煉鋼工序石灰塊末在線分離技術的開發(fā)與應用

亓斌

【摘 要】 通過進行煉鋼工序石灰塊末在線分離技術的開發(fā)與應用，轉爐煉鋼有效石灰投入量明顯上升，轉爐冶煉的脫硫脫磷效果也隨之上升，因磷、硫成分不合格造成的出格爐數(shù)下降1爐次/月；新技術取得了顯著的經(jīng)濟效益，石灰粉末的篩分可以節(jié)約11132.5噸/年的石灰消耗，使得鋼鐵料消耗降低2.91千克/噸鋼，與提高脫硫脫磷效果兩項直接經(jīng)濟效益達335.79萬元。石灰塊末在線分離裝置運行效率達57.2%，高于同類機械重力除塵設備50%的運行效率。該設備極大程度上緩解了皮帶機頭二次揚塵帶來的負面效果，為人員點檢創(chuàng)造了有利條件，同時也杜絕了周邊的設備受到粉塵傷害的現(xiàn)象和可能，環(huán)境效益顯著。

【關鍵詞】 塊末分離 石灰 煉鋼工序

1 引言

石灰是煉鋼工序生產(chǎn)過程中不可缺少的原料，由于石灰本身強度較差，使其在運輸、儲存、使用的過程中容易碎裂，造成粒徑發(fā)生變化，產(chǎn)生一定的粉末。加之煉鋼使用的石灰采購渠道復雜，大量石灰粉末與塊狀石灰一起進入轉爐冶煉使用，會在成本、工藝、設備、環(huán)境方面造成諸多不良影響[1，2]，急需開發(fā)一種近終端塊末分離技術在其被使用的工藝末端對石灰塊末進行分離處理。

2 工藝路線

采購來的石灰經(jīng)過皮帶運輸后進入爐頂料倉，而后冶煉時進入轉爐，部分質(zhì)量較輕的粉末在進入轉爐時，由于其質(zhì)量較小，同時受到轉爐熱流的影響，會被一次除塵器吸入煙道。因此，需要研制一種沉降分離系統(tǒng)，利用負壓將石灰粉末在其投入轉爐之前抽出，進入沉降分離裝置，使得大部分石灰粉末顆粒能夠被從石灰塊中分離出來并能夠沉降、外運，從而達到降低成本、改善工藝、改善周邊環(huán)境的目的。在皮帶機處，使用自動助吹集塵技術對石灰塊末進行分離，吹出的石灰粉末由負壓分離系統(tǒng)吸走，剩余的塊狀石灰進入高位料倉進行轉爐冶煉使用。

3 技術開發(fā)及設計

石灰粉末屬于礦物質(zhì)粉塵，考慮到整個系統(tǒng)不可避免有水平風管的布置，選定系統(tǒng)的設計風速為v=16m/s[3]，流量為100000m3/h，經(jīng)計算得系統(tǒng)主管路管徑D=1500mm。正常生產(chǎn)時，每天需要分離的粉末量為55～60t。

系統(tǒng)在最后一級皮帶機機頭處，使用自動正負壓助吹集塵技術對石灰塊末進行分離，每當皮帶機上料時，用一個自動正壓噴吹裝置在集塵罩處對石灰進行分離，吹出的石灰粉末由負壓分離系統(tǒng)吸走，剩余的塊狀石灰進入高位料倉進行轉爐冶煉使用。如此便實現(xiàn)了石灰在最后的輸送終端進行塊末分離。

粉末經(jīng)過分離系統(tǒng)后，會進入負壓段，大粒徑的石灰顆粒會在沉降室得到重力沉降分離。沉降室的設計如下：顆粒要求的沉降時間（按平均粒徑100μm考慮）td為2.93s，得沉降室體積為82.8m3，取沉降室尺寸為6.0m×6.0m×2.3m。

為了提高收塵效率，在沉降室入口處設置導流板，可以使沉降室內(nèi)氣體均勻化， 在沉降室內(nèi)設置擋流板，增加石灰粉末粒子的慣性碰撞效應，有利于顆粒的沉降。

系統(tǒng)需有負壓源提供動力，并提供精密除塵的構筑物。老區(qū)煉鋼利用廠里已有功能單元—混鐵爐二次除塵風機作為負壓源，它可以提供充足的風量，其除塵布袋可以能提供精密除塵功能，以去除沉降室后小粒徑的石灰粉末。石灰粉末沉降室后為DN1500的主管道，延長后與混鐵爐二次除塵管道對接，為了應對更多種分離工況和分離原料種類，本案在系統(tǒng)管道上設置DN1500的調(diào)節(jié)閥用以更加靈活地調(diào)整系統(tǒng)風量及風速，如圖1。

石灰塊末分離系統(tǒng)的運行會給混鐵爐二次除塵裝置帶來一定的負擔，具體表現(xiàn)為：布袋積灰速度變快，風機機后阻力上升速度加快，加濕機處發(fā)生輕微二次揚塵等情況。針對這一情況，本方案對二次除塵做出適應性改造如下：提升布袋噴吹速度，降低風機機后阻力上升速度，對加濕機管路進行加粗，并增設一直末端加濕噴嘴，降低加濕機溫度，杜絕二次揚塵。

4 應用效果

石灰塊末在線分離技術開發(fā)應用后，在石灰消耗、轉爐冶煉、除塵器排放、一次除塵運行、轉爐污水等方面進行的效果驗證，結果如下：（1）分離器可以分離0.05至1mm以下的石灰粉末，也有少量1-5mm的石灰小顆粒，轉爐冶煉石灰利用率從88.1%提升至95.1%；（2）噸鋼石灰消耗平均值下降2.67kg/t，每年節(jié)約石灰消耗價值166.99萬元；（3）一次除塵風機清洗頻率有所提升至2.35天/次；（4）除塵污水pH值平均值下降至9.15，檢修清灰檢查發(fā)現(xiàn)污水結垢現(xiàn)象有明顯緩解；（5）皮帶機機頭處揚塵環(huán)境得到很大改善。

5 結語

通過進行煉鋼工序石灰塊末在線分離技術的開發(fā)與應用，轉爐煉鋼有效石灰投入量明顯上升，轉爐冶煉的脫硫脫磷效果也隨之上升，因磷、硫成分不合格造成的出格爐數(shù)下降1爐次/月；新技術取得了顯著的經(jīng)濟效益，石灰粉末的篩分可以節(jié)約11132.5噸/年的石灰消耗，使得鋼鐵料消耗降低2.91千克/噸鋼，與提高脫硫脫磷效果兩項直接經(jīng)濟效益達335.79萬元。石灰塊末在線分離裝置運行效率達57.2%，高于同類機械重力除塵設備50%的運行效率。該設備極大程度上緩解了皮帶機頭二次揚塵帶來的負面效果，為人員點檢創(chuàng)造了有利條件，同時也杜絕了周邊的設備受到粉塵傷害的現(xiàn)象和可能，環(huán)境效益顯著，在煉鋼工序中具有較高的推廣和應用價值。

參考文獻：

[1]蘇大雄，錢楓.石灰濕法脫硫過程中pH條件對結垢的影響研究.環(huán)境污染與防治. 2007（3）：199-200.

[2]李生英，范志輝等.石灰質(zhì)量對煉鋼的影響及其質(zhì)量控制.冶金叢刊，2010（4）：42-44

[3]《環(huán)境工程設計手冊》.（修訂版）湖南科學技術出版社.endprint

【摘 要】 通過進行煉鋼工序石灰塊末在線分離技術的開發(fā)與應用，轉爐煉鋼有效石灰投入量明顯上升，轉爐冶煉的脫硫脫磷效果也隨之上升，因磷、硫成分不合格造成的出格爐數(shù)下降1爐次/月；新技術取得了顯著的經(jīng)濟效益，石灰粉末的篩分可以節(jié)約11132.5噸/年的石灰消耗，使得鋼鐵料消耗降低2.91千克/噸鋼，與提高脫硫脫磷效果兩項直接經(jīng)濟效益達335.79萬元。石灰塊末在線分離裝置運行效率達57.2%，高于同類機械重力除塵設備50%的運行效率。該設備極大程度上緩解了皮帶機頭二次揚塵帶來的負面效果，為人員點檢創(chuàng)造了有利條件，同時也杜絕了周邊的設備受到粉塵傷害的現(xiàn)象和可能，環(huán)境效益顯著。

【關鍵詞】 塊末分離 石灰 煉鋼工序

1 引言

石灰是煉鋼工序生產(chǎn)過程中不可缺少的原料，由于石灰本身強度較差，使其在運輸、儲存、使用的過程中容易碎裂，造成粒徑發(fā)生變化，產(chǎn)生一定的粉末。加之煉鋼使用的石灰采購渠道復雜，大量石灰粉末與塊狀石灰一起進入轉爐冶煉使用，會在成本、工藝、設備、環(huán)境方面造成諸多不良影響[1，2]，急需開發(fā)一種近終端塊末分離技術在其被使用的工藝末端對石灰塊末進行分離處理。

2 工藝路線

采購來的石灰經(jīng)過皮帶運輸后進入爐頂料倉，而后冶煉時進入轉爐，部分質(zhì)量較輕的粉末在進入轉爐時，由于其質(zhì)量較小，同時受到轉爐熱流的影響，會被一次除塵器吸入煙道。因此，需要研制一種沉降分離系統(tǒng)，利用負壓將石灰粉末在其投入轉爐之前抽出，進入沉降分離裝置，使得大部分石灰粉末顆粒能夠被從石灰塊中分離出來并能夠沉降、外運，從而達到降低成本、改善工藝、改善周邊環(huán)境的目的。在皮帶機處，使用自動助吹集塵技術對石灰塊末進行分離，吹出的石灰粉末由負壓分離系統(tǒng)吸走，剩余的塊狀石灰進入高位料倉進行轉爐冶煉使用。

3 技術開發(fā)及設計

石灰粉末屬于礦物質(zhì)粉塵，考慮到整個系統(tǒng)不可避免有水平風管的布置，選定系統(tǒng)的設計風速為v=16m/s[3]，流量為100000m3/h，經(jīng)計算得系統(tǒng)主管路管徑D=1500mm。正常生產(chǎn)時，每天需要分離的粉末量為55～60t。

系統(tǒng)在最后一級皮帶機機頭處，使用自動正負壓助吹集塵技術對石灰塊末進行分離，每當皮帶機上料時，用一個自動正壓噴吹裝置在集塵罩處對石灰進行分離，吹出的石灰粉末由負壓分離系統(tǒng)吸走，剩余的塊狀石灰進入高位料倉進行轉爐冶煉使用。如此便實現(xiàn)了石灰在最后的輸送終端進行塊末分離。

粉末經(jīng)過分離系統(tǒng)后，會進入負壓段，大粒徑的石灰顆粒會在沉降室得到重力沉降分離。沉降室的設計如下：顆粒要求的沉降時間（按平均粒徑100μm考慮）td為2.93s，得沉降室體積為82.8m3，取沉降室尺寸為6.0m×6.0m×2.3m。

為了提高收塵效率，在沉降室入口處設置導流板，可以使沉降室內(nèi)氣體均勻化， 在沉降室內(nèi)設置擋流板，增加石灰粉末粒子的慣性碰撞效應，有利于顆粒的沉降。

系統(tǒng)需有負壓源提供動力，并提供精密除塵的構筑物。老區(qū)煉鋼利用廠里已有功能單元—混鐵爐二次除塵風機作為負壓源，它可以提供充足的風量，其除塵布袋可以能提供精密除塵功能，以去除沉降室后小粒徑的石灰粉末。石灰粉末沉降室后為DN1500的主管道，延長后與混鐵爐二次除塵管道對接，為了應對更多種分離工況和分離原料種類，本案在系統(tǒng)管道上設置DN1500的調(diào)節(jié)閥用以更加靈活地調(diào)整系統(tǒng)風量及風速，如圖1。

石灰塊末分離系統(tǒng)的運行會給混鐵爐二次除塵裝置帶來一定的負擔，具體表現(xiàn)為：布袋積灰速度變快，風機機后阻力上升速度加快，加濕機處發(fā)生輕微二次揚塵等情況。針對這一情況，本方案對二次除塵做出適應性改造如下：提升布袋噴吹速度，降低風機機后阻力上升速度，對加濕機管路進行加粗，并增設一直末端加濕噴嘴，降低加濕機溫度，杜絕二次揚塵。

4 應用效果

石灰塊末在線分離技術開發(fā)應用后，在石灰消耗、轉爐冶煉、除塵器排放、一次除塵運行、轉爐污水等方面進行的效果驗證，結果如下：（1）分離器可以分離0.05至1mm以下的石灰粉末，也有少量1-5mm的石灰小顆粒，轉爐冶煉石灰利用率從88.1%提升至95.1%；（2）噸鋼石灰消耗平均值下降2.67kg/t，每年節(jié)約石灰消耗價值166.99萬元；（3）一次除塵風機清洗頻率有所提升至2.35天/次；（4）除塵污水pH值平均值下降至9.15，檢修清灰檢查發(fā)現(xiàn)污水結垢現(xiàn)象有明顯緩解；（5）皮帶機機頭處揚塵環(huán)境得到很大改善。

5 結語

通過進行煉鋼工序石灰塊末在線分離技術的開發(fā)與應用，轉爐煉鋼有效石灰投入量明顯上升，轉爐冶煉的脫硫脫磷效果也隨之上升，因磷、硫成分不合格造成的出格爐數(shù)下降1爐次/月；新技術取得了顯著的經(jīng)濟效益，石灰粉末的篩分可以節(jié)約11132.5噸/年的石灰消耗，使得鋼鐵料消耗降低2.91千克/噸鋼，與提高脫硫脫磷效果兩項直接經(jīng)濟效益達335.79萬元。石灰塊末在線分離裝置運行效率達57.2%，高于同類機械重力除塵設備50%的運行效率。該設備極大程度上緩解了皮帶機頭二次揚塵帶來的負面效果，為人員點檢創(chuàng)造了有利條件，同時也杜絕了周邊的設備受到粉塵傷害的現(xiàn)象和可能，環(huán)境效益顯著，在煉鋼工序中具有較高的推廣和應用價值。

參考文獻：

[1]蘇大雄，錢楓.石灰濕法脫硫過程中pH條件對結垢的影響研究.環(huán)境污染與防治. 2007（3）：199-200.

[2]李生英，范志輝等.石灰質(zhì)量對煉鋼的影響及其質(zhì)量控制.冶金叢刊，2010（4）：42-44

[3]《環(huán)境工程設計手冊》.（修訂版）湖南科學技術出版社.endprint

【摘 要】 通過進行煉鋼工序石灰塊末在線分離技術的開發(fā)與應用，轉爐煉鋼有效石灰投入量明顯上升，轉爐冶煉的脫硫脫磷效果也隨之上升，因磷、硫成分不合格造成的出格爐數(shù)下降1爐次/月；新技術取得了顯著的經(jīng)濟效益，石灰粉末的篩分可以節(jié)約11132.5噸/年的石灰消耗，使得鋼鐵料消耗降低2.91千克/噸鋼，與提高脫硫脫磷效果兩項直接經(jīng)濟效益達335.79萬元。石灰塊末在線分離裝置運行效率達57.2%，高于同類機械重力除塵設備50%的運行效率。該設備極大程度上緩解了皮帶機頭二次揚塵帶來的負面效果，為人員點檢創(chuàng)造了有利條件，同時也杜絕了周邊的設備受到粉塵傷害的現(xiàn)象和可能，環(huán)境效益顯著。

【關鍵詞】 塊末分離 石灰 煉鋼工序

1 引言

石灰是煉鋼工序生產(chǎn)過程中不可缺少的原料，由于石灰本身強度較差，使其在運輸、儲存、使用的過程中容易碎裂，造成粒徑發(fā)生變化，產(chǎn)生一定的粉末。加之煉鋼使用的石灰采購渠道復雜，大量石灰粉末與塊狀石灰一起進入轉爐冶煉使用，會在成本、工藝、設備、環(huán)境方面造成諸多不良影響[1，2]，急需開發(fā)一種近終端塊末分離技術在其被使用的工藝末端對石灰塊末進行分離處理。

2 工藝路線

采購來的石灰經(jīng)過皮帶運輸后進入爐頂料倉，而后冶煉時進入轉爐，部分質(zhì)量較輕的粉末在進入轉爐時，由于其質(zhì)量較小，同時受到轉爐熱流的影響，會被一次除塵器吸入煙道。因此，需要研制一種沉降分離系統(tǒng)，利用負壓將石灰粉末在其投入轉爐之前抽出，進入沉降分離裝置，使得大部分石灰粉末顆粒能夠被從石灰塊中分離出來并能夠沉降、外運，從而達到降低成本、改善工藝、改善周邊環(huán)境的目的。在皮帶機處，使用自動助吹集塵技術對石灰塊末進行分離，吹出的石灰粉末由負壓分離系統(tǒng)吸走，剩余的塊狀石灰進入高位料倉進行轉爐冶煉使用。

3 技術開發(fā)及設計

石灰粉末屬于礦物質(zhì)粉塵，考慮到整個系統(tǒng)不可避免有水平風管的布置，選定系統(tǒng)的設計風速為v=16m/s[3]，流量為100000m3/h，經(jīng)計算得系統(tǒng)主管路管徑D=1500mm。正常生產(chǎn)時，每天需要分離的粉末量為55～60t。

系統(tǒng)在最后一級皮帶機機頭處，使用自動正負壓助吹集塵技術對石灰塊末進行分離，每當皮帶機上料時，用一個自動正壓噴吹裝置在集塵罩處對石灰進行分離，吹出的石灰粉末由負壓分離系統(tǒng)吸走，剩余的塊狀石灰進入高位料倉進行轉爐冶煉使用。如此便實現(xiàn)了石灰在最后的輸送終端進行塊末分離。

粉末經(jīng)過分離系統(tǒng)后，會進入負壓段，大粒徑的石灰顆粒會在沉降室得到重力沉降分離。沉降室的設計如下：顆粒要求的沉降時間（按平均粒徑100μm考慮）td為2.93s，得沉降室體積為82.8m3，取沉降室尺寸為6.0m×6.0m×2.3m。

為了提高收塵效率，在沉降室入口處設置導流板，可以使沉降室內(nèi)氣體均勻化， 在沉降室內(nèi)設置擋流板，增加石灰粉末粒子的慣性碰撞效應，有利于顆粒的沉降。

系統(tǒng)需有負壓源提供動力，并提供精密除塵的構筑物。老區(qū)煉鋼利用廠里已有功能單元—混鐵爐二次除塵風機作為負壓源，它可以提供充足的風量，其除塵布袋可以能提供精密除塵功能，以去除沉降室后小粒徑的石灰粉末。石灰粉末沉降室后為DN1500的主管道，延長后與混鐵爐二次除塵管道對接，為了應對更多種分離工況和分離原料種類，本案在系統(tǒng)管道上設置DN1500的調(diào)節(jié)閥用以更加靈活地調(diào)整系統(tǒng)風量及風速，如圖1。

石灰塊末分離系統(tǒng)的運行會給混鐵爐二次除塵裝置帶來一定的負擔，具體表現(xiàn)為：布袋積灰速度變快，風機機后阻力上升速度加快，加濕機處發(fā)生輕微二次揚塵等情況。針對這一情況，本方案對二次除塵做出適應性改造如下：提升布袋噴吹速度，降低風機機后阻力上升速度，對加濕機管路進行加粗，并增設一直末端加濕噴嘴，降低加濕機溫度，杜絕二次揚塵。

4 應用效果

石灰塊末在線分離技術開發(fā)應用后，在石灰消耗、轉爐冶煉、除塵器排放、一次除塵運行、轉爐污水等方面進行的效果驗證，結果如下：（1）分離器可以分離0.05至1mm以下的石灰粉末，也有少量1-5mm的石灰小顆粒，轉爐冶煉石灰利用率從88.1%提升至95.1%；（2）噸鋼石灰消耗平均值下降2.67kg/t，每年節(jié)約石灰消耗價值166.99萬元；（3）一次除塵風機清洗頻率有所提升至2.35天/次；（4）除塵污水pH值平均值下降至9.15，檢修清灰檢查發(fā)現(xiàn)污水結垢現(xiàn)象有明顯緩解；（5）皮帶機機頭處揚塵環(huán)境得到很大改善。

5 結語

通過進行煉鋼工序石灰塊末在線分離技術的開發(fā)與應用，轉爐煉鋼有效石灰投入量明顯上升，轉爐冶煉的脫硫脫磷效果也隨之上升，因磷、硫成分不合格造成的出格爐數(shù)下降1爐次/月；新技術取得了顯著的經(jīng)濟效益，石灰粉末的篩分可以節(jié)約11132.5噸/年的石灰消耗，使得鋼鐵料消耗降低2.91千克/噸鋼，與提高脫硫脫磷效果兩項直接經(jīng)濟效益達335.79萬元。石灰塊末在線分離裝置運行效率達57.2%，高于同類機械重力除塵設備50%的運行效率。該設備極大程度上緩解了皮帶機頭二次揚塵帶來的負面效果，為人員點檢創(chuàng)造了有利條件，同時也杜絕了周邊的設備受到粉塵傷害的現(xiàn)象和可能，環(huán)境效益顯著，在煉鋼工序中具有較高的推廣和應用價值。

參考文獻：

[1]蘇大雄，錢楓.石灰濕法脫硫過程中pH條件對結垢的影響研究.環(huán)境污染與防治. 2007（3）：199-200.

[2]李生英，范志輝等.石灰質(zhì)量對煉鋼的影響及其質(zhì)量控制.冶金叢刊，2010（4）：42-44

[3]《環(huán)境工程設計手冊》.（修訂版）湖南科學技術出版社.endprint