1 前言
紅河鋼鐵有限公司 2003年按兩臺 90m2燒結車間、兩座 450m3高爐煉鐵車間、兩座 40 t轉爐 , 兩臺 R8m弧型連鑄機車間及配套的公用輔助設施進行設計 , 2005年投產了一臺燒結機、一座高爐、一座轉爐、一座連鑄機。
40 t轉爐煉鋼主車間一次建成 , 設計年產連鑄坯 9218萬 t, 以生產普碳鋼和低合金鋼為主。轉爐為氧氣頂吹轉爐 , 公稱容量為 40 t, 平均出鋼量為44 t, 設計大裝入量為 52 t。兩座煉鋼爐共用一座600 t混鐵爐 , 安裝在加料跨內 , 鐵水來自本廠高爐 , 采用 65 t鐵水罐運輸。轉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。
本工程包含煉鋼轉爐二次除塵及混鐵爐除塵。煉鋼轉爐二次除塵工程包含: 1#、2#轉爐二次除塵煙罩、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。由中國有色金屬工業(yè)第十四冶金建設公司和云南省冶金研究設計院聯合體中標。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。工程達到設計要求符合紅鋼公司要求 , 獲得紅鋼公司從領導至一線工人的認可。
2　 煙氣特性
2.1　 轉爐二次煙塵參數
轉爐二次煙塵主要是氧化鐵、石墨等有害物等 , 產生于兌鐵水、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 , 嚴重污染車間內部和廠區(qū)大氣。
轉爐二次煙氣中以兌鐵水時產生的煙塵為多。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
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。爐前排煙罩設置在爐前防煙室內 , 爐后排煙罩設置在爐后防煙室側。采用管道連接為一體。
爐前煙塵捕集器為方形管道 , 設置在轉爐上部防煙室內 , 在轉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 , 內部襯耐火材料。
爐后煙塵捕集器采用碳素鋼制作 , 設置在轉爐防煙室外部 , 出鋼、出渣時操作門開啟后才進行工作。
3.3　 轉爐二次除塵系統風量
轉爐二次除塵的排煙量國內尚無成熟的計算方法。設計時 , 參照國內統計數據確定。并煙氣上升速度和煙柱斷面積計算 , 罩口平均速度為 10m / s,投產后效果明顯 , 捕集率在 95%以上。兩座轉爐二次除塵系統的煙氣量為 60 × 104m3/h。
3.4　 除塵器及風機
轉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 , 每個積灰箱下部設有振打器和電動卸灰閥,設有兩條切出刮板機。過濾面積: 8800m2, 大過濾風速: 1114m /min。
風機大處理風量: 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立式 , 罩辟內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 , 每個積灰箱下部設有振打器和電動卸灰閥 , 設有兩條切出刮板機。過濾面積: 5600m2, 大過濾風速: 1104m /min。
風機大處理風量: 35 ×104m3/h, 風壓:4500Pa, 煙氣進口溫度: 100℃, 電機 800kW。
5　 風機房及煙囪
除塵風機房為鋼結構 , 內設置一臺轉爐二次除塵風機和一臺混鐵爐除塵風機。轉爐二次除塵系統按二爐一機配置 , 不考慮備用。系統設置高壓變頻器。低壓脈沖袋式除塵器露天布置。風機進口設置風量調節(jié)閥 , 風機出口設置消聲器。為檢修方便設一臺 LD - A型電動單梁起重機 , 起重量為 10 t并設置有風機檢修跨。
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速 , 變頻器調速裝置自動接收各電動閥的開、閉信號 , 根據電動閥開閉數量 (個數 ) 調整變頻器的輸出 (即除塵風機的工作轉速 )。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、關閉信號反饋到除塵風機調速控制系統 , 除塵風機調速控制系統根據閥門的開閉數量 (個數 ) 自動調整除塵風機的工作轉速。
轉爐二次除塵風機設置高速、中速、低速三個檔位。混鐵爐除塵風機設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
轉爐二次除塵及混鐵爐除塵系統正常投入運轉 , 煙氣經過干式凈化除塵系統處理后 , 含塵量 <50mg/m3, 達標排放。經除塵處理 , 轉爐和混鐵爐操作臺的含塵量 < 10mg/m3, 符合我國衛(wèi)生標準。設置噪聲及廠界噪聲符合我國規(guī)定。
8　 結論
本工程是目前云南省家對轉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 , 工程本身不產生經大的經效益 , 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。