宣鋼新2#高爐出鐵場(chǎng)擺動(dòng)流嘴除塵應(yīng)用研究

舒剛 文福

摘? 要：高爐出鐵場(chǎng)擺動(dòng)流嘴處是出鐵場(chǎng)平臺(tái)重要的塵源點(diǎn)，文章結(jié)合宣鋼新2#高爐出鐵場(chǎng)除塵實(shí)際情況，在實(shí)際觀(guān)察和測(cè)試的基礎(chǔ)上，分析總結(jié)了改進(jìn)出鐵場(chǎng)擺動(dòng)流嘴除塵效果的措施。

關(guān)鍵詞：擺動(dòng)流嘴;除塵;改進(jìn)措施

中圖分類(lèi)號(hào)：X757? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）09-0189-02

Abstract： Swing spout is the most important place for duct producing on blast furnace casting house. This paper proposes measures to improve the dedusting effectiveness on the basis of observation and test for swing spout dedusting in Xuangang No.2 Blast Furnace.

Keywords： swing spou; dedusting; improvement measures

1 概述

鋼鐵工業(yè)是一個(gè)高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)，也是節(jié)能減排潛力最大的行業(yè)之一。2019年生態(tài)環(huán)境部印發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見(jiàn)》[1]，對(duì)鋼鐵行業(yè)污染物排放與治理提出了更高的要求。

高爐出鐵場(chǎng)作為高爐冶煉生產(chǎn)的主要平臺(tái)，出鐵場(chǎng)在出鐵口及擺動(dòng)流嘴處產(chǎn)生的煙塵是高爐主要的污染源。隨著高爐強(qiáng)化冶煉及大型化和生產(chǎn)流程的科學(xué)化，出鐵場(chǎng)也提出了“清潔工廠(chǎng)”的概念。因此，高爐出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)對(duì)于降低高爐污染物排放對(duì)大氣的影響，改善操作工人的生產(chǎn)工作環(huán)境具有十分重要的意義。

高爐出鐵場(chǎng)作為高爐冶煉生產(chǎn)的主要平臺(tái)，出鐵場(chǎng)在出鐵口及擺動(dòng)流嘴處產(chǎn)生的煙塵是高爐主要的污染源，常規(guī)的治理方法是在塵源點(diǎn)上設(shè)置局部捕集罩，通過(guò)管道連接至除塵器處理后排放[2]。目前，高爐出鐵場(chǎng)擺動(dòng)溜嘴處除塵效果遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足環(huán)保要求，常用的改善方法主要是采用增大除塵風(fēng)量、增加吸風(fēng)點(diǎn)數(shù)量，以達(dá)到提高捕集效率的目的。但是隨著除塵風(fēng)量的增加，同時(shí)也存在系統(tǒng)投資增大，除塵器規(guī)模擴(kuò)大，運(yùn)行能耗及費(fèi)用增高的突出矛盾。此問(wèn)題在鋼鐵企業(yè)中具有普遍性，并亟待解決。

2 擺動(dòng)溜嘴除塵的工藝特征

鐵水從鐵溝流到擺動(dòng)流嘴，擺動(dòng)流嘴傾斜，將鐵水倒入鐵水罐或者魚(yú)雷罐車(chē)中，由于在鐵水下落過(guò)程中，當(dāng)鐵水與鐵水罐內(nèi)壁面碰撞時(shí)，產(chǎn)生粉塵反彈，從而散發(fā)大量的煙塵，在動(dòng)壓和熱壓的共同作用下，含塵煙氣向四周急劇擴(kuò)散[3]。由于高爐出鐵場(chǎng)擺動(dòng)流嘴區(qū)間狹小，既要滿(mǎn)足高爐生產(chǎn)工藝上罐位觀(guān)察、投加保溫劑等需求，又不能對(duì)鐵水系統(tǒng)的物流運(yùn)輸產(chǎn)生影響，因此擺動(dòng)流嘴處除塵受到了諸多的限制。

由于工藝生產(chǎn)條件、地理環(huán)境等因素的影響，高爐擺動(dòng)流嘴處的煙氣捕集效果普遍不佳，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）擺動(dòng)溜嘴更換鐵水罐及投放保溫劑時(shí)煙塵瞬間排放量極大。

（2）含塵氣體的溫度非常高，熱壓作用強(qiáng)烈。

（3）捕集形式受到工藝條件和作業(yè)環(huán)境的限制。

3 實(shí)際工程應(yīng)用

3.1 宣鋼新2#高爐出鐵場(chǎng)除塵概況

新2#2500m3高爐為一個(gè)矩形出鐵場(chǎng)，3個(gè)出鐵口。鐵口是交替出鐵，但在高峰期會(huì)有兩個(gè)鐵口短時(shí)間的重疊，即在考慮一個(gè)出鐵場(chǎng)出鐵的同時(shí)考慮另一個(gè)鐵口的抽風(fēng)量。

高爐出鐵時(shí)出鐵口、擺動(dòng)流嘴為主要塵源點(diǎn)。鐵口頂部設(shè)置頂吸、側(cè)吸風(fēng)罩，以捕集鐵口、主溝區(qū)域散發(fā)出的煙氣;砂口、鐵溝、渣溝設(shè)罩蓋及抽風(fēng)管;擺動(dòng)流嘴采用密閉式吸風(fēng)罩進(jìn)行抽風(fēng)，以有效地控制煙塵，避免煙囪擴(kuò)散對(duì)工藝生產(chǎn)帶來(lái)不利影響。

3.2 擺動(dòng)流嘴除塵改進(jìn)措施

3.2.1 擺動(dòng)流嘴周?chē)荛]

由于宣鋼特殊的地理位置，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，平均風(fēng)速7～15m/s。擺動(dòng)流嘴處由于鐵路運(yùn)輸?shù)男枰?，一般設(shè)置為全敞開(kāi)式，因此受到穿堂風(fēng)的影響特別明顯。當(dāng)擺動(dòng)流嘴傾倒鐵水時(shí)，穿堂風(fēng)會(huì)在鐵水罐區(qū)域形成渦流，增加含塵煙氣的動(dòng)壓，不僅增加了含塵顆粒的逃逸率，對(duì)出鐵場(chǎng)平臺(tái)下的環(huán)境產(chǎn)生二次污染，還會(huì)嚴(yán)重影響出鐵場(chǎng)上作業(yè)人員對(duì)鐵水罐裝入量的判斷，帶來(lái)安全隱患。

本次宣鋼出鐵場(chǎng)除塵的布置，在不影響鐵水物流的前提下，創(chuàng)造性的對(duì)擺動(dòng)流嘴兩側(cè)進(jìn)行了封閉。封閉采用普通耐火磚，厚度為240mm。擺動(dòng)流嘴南北方向?qū)崿F(xiàn)密閉后，有效的減小了西北方向穿堂風(fēng)的影響，大大提高了擺動(dòng)流嘴煙塵的捕集效率。

3.2.2 擺動(dòng)流嘴吸風(fēng)口位置

傳統(tǒng)出鐵場(chǎng)除塵擺動(dòng)流嘴多數(shù)采用上抽風(fēng)的形式，即在出鐵場(chǎng)平臺(tái)上方做一個(gè)拱形捕集罩，在積塵罩側(cè)方或者頂部連接除塵管道，同時(shí)，保溫劑投料口和鐵水罐位觀(guān)察孔也設(shè)置在捕集罩上。上抽風(fēng)除塵方式主要存在以下不足：

（1）上抽風(fēng)式需要很大風(fēng)量才能使變動(dòng)流嘴罩面形成負(fù)壓。擺動(dòng)流嘴煙塵受熱壓影響大，上抽風(fēng)式煙塵熱壓作用加強(qiáng)，因此需要更大風(fēng)量來(lái)保證捕集罩罩面處于完全負(fù)壓區(qū)。

（2）上抽風(fēng)式會(huì)破壞出鐵場(chǎng)平坦化，不利于出鐵場(chǎng)平臺(tái)上物料組織。

（3）上抽風(fēng)式不利于投放保溫劑，對(duì)擺動(dòng)溜槽本體的檢修帶來(lái)不便。

宣鋼出鐵場(chǎng)擺動(dòng)流嘴除塵，將除塵點(diǎn)布置在擺動(dòng)流嘴罩面下，不僅可以降低除塵系統(tǒng)的風(fēng)量，還能保證出鐵場(chǎng)的平坦化操作。根據(jù)計(jì)算流體力學(xué)研究，吸風(fēng)口位于擺動(dòng)流嘴除塵罩長(zhǎng)邊側(cè)，并低于除塵罩面400～500mm時(shí)，經(jīng)過(guò)測(cè)試，煙塵捕集效率高達(dá)95.4%[4]。

3.2.3 擺動(dòng)流嘴下部改進(jìn)

擺動(dòng)流嘴向鐵水罐中傾倒鐵水時(shí)，為了保證操作安全性，擺動(dòng)流嘴下方與鐵水罐之間，通常留有800mm～1200mm的間隙。間隙的存在不僅會(huì)增大煙塵逃逸的空間，還會(huì)導(dǎo)致除塵過(guò)程中吸入大量的野風(fēng)，導(dǎo)致除塵效率下降，增大系統(tǒng)運(yùn)行的能耗。

宣鋼新2#高爐出鐵場(chǎng)除塵在擺動(dòng)流嘴下采用了倒錐體結(jié)構(gòu)，將擺動(dòng)流嘴下沿四周區(qū)域用隔熱板封堵，減小了擺動(dòng)流嘴結(jié)構(gòu)部分與鐵水罐之間的間隙，減小了煙塵的逃逸區(qū)間，減少了野風(fēng)吸入量，同時(shí)有效地降低了高溫含塵煙氣熱壓和動(dòng)壓的作用，提高了煙塵捕集效率。

擺動(dòng)流嘴下部空間封堵時(shí)，需要注意的事項(xiàng)有：

（1）封堵面積必須滿(mǎn)足煉鐵生產(chǎn)鐵水傾倒的條件。

（2）必須采取可靠的隔熱措施，避免封堵板受熱變形甚至脫落。

（3）封堵時(shí)需考慮方便清理濺渣。

3.2.4 擺動(dòng)流嘴除塵現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

宣鋼新2#高爐出鐵場(chǎng)除塵投產(chǎn)后，對(duì)出鐵場(chǎng)平臺(tái)特別是擺動(dòng)溜槽區(qū)域粉塵濃度做了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，測(cè)試儀器選用粉塵濃度測(cè)量?jī)x，對(duì)擺動(dòng)流嘴區(qū)域范圍內(nèi)共取樣20點(diǎn)，進(jìn)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，擺動(dòng)流嘴觀(guān)察孔罩內(nèi)粉塵濃度112mg/Nm3，出鐵場(chǎng)擺動(dòng)流嘴工作區(qū)域平均粉塵濃度1.2mg/Nm3，優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限制的8mg/Nm3的要求。

4 結(jié)論

（1）捕集效率隨著風(fēng)量的增大而升高，但風(fēng)量增大到一定值時(shí)，捕集效率的升高并不明顯，同時(shí)，風(fēng)量的增大也會(huì)帶來(lái)能耗及經(jīng)濟(jì)費(fèi)用的增高，所以實(shí)際中應(yīng)該綜合考慮除塵風(fēng)量，使其性?xún)r(jià)比達(dá)到最好。

（2）提高擺動(dòng)流嘴處捕集效率的措施有：

第一，減小擺動(dòng)流嘴區(qū)域穿堂風(fēng)的影響;

第二，改變除塵風(fēng)口布置方式;

第三，減小擺動(dòng)流嘴與鐵水罐之間的間隙。

參考文獻(xiàn)：

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