化和鹽堿化功能；能夠打破土壤板結(jié)、有效改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)等理化指標(biāo)；降低土壤容重，提高土壤透氣性和滲透性、增強(qiáng)土壤保水保肥能力，調(diào)節(jié)土壤酸堿度。

5 節(jié)能方面

90 t電爐除在冶煉過程采用了爐壁燒嘴、節(jié)能變壓器等節(jié)能措施，在除塵設(shè)施風(fēng)機(jī)運(yùn)行中合理調(diào)配風(fēng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速(增壓風(fēng)機(jī)為變頻調(diào)速，主風(fēng)機(jī)為偶合器根據(jù)電爐工況調(diào)速)，達(dá)到了良好的節(jié)能效果：煉鋼過程第四孔增壓風(fēng)機(jī)在50 Hz運(yùn)行，加料、出鋼、準(zhǔn)備、維修狀態(tài)第四孔增壓風(fēng)機(jī)在最低速(12.5 Hz)運(yùn)轉(zhuǎn)。主風(fēng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速根據(jù)冶煉的熔化期、精煉期、準(zhǔn)備及出鋼由液力偶合器進(jìn)行調(diào)節(jié)，煙氣量大時(shí)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，煙氣量小時(shí)低速運(yùn)轉(zhuǎn)。風(fēng)機(jī)的調(diào)速運(yùn)行使電爐產(chǎn)生煙氣量少時(shí)降低電機(jī)電流，節(jié)約除塵電耗。

90 t電爐經(jīng)不斷的改進(jìn)與完善，已成為了世界一流節(jié)能環(huán)保設(shè)施，但由于車間布置、配套工藝等條件限制，在生產(chǎn)工藝中還存在一些改進(jìn)的潛力，如：1)盡管電爐除塵排放濃度很低，遠(yuǎn)低于國(guó)家排放濃度標(biāo)準(zhǔn)的20 mg/Nm3，但其排放的顆粒物中有70%以上為PM2.5，在目前大氣環(huán)境PM2.5濃度較高造成霧霾天氣嚴(yán)重的情況下，如何降低PM2.5的排放，進(jìn)一步履行社會(huì)責(zé)任成為了新的發(fā)展方向；2)目前生產(chǎn)工藝中還未配備除塵一次煙氣余熱回收系統(tǒng)，未能夠替代自然風(fēng)冷器，部分余熱資源存在一些浪費(fèi)現(xiàn)象；3)目前電爐裝料采用兩罐廢鋼的形式進(jìn)行裝料，第二罐廢鋼料裝料過程中存在熱量散失明顯，且裝料過程造成電爐冶煉時(shí)間浪費(fèi)和輔助設(shè)施運(yùn)行耗能。針對(duì)這些問題，我們正在研究對(duì)電爐除塵的濾袋系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，更換更加致密的覆膜濾袋，并對(duì)電爐一次煙氣余熱和一罐料裝料技術(shù)進(jìn)行研究、改造，使電爐生產(chǎn)過程的節(jié)能環(huán)保措施更加完美。

On application of new energy-saving and environmental-friendly technique of 90 t electric furnace of Taiyuan Steel and Iron Group

QU Chao-feng

(TaiyuanSteelandIron(Group)Co.,Ltd,Taiyuan030003,China)

The paper analyzes the new environment-friendly technique for controlling dust, dioxin, and noise from 90 t electric furnace of Taiyuan Steel and Iron Group and its controlling effect, illustrates the new measures for the dust removing and the comprehensive utilities of stainless steel ash, indicates the energy-saving technique for the craft process and environment-friendly facilities, and discusses the current energy-saving and environmental protection potential, and points out some improvement measures.

electric furnace, dust remover, noise, dust, energy-saving

1009-6825(2014)34-0198-03

2014-09-25

曲朝峰(1977- )，男，工程師

TU201.5

A