轉(zhuǎn)爐一次高溫?zé)煔獗簾蚁到y(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

程志洪

（濟(jì)鋼集團(tuán)國(guó)際工程技術(shù)有限公司，山東濟(jì)南 250101）

節(jié)能減排

轉(zhuǎn)爐一次高溫?zé)煔獗簾蚁到y(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

程志洪

（濟(jì)鋼集團(tuán)國(guó)際工程技術(shù)有限公司，山東濟(jì)南 250101）

為回收用轉(zhuǎn)爐吹煉過程產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉄崃?，利用高溫?zé)煔鈱?duì)石灰爐窯內(nèi)的石灰石進(jìn)行焙燒，系統(tǒng)組成主要包括蓄熱室、石灰爐窯、一次除塵換熱器、二次除塵器、煤氣風(fēng)機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)、換熱風(fēng)機(jī)、煤氣切換站等。高溫?zé)煔獗簾蚁到y(tǒng)應(yīng)用后，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐一次高溫?zé)煔獬龎m、凈化、降溫，煙氣所含物理熱70%、化學(xué)熱100%得到回收再利用。

轉(zhuǎn)爐；石灰窯；高溫?zé)煔?；焙燒；凈化回?/p>

1 前言

目前轉(zhuǎn)爐一次煙氣的凈化回收采用兩種方式，一是濕法凈化回收系統(tǒng)，該方式采用飽和冷卻，高溫?zé)煔饨?jīng)過“二文一塔”，溫度由汽化冷卻煙道出口的800～1 000℃冷卻至70℃后，進(jìn)一次風(fēng)機(jī)房回收或者放散；二是干法凈化回收系統(tǒng)，該方式采用蒸發(fā)冷卻，高溫?zé)煔饨?jīng)過蒸發(fā)冷卻器、電除塵器、煤氣冷卻器，溫度由汽化冷卻煙道出口的800～1 000℃冷卻至70℃后，由切換站選擇回收或者放散。兩種方式的轉(zhuǎn)爐煙氣從800℃降至70℃的熱量通過飽和或蒸發(fā)冷卻由水進(jìn)行吸收并進(jìn)一步直接冷卻，此部分熱量完全流失放散。同時(shí)，兩種方式中都要配置龐大的水處理系統(tǒng)。為此，開發(fā)轉(zhuǎn)爐一次高溫?zé)煔獗簾蚁到y(tǒng)，利用轉(zhuǎn)爐吹煉過程產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈱?duì)石灰爐窯內(nèi)的石灰石進(jìn)行焙燒。

2 轉(zhuǎn)爐一次高溫?zé)煔獗簾蚁到y(tǒng)

2.1 主要工藝簡(jiǎn)介

在轉(zhuǎn)爐吹氧冶煉期，轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過蓄熱室后溫度穩(wěn)定在1 100℃，進(jìn)入石灰爐窯進(jìn)行煅燒石灰石。經(jīng)過石灰爐窯內(nèi)的轉(zhuǎn)爐煙氣經(jīng)換熱器進(jìn)行換熱，煙氣再次降溫，空氣被加熱，熱空氣用來預(yù)熱入爐物料。轉(zhuǎn)爐煙氣然后經(jīng)過兩級(jí)除塵后回收，得到轉(zhuǎn)爐煤氣。

在轉(zhuǎn)爐非吹氧期，吸入的空氣在經(jīng)過蓄熱室后加熱至900℃，進(jìn)入石灰爐窯進(jìn)行預(yù)熱石灰石，石灰爐窯內(nèi)的空氣經(jīng)過換熱器，然后再經(jīng)過兩級(jí)除塵后放散。

轉(zhuǎn)爐煙氣的物理熱和部分化學(xué)熱通過石灰爐窯、換熱器得到充分回收，潔凈轉(zhuǎn)爐煤氣送至煤氣柜進(jìn)行后續(xù)利用，實(shí)現(xiàn)化學(xué)熱的完全回收，可實(shí)現(xiàn)回收物理熱70%。高溫?zé)煔獗簾夜に嚵鞒倘鐖D1所示。

圖1 系統(tǒng)工藝流程

2.2 系統(tǒng)組成及功能

轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煔獗簾蚁到y(tǒng)組成主要包括：蓄熱室、石灰爐窯、一次除塵換熱器、二次除塵器、煤氣風(fēng)機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)、換熱風(fēng)機(jī)、煤氣切換站等。

2.2.1 蓄熱室

轉(zhuǎn)爐吹氧期間，產(chǎn)生大量高溫?zé)煔?，過量的煙氣在蓄熱室存儲(chǔ)，穩(wěn)定吹氧期煙氣溫度，使高溫?zé)煔饽軌虺掷m(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)石灰石焙燒。

轉(zhuǎn)爐非吹氧期間，轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生煙氣量少而且溫度低，蓄熱室儲(chǔ)存一部分熱量可以用于加熱非吹氧期的空氣，保證進(jìn)入石灰爐窯的空氣溫度不至于太低，實(shí)現(xiàn)對(duì)石灰石的預(yù)熱目的。

蓄熱室采用新型蓄熱材料，保證出口溫度的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)石灰石的焙燒和預(yù)熱。

2.2.2 石灰爐窯

石灰爐窯分為：預(yù)存室、預(yù)熱室、焙燒室、冷卻室、導(dǎo)風(fēng)墻，熱氣流與物料相向而行，相互接觸換熱，實(shí)現(xiàn)焙燒和預(yù)熱。通過合理的爐型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)石灰石吹氧期的焙燒和非吹氧期的預(yù)熱。石灰石進(jìn)料和石灰出料與生產(chǎn)節(jié)奏匹配，保證石灰質(zhì)量和良好密封。

2.2.3一次除塵換熱器

石灰爐窯出口煙氣經(jīng)過一次除塵換熱器后進(jìn)行粗除塵，實(shí)現(xiàn)煙氣的一次除塵；同時(shí)經(jīng)過空氣換熱，使得煤氣溫度降至100℃以下，預(yù)熱的空氣可以預(yù)熱轉(zhuǎn)爐爐料。

根據(jù)工藝條件和生產(chǎn)需要，一次除塵換熱可以設(shè)計(jì)成單體設(shè)備，也可以按照除塵、換熱的功能進(jìn)行分體設(shè)計(jì)。

2.2.4 二次除塵

煙氣經(jīng)過一次除塵后，進(jìn)入布置在廠房外的袋式除塵器，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煙氣的二次除塵，得到符合要求的轉(zhuǎn)爐煤氣，或者使放散煙氣含塵量符合國(guó)家放散標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.5 煤氣切換站

轉(zhuǎn)爐吹氧期間煙氣中CO含有大量化學(xué)熱，凈化處理后回收利用；非吹氧期間的煙氣不含CO，凈化處理后放散。生產(chǎn)過程中，根據(jù)煤氣成分，實(shí)現(xiàn)煤氣回收與放散的快速切換，提高了轉(zhuǎn)爐煤氣的回收率。

2.2.6 煤氣風(fēng)機(jī)

煤氣風(fēng)機(jī)用于對(duì)系統(tǒng)煙氣的抽引，保證煙氣不斷被抽走，同時(shí)，通過變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)爐口的微壓差控制和不同工況下的煙氣量的調(diào)節(jié)。

2.2.7 換熱風(fēng)機(jī)

換熱風(fēng)機(jī)用于抽引冷空氣，冷空氣進(jìn)入換熱器，與轉(zhuǎn)爐煙氣進(jìn)行換熱，煙氣被再次降溫，冷空氣被加熱。換熱風(fēng)機(jī)的功率等參數(shù)根據(jù)轉(zhuǎn)爐煙氣量和煙氣出石灰窯溫度進(jìn)行選型，需保證足夠冷空氣與煙氣的充分換熱，使得煙氣溫度降至100℃以下。

2.2.8 冷卻風(fēng)機(jī)

經(jīng)過焙燒完成的石灰，沿窯體向下進(jìn)入冷卻室，非吹氧期間向冷卻室鼓入冷空氣對(duì)石灰降溫。冷卻風(fēng)機(jī)用于在非吹氧期抽引冷空氣冷卻燒成的石灰；吹氧期冷空氣放散。冷風(fēng)機(jī)的功率等參數(shù)根據(jù)焙燒石灰量選型。

3 工藝技術(shù)特點(diǎn)

1）全干法除塵凈化工藝。新工藝摒棄了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐一次高溫?zé)煔怙柡屠鋮s、蒸發(fā)冷卻方式，采用石灰石分解吸熱降塵、一次換熱除塵冷卻、二次布袋除塵的全干法工藝，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐一次高溫?zé)煔獬龎m凈化降溫，全流程不消耗冷卻水，沒有龐大的水處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)。

2）煙氣余熱高效充分利用，同時(shí)回收轉(zhuǎn)爐煤氣。新工藝使轉(zhuǎn)爐一次高溫?zé)煔獾挠酂岬玫搅烁咝С浞值睦?，高溫?zé)煔獾幕瘜W(xué)熱也得到了充分回收利用。經(jīng)過汽化冷卻煙道后的煙氣余熱，用于焙燒和預(yù)熱石灰；經(jīng)過石灰爐窯的煙氣經(jīng)換熱用于爐料預(yù)熱；同時(shí)，經(jīng)過二級(jí)凈化除塵的轉(zhuǎn)爐煤氣，作為燃料進(jìn)行回收利用。

3）縮短轉(zhuǎn)爐用石灰的工藝距離，節(jié)省燃料。石灰爐窯布置在廠房?jī)?nèi)，燒成石灰經(jīng)過輸送系統(tǒng)存入車間料倉(cāng)內(nèi)，縮短了轉(zhuǎn)爐用石灰的工藝距離；由于轉(zhuǎn)爐用石灰是利用煙氣余熱燒制而成，節(jié)省了專門石灰窯的燃料消耗。

4）控制方便、簡(jiǎn)單。新工藝對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉操作無特殊要求，轉(zhuǎn)爐控制方便。

4 結(jié)語

轉(zhuǎn)爐一次高溫?zé)煔獗簾蚁到y(tǒng)應(yīng)用后，運(yùn)行穩(wěn)定可靠、控制簡(jiǎn)單方便，高溫?zé)煔獾玫?00%凈化回收，且其含物理熱70%得到回收利用，節(jié)省了生產(chǎn)石灰燃料消耗，節(jié)約用水量，全量回收煤氣，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排和資源的綜合利用。該系統(tǒng)可替代傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐一次煙氣除塵系統(tǒng)，節(jié)省投資。

System Development on the Lime Calcination with Primary High Temperature Flue Gas of BOF

CHENG Zhihong
（Jinan Iron and Steel Group International Engineering and Technology Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

For recovering the heat of the high temperature flue gas of BOF in the steel making process,the lime in the limekiln is roasted by high temperature flue gas.The lime Calcination system with the higher temperature flue gas consists of regenerator, limekiln,first duster and heat exchanger,secondary duster,coal gas fan,cooling fan,heat exchanging fan,coal gas switching station etc.The application of this system can make de-dusted,purified and cooled for the primary high temperature flue gas of BOF.And 70%of the thermal and 100%of the chemical heat was recycled.The energy saving,emission reduction and comprehensive utilization of resources can be realized.

BOF;limekiln;high temperature flue gas;calcining;purifying and recycling

X757

B

1004-4620（2017）01-0046-02

2016-08-05

程志洪，男，1982年生，2009年畢業(yè)于安徽工業(yè)大學(xué)鋼鐵冶金專業(yè)?，F(xiàn)為濟(jì)鋼集團(tuán)國(guó)際工程技術(shù)有限公司工程師，從事煉鋼工程設(shè)計(jì)工作。