紅鋼轉(zhuǎn)爐二次除塵及混鐵爐除塵工藝
摘要: 根據(jù)煙氣的特性, 在轉(zhuǎn)爐爐前、爐后設(shè)置捕集點, 對二次煙氣進行捕集; 在混鐵爐兌鐵口和出鐵口設(shè)置捕集點, 對混鐵爐煙氣進行捕集。除塵系統(tǒng)采用負壓操作 , 自動控制 , 經(jīng)除塵后排放煙氣低于國家排放標準, 操作場地含塵量符合國家衛(wèi)生標準。
關(guān)鍵詞: 轉(zhuǎn)爐, 混鐵爐, 煙氣, 捕集罩, 布袋除塵器
1 前言
紅河鋼鐵有限公司 2003年按兩臺 90m2燒結(jié)車間、兩座 450m3高爐煉鐵車間、兩座 40 t轉(zhuǎn)爐 , 兩臺 R8m弧型連鑄機車間及配套的公用輔助設(shè)施進行設(shè)計 , 2005年投產(chǎn)了一臺燒結(jié)機、一座高爐、一座轉(zhuǎn)爐、一座連鑄機。
40 t轉(zhuǎn)爐煉鋼主車間一次建成 , 設(shè)計年產(chǎn)連鑄坯 9218萬 t, 以生產(chǎn)普碳鋼和低合金鋼為主。轉(zhuǎn)爐為氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐 , 公稱容量為 40 t, 平均出鋼量為44 t, 設(shè)計最大裝入量為 52 t。兩座煉鋼爐共用一座600 t混鐵爐 , 安裝在加料跨內(nèi) , 鐵水來自本廠高爐 , 采用 65 t鐵水罐運輸。轉(zhuǎn)爐一次煙氣凈化采用濕法除塵。煉鋼車間由翻渣跨、加料跨、轉(zhuǎn)爐除塵跨、鋼水接受跨、澆鑄跨及出坯跨組成 , 加料跨起重機配置為 100 /20 t × 2 (20 + 20) t + 10 t, 檢修電動葫蘆為 10 t。
本工程包含煉鋼轉(zhuǎn)爐二次除塵及混鐵爐除塵。煉鋼轉(zhuǎn)爐二次除塵工程包含: 1#、2#轉(zhuǎn)爐二次除塵煙罩、除塵管道、布袋除塵器、風機、煙囪及配套的公用工程等。混鐵爐除塵工程包含: 除塵煙罩、除塵管道、布袋除塵器、風機、煙囪及配套的公用工程等。
工程于 2006年 5月 , 采用 (EPC) 總承包方式進行招標建設(shè)。由中國有色金屬工業(yè)第十四冶金建設(shè)公司和云南省冶金研究設(shè)計院聯(lián)合體中標。工程總投資約 2000萬元。2006年 8月 28日開工。2007年1月31日建成投產(chǎn)。工程達到設(shè)計要求符合紅鋼公司要求 , 獲得紅鋼公司從領(lǐng)導至一線工人的認可。
2 煙氣特性
2.1 轉(zhuǎn)爐二次煙塵參數(shù)
轉(zhuǎn)爐二次煙塵主要是氧化鐵、石墨等有害物等 , 產(chǎn)生于兌鐵水、加廢鋼、加散狀料、出鋼、出渣等工序中 , 其特點是: 煙氣量大、塵源分散 , 嚴重污染車間內(nèi)部和廠區(qū)大氣。
轉(zhuǎn)爐二次煙氣中以兌鐵水時產(chǎn)生的煙塵為最多。煙塵中 40%～66%為鐵的氧化物 , 其余為石墨粉以及硅、鈣、鎂的氧化物 , 粒度分布為: 10～40um, 11%; 40～60um, 13%; > 60um余量。
煙氣成份: CO2 % , CO8～10% , O2～8%
煙氣溫度: ～150℃ (中心 800℃)
煙塵濃度: 3～5g/Nm3
煙塵成份: 氧化鐵 45% , 石墨 30%, 其它25%
煙塵粒度: < 100um
2.2 混鐵爐煙氣參數(shù)
混鐵爐煙氣含塵濃度: 兌鐵水時久 2～5g/Nm3, 出鐵水時約 1g/Nm3。
煙塵成分: C30%～45%; TFe40%～50%; 其它 3%～12%。
煙氣密度: 113kg/Nm3。
煙氣溫度 (沿鐵水口垂直中心 ) : 兌鐵水口中心～1200℃, 兌鐵水口上部 2～3m 300～500℃,出鐵水口上部 160～200℃。
煙塵粒度: 從混鐵爐排出的煙塵 , 粒度大于20um的粉塵 80%以上 , 粒度小于 20um的粉塵不足20%。煙塵粒度組成如下表所列。
3 轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵
3.1 除塵工藝流程
二次煙氣除塵采用干法除塵工藝。流程是: 含煙塵氣體 → 爐前及爐后排煙罩 → 除塵管道 → 布袋除塵器 → 除塵風機 → 消聲器 → 煙囪 → 大氣。
3.2 排煙罩
轉(zhuǎn)爐二次煙氣排煙罩分爐前排煙罩和爐后排煙罩。爐前排煙罩設(shè)置在爐前防煙室內(nèi) , 爐后排煙罩設(shè)置在爐后防煙室側(cè)。采用管道連接為一體。
爐前煙塵捕集器為方形管道 , 設(shè)置在轉(zhuǎn)爐上部防煙室內(nèi) , 在轉(zhuǎn)爐進料口位置下方開口捕集煙氣 ,分左右兩部分。捕集器在防煙室外部變?yōu)閳A形管道。爐前煙塵捕集器采用耐熱材料制作 , 內(nèi)部襯耐火材料。
爐后煙塵捕集器采用碳素鋼制作 , 設(shè)置在轉(zhuǎn)爐防煙室外部 , 出鋼、出渣時操作門開啟后才進行工作。
3.3 轉(zhuǎn)爐二次除塵系統(tǒng)風量
轉(zhuǎn)爐二次除塵的排煙量國內(nèi)尚無成熟的計算方法。設(shè)計時 , 參照國內(nèi)統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定。并煙氣上升速度和煙柱斷面積計算 , 罩口平均速度為 10m / s,投產(chǎn)后效果明顯 , 捕集率在 95%以上。兩座轉(zhuǎn)爐二次除塵系統(tǒng)的煙氣量為 60 × 104m3/h。
3.4 除塵器及風機
轉(zhuǎn)爐二次煙氣干法除塵主要采用長袋離線脈沖除塵器 , 除塵效率達到 99%以上 , 共有 2 ×10個箱體 , 每個積灰箱下部設(shè)有振打器和電動卸灰閥,設(shè)有兩條切出刮板機。過濾面積: 8800m2, 最大過濾風速: 1114m /min。
風機最大處理風量: 60 ×104m3/h, 風壓:4500Pa, 煙氣進口溫度: < 100℃, 電機功率:1600kW。
4 混鐵爐煙氣除塵
4.1 除塵工藝流程
混鐵爐除塵采用干法除塵工藝。流程是: 含煙塵氣體 → 側(cè)兌鐵槽排煙罩和出鐵口排煙罩 → 除塵管道 → 布袋除塵器 →除塵風機 →消聲器 →煙囪 →大氣。
布袋除塵器煙塵 → 旋轉(zhuǎn)御灰閥 → 刮板輸送機 →集合刮板輸送機 → 斗式提升機 → 儲灰斗 → 除塵加濕攪拌機 → 汽車定期運出。
4.2 排煙罩
混鐵爐排煙罩主要有兌鐵口上部排煙罩和出鐵口排煙罩。兌鐵水口排煙罩采用側(cè)立式 , 罩辟內(nèi)部有一層耐火噴涂材料 , 外部采用扁鋼加固 , 并采用斜撐支架固定在操作平臺上。排煙罩上部采用活動式遮擋板。
出鐵水口采用半密閉固定式煙罩 , 布置在操作平臺上 , 并設(shè)置觀察孔。排煙罩外部采用扁鋼加固 , 排煙罩有足夠的剛度 , 可防止高溫輻射后罩壁變形。排煙罩下部采用活動式遮擋板。
4.3 混鐵爐除塵系統(tǒng)風量
兌鐵水煙罩吸風口平均速度取 10m / s, 半密閉出鐵口煙罩平均速度取 5m / s。除塵系統(tǒng)的煙氣量為 35 × 104m3/h。
4.4 除塵器及風機
采用長袋離線脈沖除塵器 , 除塵效率達到99%以上 , 共有 2×10個箱體 , 每個積灰箱下部設(shè)有振打器和電動卸灰閥 , 設(shè)有兩條切出刮板機。過濾面積: 5600m2, 最大過濾風速: 1104m /min。
風機最大處理風量: 35 ×104m3/h, 風壓:4500Pa, 煙氣進口溫度: 100℃, 電機 800kW。
5 風機房及煙囪
除塵風機房為鋼結(jié)構(gòu) , 內(nèi)設(shè)置一臺轉(zhuǎn)爐二次除塵風機和一臺混鐵爐除塵風機。轉(zhuǎn)爐二次除塵系統(tǒng)按二爐一機配置 , 不考慮備用。系統(tǒng)設(shè)置高壓變頻器。低壓脈沖袋式除塵器露天布置。風機進口設(shè)置風量調(diào)節(jié)閥 , 風機出口設(shè)置消聲器。為檢修方便設(shè)一臺 LD - A型電動單梁起重機 , 起重量為 10 t并設(shè)置有風機檢修跨。
兩套除塵器共用一個放散煙囪。煙囪出口直徑為 <4500mm, 高度為 30m。
6 自動控制
除塵風機采用高壓變頻器進行調(diào)速 , 變頻器調(diào)速裝置自動接收各電動閥的開、閉信號 , 根據(jù)電動閥開閉數(shù)量 (個數(shù) ) 調(diào)整變頻器的輸出 (即除塵風機的工作轉(zhuǎn)速 )。電動閥無論是手動控制或自動控制 , 都將自動把各電動閥的開啟、關(guān)閉信號反饋到除塵風機調(diào)速控制系統(tǒng) , 除塵風機調(diào)速控制系統(tǒng)根據(jù)閥門的開閉數(shù)量 (個數(shù) ) 自動調(diào)整除塵風機的工作轉(zhuǎn)速。
轉(zhuǎn)爐二次除塵風機設(shè)置高速、中速、低速三個檔位。混鐵爐除塵風機設(shè)置高速和低速檔兩個檔位。
風機接收到一個提速信號即由低速提升至中速 , 同時收到第二個提速信號即由中速提升至高速; 同時收到兩個提速信號 , 即風機由低速直接提升至中速; 風機接收到降速信號, 如風機處于高速檔降至中速 , 風機處于中速檔降至次中速 , 處于次中速檔降至低速。
7 除塵效果
轉(zhuǎn)爐二次除塵及混鐵爐除塵系統(tǒng)正常投入運轉(zhuǎn) , 煙氣經(jīng)過干式凈化除塵系統(tǒng)處理后 , 含塵量 <50mg/m3, 達標排放。經(jīng)除塵處理 , 轉(zhuǎn)爐和混鐵爐操作臺的含塵量 < 10mg/m3, 符合國家衛(wèi)生標準。設(shè)置噪聲及廠界噪聲符合國家規(guī)定。
8 結(jié)論
本工程是目前云南省第一家對轉(zhuǎn)爐二次煙氣及混鐵爐煙氣進行除塵 , 項目屬于環(huán)境保護項目 , 工程本身不產(chǎn)生經(jīng)大的經(jīng)效益 , 增加煉鋼的成本約為8元 / t。但項目投入帶來良好的社會效益 , 降低操作環(huán)境含塵率 , 保護操作者身體健康 , 建造良好的社會環(huán)境。
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