天车出铁式混铁炉出铁口烟气治理技术探讨
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天车出铁式混铁炉出铁口烟气治理技术探讨朱国庆摘要:介绍了国内外混铁炉烟气治理现状,并探讨了混铁炉出铁口烟气治理技术关键词:混铁炉、烟气治理、拖管式半密闭高吸程差速捕集罩问题的提出…
天车出铁式混铁炉出铁口烟气治理技术探讨
朱国庆
摘 要:介绍了国内外混铁炉烟气治理现状,并探讨了混铁炉出铁口烟气治理技术
关键词:混铁炉、烟气治理、拖管式半密闭高吸程差速捕集罩
问题的提出
混铁炉是从高炉运来供转炉炼钢用铁水的中转站,担负着存储铁 水和保温的两大任务,混铁炉操作主要为兑铁和出铁。混铁炉兑铁水 时打开炉顶上方的炉盖,由天车将铁水罐中的铁水倒入炉内;出铁水 时,混铁炉炉体前倾 30°~45°,将炉内铁水倒入铁水罐内,再由运至 转炉供炼钢使用。兑铁和出铁过程中,铁水和空气接触,产生大量氧化铁烟气和碳析出的石墨结晶粉尘,严重污染车间内外环境,影响天 车工视线,对车间内设备亦不利。
混铁炉的烟气治理的难点是烟气捕集。从实践情况来看,兑铁口 的烟气捕集要容易一些,出铁口处的烟气捕集就要困难一些。
混铁炉出铁水的型式主要有台车式和天车式两种。台车出铁式的 工作方式是将铁水包吊到台车上,再通过卷扬机构将台车拉到混铁炉 的出铁口下方受铁,由于受铁罐的行走轨迹是一定的,因此烟气捕集罩的布置比较方便,只要考虑留有台车行走空间和操作人员观察位置 就可以了,故烟气收集还是比较容易的。天车出铁式的工作方式是由 天车吊着铁水包直接受铁。由于天车钢丝绳、天车横担等的限制,在混铁炉出铁口处很难设置捕集装置。于是,天车出铁式混铁炉出铁口
处的烟气治理技术就成了一道需要攻克的难题。
国内外混铁炉烟气治理现状
据了解,国内外一些钢铁企业的炼钢厂的出铁口的烟尘捕集一直
没有得到很好的解决,即使上了烟气捕集装置,其效果也并不理想。
l 日本福山钢铁厂炼钢车间的混铁炉,虽然通过炉内排烟的工业试验 取得了较好效果,但在生产上还未正式推广和使用。
l 乌克兰顿聂茨克生态技术研究院采用氮气抑尘技术,烟气中石墨粉 尘用旋风除尘器捕集。据考察,其氮封技术可以肯定,但除尘系统及管理上不尽人意,其除尘效率不够满意。
我国国内自 60 年代中期即开始了混铁炉烟气除尘的设计研究。
l 60 年代中期曾在鞍钢二炼钢厂 600t 混铁炉兑铁口,出铁口设计安 装了排烟除尘系统;
l 1968 年首钢 600t 混铁炉兑铁口、出铁口设计安装了排烟除尘系统;
l 1970 年太钢 600t 混铁炉兑铁口设计安装了排烟除尘系统,出铁口 因考虑吊车吊着铁水罐接铁水而未安装排烟罩;
l 1997 年本钢 1300t 混铁炉兑铁口、出铁口亦曾安装排烟(兑铁口侧吸罩、出铁口高悬罩)除尘(双级蜗旋)系统。
l 1997 年梅山钢铁公司将其 600 吨进行环保治理,设置屋顶罩进行排 烟。
以上这些除尘系统运行后均出现不少问题,主要表现在:
1. 烟气捕集装置影响生产操作和检修;
2. 在高温烟气的长期烘烤及兑、出铁水过程中,捕集装置常出现高温 及碰撞变形;
3. 捕集罩罩形气动特性差,致使捕集效果差;
4. 除尘系统存在“高阻症”,致使处理风量达不到设计值,最终导致 捕集效差;
5. 净化设备选型不合理,导致排放浓度超标;
6. 系统配置不合理,造成运行电耗高,一次性投资大;
7. 除尘系统运行管理工作量大。
拖管式半密闭高吸程差速捕集罩工艺技术
我们经过多年的摸索,“拖管式半密闭高吸程差速捕集罩”捕集技 术应运而生,较好地解决了混铁炉天车出铁时的烟气捕集问题。
我们在混铁炉出铁口的烟气捕集中曾先后采用过“单侧吸捕集 罩”、“双侧吸捕集罩”和“拖管式半密闭高吸程差速捕集罩”等多种 捕集技术。经过比较,我们觉得“拖管式半密闭高吸程差速捕集罩” 的捕集效果、可操作性、实用性都较理想。
拖管式半密闭高吸程差速捕集罩具备两个最基本的功能:一是当 拖管处于闭合状态时用于兑铁口的烟气捕集,二是当拖管处于拉开状 态时用于出铁口的烟气捕集。
1、兑铁口的烟气捕集 由于兑铁水时铁水包的位置是相对固定的,铁水倒入铁口也相对固定,因此,倒铁水所产生的烟气向上喷射也是有规律的。仔细观察 可见,兑铁水时产生的烟气是通过兑铁口向上喷射,并逐渐扩散。烟 柱在兑铁口上方 2~3 米左右处温度约 300℃、直径约 2000mm、抬升速 度约 3m/s。烟柱愈往上抬升,扩散直径愈大,在车间横向气流干扰下, 呈无组织扩散态势,在此处捕集应为最佳切入点。离兑铁口 3m 以上的 烟气扩散范围增大,捕集就逐渐困难。要完全捕集必须加大吸口的负 压场,加大流速和风量。
从上述可见,吸口布置在兑铁口上方 3 米左右位置较为合理(如 图所示)。混铁炉兑铁水时的铁水包底距兑铁口高度约 500 左右,吸口布置在兑铁口上侧方较为恰当,不影响铁水包倾倒。
高吸程差速捕集罩在兑铁位示意图
l、兑铁口烟气捕集罩由轨道梁柱、高吸程多差速吸口、移动罩构成。
2、出铁口的烟气捕集 由于铁水包的口径相对于兑铁口要大,故出铁时的烟柱直径较兑铁烟柱直径要大,烟气较之与兑铁口也大。烟气上升后立刻扩散,故 按侧吸方式布置吸口其效果就不太理想。
于是,我们就想到把兑铁口烟气捕集罩向前移动至出铁口处。要将捕集罩移动,最好的办法就是在管道上增设移动套管。当混铁炉要 出铁时,将高吸程差速捕集罩往前开,在捕集罩往前移动的同时,拖 管亦往前移动。捕集罩的移动距离视混铁炉布置情况而定,在不影响天车受铁的前提下,捕集罩尽可能地往前移动。这时集烟罩处于出铁 口正前方,将出铁时的烟气包容在内。由于出铁和兑铁是交替进行的, 故捕集罩需要往复移动。
该项技术经于 2006 年应用于酒钢等钢厂,效果显著。
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