馬鋼二鐵總廠2#、3#高爐出鐵場爐前除塵改造實踐

胡　彤

(馬鋼股份公司第二煉鐵總廠　安徽馬鞍山　243000)

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馬鋼二鐵總廠2#、3#高爐出鐵場爐前除塵改造實踐

胡彤

(馬鋼股份公司第二煉鐵總廠安徽馬鞍山243000)

摘要：通過對馬鋼第二煉鐵總廠高爐出鐵場除塵系統(tǒng)的改造，針對二個大小不同的出鐵場，以及其爐前設備布置形式的不同，對出鐵除塵系統(tǒng)進行結構及傳動方式改造后的實際效果，進行歸納總結，為今后出鐵場除塵系統(tǒng)的設計提出建設性意見。

關鍵詞：出鐵場；頂吸捕集罩；除塵

高爐出鐵時，開口機在開鐵口時，高溫煙氣在爐內壓力作用下噴出的速度快，盡管高爐出鐵口處均設置了煙氣捕集裝置，由于諸多因素無法完全有效將開鐵口時高溫煙氣煙塵全部捕集，因此仍有部分煙塵彌散于出鐵場廠房內，并通過廠房的氣樓擴散到大氣中，導致污染了周邊環(huán)境，這是形成煉鐵有塵污染物主要原因之一，隨著行業(yè)對環(huán)保控制力度的不斷加強，各鋼鐵企業(yè)對爐前除塵的改造力度也不斷的深化，對爐前除塵的要求也越來越嚴。本文著重介紹馬鋼第二煉鐵總廠對現(xiàn)有爐前除塵改造的生產實踐，通過不同形式的出鐵場和不同的設備布置，探討如何使煙氣捕集效果最大化。

1馬鋼2#、3#高爐出鐵場除塵現(xiàn)狀

二座高爐，2#爐容積為2500m3，三個出鐵口分為南1、北2、北3三個方向布置，3#爐為1000m3高爐，南北兩個出鐵口，二座高爐采取輪流作業(yè)制。每個出鐵口各配有一條出鐵系統(tǒng)，既鐵水溝、渣溝、撇渣器，爐渣經渣溝進入渣處理系統(tǒng)，鐵水沿鐵水溝經擺動溜嘴流入鐵水罐內，鐵水溝的除塵只有鐵口兩側設置了側吸罩。

出鐵場除塵系統(tǒng)主要承擔出鐵口、撇渣器、鐵水溝、渣溝、擺動溜嘴的塵源控制和煙氣凈化。2#爐除塵系統(tǒng)由二條主風管道將南、北塵源點排煙支管的煙氣匯總，經風機送到正壓布袋除塵器過濾，除塵系統(tǒng)處理風量2×48×104m3/h，除塵過濾面積為16000m2三個鐵口在工作過程中，通過蝶閥的開關保證除塵風機風量的匹配。3#爐的除塵系統(tǒng)處理風量50×104m3/h. 三座高爐鐵口在工作過程中，通過蝶閥的開關，除塵風機風量的調節(jié)，匹配。改造前二座高爐爐前除塵狀況見以下照片1、2、3)

2除塵系統(tǒng)存在問題分析

開口機在開鐵口時高溫煙氣在爐內壓力作用下噴出的速度快，盡管高爐出鐵口處均設置了煙氣捕集裝置，由于諸多因素無法完全有效將開鐵口時高溫煙氣煙塵全部捕集，因此仍有部分煙塵彌散于出鐵場廠房內，并通過廠房的氣樓擴散到大氣中。

2#、3#高爐每個出鐵口均沒有設置頂吸捕集罩，且2#高爐開鐵口機為高立柱式開口機，受開口機旋轉軌跡的影響，如果需要增加頂吸捕集罩，則頂吸罩吸口距離出鐵溝7m-8m高，基本屬于敞開式捕集罩，捕集煙塵效果將基本屬于煙氣自然上升后捕集，仍有許多煙氣在野風干涉狀態(tài)下，散發(fā)與廠房內，捕集效果不會理想。

2#、3#高爐爐前除塵各只帶有一套除塵風機系統(tǒng)，每個鐵口出鐵時，通過管道上的蝶閥切換，來保證風機風量對其工作狀態(tài)下的鐵口除塵得到有效利用，由于蝶閥長時間開關后，容易造成閥板卡阻，使得閥板不可靈活動作，由于蝶閥的外形尺寸較大，安裝位置是在爐臺下方，不宜更換，因此，造成蝶閥開開關失效后，閥板基本處于常開位置，使得風機的有效風量下降，除塵效果不理想。

3設計原則

3.1從方案上整體考慮，不影響高爐正常生產的前提下，對出鐵場除塵系統(tǒng)進行整改。

3.2改造后的除塵系統(tǒng)在高爐出鐵時，應做到出鐵環(huán)境明顯改善。

3.3改造后的出鐵場除塵系統(tǒng)不影響爐前操作工的操作和對主溝及爐前設備的維護。

3.4改造后的除塵系統(tǒng)必須不影響檢修人員對泥炮和開口機的檢修和維護。

4改造原則

4.1按照國家規(guī)定及地方法規(guī)、標準，結合馬鋼股份第二煉鐵總廠2#、3#高爐生產工藝及出鐵場除塵系統(tǒng)現(xiàn)狀進行改造。

4.2借簽現(xiàn)有同類型高爐成功經驗，采用成熟、先進技術使除塵系統(tǒng)改造后運行穩(wěn)定、可靠，操作維修方便。

4.3盡可能利用原除塵設施中合理以及仍可繼續(xù)使用的設備和管路以節(jié)省改造費用。

4.4改造方案原則上以不影響生產工藝，施工周期盡可能短，并在改造實施期間仍可利用原除塵能力，防止對環(huán)境造成明顯污染。

改造內容

5設計內容

根據第二煉鐵總廠要求，結合現(xiàn)場條件和工藝情況，2#、3#高爐出鐵廠除塵系統(tǒng)改造方案設計內容為：

5.1出鐵口排煙罩改造，以滿足出鐵時的煙氣捕集；

5.2新增出鐵口頂吸捕集罩。以解決開、堵鐵口時的煙氣捕集；

5.3對現(xiàn)有管道系統(tǒng)進行改造。

6改造總體方案

結合目前工藝操作要求和場地條件，要解決捕集高爐在開鐵口時噴出的煙氣，在原有的側吸罩條件下考慮的方案：在鐵口煙氣外噴集中部位上的設置：2#爐為上下可移動懸式頂吸捕集煙罩，3#爐為左右可移動式頂吸捕集罩。

從出鐵口煙塵捕集效果來看，頂吸式捕集罩的捕集效果要優(yōu)于側吸罩，因為它能使在開鐵口時噴出的煙氣在熱升力的作用下經風口平臺部分直接導入頂吸罩內，其余部分可以靠罩口的負壓來進行捕集，因此使捕集效率大為提高。故在此次改造中采用保留原有的出鐵口單側吸風罩，增設二次頂吸罩的捕集形式來解決出鐵口時的煙塵捕集，考慮到吸罩要滿足檢修主溝、捕集效率、除塵罩本省的維護，頂吸捕集罩分別設計為上下可移動式和左右移動結構形式兩種，排煙罩口的尺寸：6.0m×4.0m;

根據理論計算與實際觀察，高爐開鐵口時，外噴煙氣長度約為5m-6m范圍，先出鐵口之平臺外側面的距離為3.5m左右，所以新增了頂吸罩后，其排煙罩口部分基本能覆蓋了煙氣上升空間，當開口機在開鐵口時，噴出的煙氣亦控制在新增的頂吸罩捕集范圍以內，因此通過采取在出鐵口風口平臺外側增設頂煙罩后基本上可解決高爐開鐵口時煙氣外逸的狀況。

為了有效地捕集開鐵口時外噴的強勁煙氣流，罩口斷面上必須保持一定的吸風速度，經過計算頂吸罩所需的風量約為20×10104m3/h,從而形成的二次捕集作用，使得開口機開鐵口時產生的煙氣由原側吸罩和新增設的二次頂吸罩共同來進行捕集已取得最佳捕集效果。

由于不新增除塵風機，為了從分利用原有風機效率，必須提高原側吸罩效率，在日常生產，泥炮側原側吸口關閉原有蝶閥，以保證頂吸罩的風量，使頂吸罩的吸風效果達到最佳化。

為了顧及到開口機開鐵口作業(yè)時主機架的位置，新增設的頂吸罩可以左右移動約4.5m，確保不妨礙開鐵口機開鐵口時的作業(yè)和檢修，同時保證頂吸罩的最佳捕集效果。

為了確保頂吸罩安全，頂吸罩左右移動結構設置安全防脫落機構。

6.1　2#爐鐵口頂吸捕集罩系統(tǒng)說明(見圖1)

由于開鐵口機為立柱式高開口機，開口時，將頂吸罩提升到最高度，開鐵口機打開鐵口，開口機移動到待機位置后，將頂吸捕集罩下降到風口平臺處，使得頂吸罩與風口平臺組成一個密閉整體，使野風對煙塵的干擾影響減少到最低；同時，為了保證風機的除塵效率，將原兩側吸風口改為單側吸風，同時將原單側吸風調節(jié)蝶閥改為插板閥，此鐵口出鐵時，開啟插板閥，出鐵完畢，則關閉插板閥，保證風機吸塵效率最大化。

6.2　上下移動式頂吸捕集罩傳動機構(見圖2)

鋼絲繩一端固定在移動罩上，另一端固定在卷筒上，通過聯(lián)軸器將卷筒與角尺齒箱相連，再通過聯(lián)軸器將角尺齒箱也減速機相連，通過聯(lián)軸器將減速機與電機相連接，整個系統(tǒng)的運轉動作：通過一臺電機將輸出功率，傳遞給減速機，該減速機為一個輸入端、二個輸出端，減速機的輸出端將力傳遞角向齒箱，通過角尺齒箱改變力的方向，并帶動四個卷筒裝置，通過卷筒裝置，對吸塵罩進行上下升降移動；

6.3　3#爐鐵口頂吸捕集罩系統(tǒng)說明(見圖3)

由于可移動式捕集罩的水平高度與高爐風口平臺相齊，且捕集罩內沿與風口平臺相重合，外沿離開風口平臺5米，高爐鐵口出鐵時，所噴出的煙塵，全部籠罩在捕集罩范圍內，使得絕大部分煙塵得到收集，根據高爐修整主溝和檢修開口機或泥炮時，通過傳動系統(tǒng)，將捕集罩向鐵口左或右進行水平移動，讓出以上檢修的作業(yè)和檢修空間。

6.4　3#爐鐵口頂吸捕集罩傳動機構(見圖4)

鋼絲繩一端固定在移動罩上，另一端固定在卷筒上，通過聯(lián)軸器將卷筒與減速機輸出端相連，通過聯(lián)軸器將減速機與電機相連接，整個系統(tǒng)的運轉動作：通過一臺電機將輸出功率，傳遞給減速機，該減速機為一個輸入端、二個輸出端，減速機的輸出端將力傳遞給卷筒，通過兩個卷筒裝置，對吸塵罩進行水平左右移動；

6.5　除塵管路系統(tǒng)改造

除塵管路系統(tǒng)的主要改造目的就是為了使頂部捕集效率發(fā)揮最好，并使除塵效率得到最大化，對原有鐵口兩側吸塵支管，進心了封閉其中的一路，除了在總管上將原有的起調節(jié)作用的蝶閥，修改為非標插板閥，同時，在另一路支管上也安裝了非標插板閥。由于非標插板閥采用雙向雙氣缸傳動，同時，采用了齒輪、齒條導向裝置，使得閥板在運行過程中不易結灰，而且開、閉穩(wěn)定，雖然該閥的密閉性能差與蝶閥結構，但閥的結構簡單、故障率低，可以有效的保證出鐵時，風機效率。

7實際使用效果

照片4說明;開口機打開鐵口后，除塵效果達到60%左右，與理想效果有一定的差距，主要問題是：一是由于頂吸捕集罩需要上下移動。頂吸捕集罩的斜度不足，沒有起到煙塵的導流左右，捕集罩的邊緣氣流負壓力小，影響了除塵效果，二是由于要滿足開口機的高度運行，使得頂吸捕集罩無法完全籠罩整個煙塵區(qū)域，也影響了捕集煙塵效果。

3#爐高爐改造后實際使用效果見照片5、6

照片5、6說明：開口機打開鐵口后，除塵效果達到80%以上，達到了設計要求效果。從照片可以看出，由于移動式頂吸捕集罩，基本籠罩了打開鐵口后，所有煙塵散發(fā)范圍，且由于頂吸捕集罩的斜度足夠大，邊緣氣流的導流效果相當明顯，同時，在對主溝進行修整時、泥炮、開口機檢修時，對頂吸捕集罩可隨意的往鐵口左右方向進行移動，既保證了頂吸捕集罩的有效面積，降低了野風對其受塵效果的影響，也滿足了與其相關的設備檢修需要。

8結論

通過對2#爐、3#爐出鐵場除塵系統(tǒng)改造的效果，我們得出以下結論：

(1)為了保證風機的最大效率，一定要設計頂吸捕集罩，且捕集罩的有效面積必須籠罩出鐵時，散發(fā)煙塵的所有范圍。

(2)在設計捕集罩的捕集范圍時，應將捕集罩與風口平臺一并考慮，將風口平臺與捕集罩設計成一個整體，這樣可使最大可能的減少了野風對捕集罩對收塵效果的影響。

(3)與目前許多高爐吸塵捕集罩罩是完全固定不動相比，移動式頂吸捕集罩，可以更有效地對煙塵進行捕集，而且可以使得風機的風量得到最大的有效利用，因此，在設計時頂吸捕集罩應設計成移動式頂吸捕集罩。

(4)上下移動式與左右水平移動式頂吸捕集罩相比，水平可移動式的系統(tǒng)故障率要低，且捕集煙塵效果更好。

(5)管路系統(tǒng)采用非標插板閥替代蝶閥，效果明顯，雖然，密閉性能插板閥要遜色與蝶閥，但工作的穩(wěn)定可靠性要遠勝于蝶閥，而且，就整個系統(tǒng)的風量損失而言，插板閥所泄漏的風量幾乎是微不足道的。

參 考 文 獻

[1]張龍來等.寶鋼4#高爐爐前除塵技術的進步[J].寶鋼技術,2007

[2]韋鳴瑞等.高爐出鐵場除塵系統(tǒng)改造設計探討[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2009,5

[3]張靈.武鋼4號高爐大修改造出鐵場系統(tǒng)設計[J].煉鐵, 1997，6

[4]劉文藝.提高馬鋼2號高爐出鐵場除塵效果的探討[J].安徽冶金,2011，2

Summary of blast furnace dust transformation of Masteel No.2 Iron factory

HU Tong

Abstract：in this paper, through the transformation of Maanshan Iron & Steel Co., Ltd. the second ironmaking plant of blast furnace iron dust removal system, according to two different sizes of casthouse, and before the furnace equipment layout of different, of iron dust removal system of actual effect after the transformation of the structure and mode of transmission, summarized, put forward a constructive suggestion for the design of future casthouse dedusting system.

Key words：Casthouse;Top suction trapping;Remove dust

作者簡介：胡彤(1964-)，男，馬鋼股份公司第二煉鐵總廠，工程師。

收稿日期：2015-10-01

中圖分類號：TF547+.2

文獻標識碼：B

文章編號：1672-9994(2015)04-0011-05