马钢二铁总厂2#、3#高炉出铁场炉前除尘改造实践

胡　彤

(马钢股份公司第二炼铁总厂　安徽马鞍山　243000)



马钢二铁总厂2#、3#高炉出铁场炉前除尘改造实践

胡彤

(马钢股份公司第二炼铁总厂安徽马鞍山243000)

摘要：通过对马钢第二炼铁总厂高炉出铁场除尘系统的改造，针对二个大小不同的出铁场，以及其炉前设备布置形式的不同，对出铁除尘系统进行结构及传动方式改造后的实际效果，进行归纳总结，为今后出铁场除尘系统的设计提出建设性意见。

关键词：出铁场；顶吸捕集罩；除尘

高炉出铁时，开口机在开铁口时，高温烟气在炉内压力作用下喷出的速度快，尽管高炉出铁口处均设置了烟气捕集装置，由于诸多因素无法完全有效将开铁口时高温烟气烟尘全部捕集，因此仍有部分烟尘弥散于出铁场厂房内，并通过厂房的气楼扩散到大气中，导致污染了周边环境，这是形成炼铁有尘污染物主要原因之一，随着行业对环保控制力度的不断加强，各钢铁企业对炉前除尘的改造力度也不断的深化，对炉前除尘的要求也越来越严。本文着重介绍马钢第二炼铁总厂对现有炉前除尘改造的生产实践，通过不同形式的出铁场和不同的设备布置，探讨如何使烟气捕集效果最大化。

1马钢2#、3#高炉出铁场除尘现状

二座高炉，2#炉容积为2500m3，三个出铁口分为南1、北2、北3三个方向布置，3#炉为1000m3高炉，南北两个出铁口，二座高炉采取轮流作业制。每个出铁口各配有一条出铁系统，既铁水沟、渣沟、撇渣器，炉渣经渣沟进入渣处理系统，铁水沿铁水沟经摆动溜嘴流入铁水罐内，铁水沟的除尘只有铁口两侧设置了侧吸罩。

出铁场除尘系统主要承担出铁口、撇渣器、铁水沟、渣沟、摆动溜嘴的尘源控制和烟气净化。2#炉除尘系统由二条主风管道将南、北尘源点排烟支管的烟气汇总，经风机送到正压布袋除尘器过滤，除尘系统处理风量2×48×104m3/h，除尘过滤面积为16000m2三个铁口在工作过程中，通过蝶阀的开关保证除尘风机风量的匹配。3#炉的除尘系统处理风量50×104m3/h. 三座高炉铁口在工作过程中，通过蝶阀的开关，除尘风机风量的调节，匹配。改造前二座高炉炉前除尘状况见以下照片1、2、3)

2除尘系统存在问题分析

开口机在开铁口时高温烟气在炉内压力作用下喷出的速度快，尽管高炉出铁口处均设置了烟气捕集装置，由于诸多因素无法完全有效将开铁口时高温烟气烟尘全部捕集，因此仍有部分烟尘弥散于出铁场厂房内，并通过厂房的气楼扩散到大气中。

2#、3#高炉每个出铁口均没有设置顶吸捕集罩，且2#高炉开铁口机为高立柱式开口机，受开口机旋转轨迹的影响，如果需要增加顶吸捕集罩，则顶吸罩吸口距离出铁沟7m-8m高，基本属于敞开式捕集罩，捕集烟尘效果将基本属于烟气自然上升后捕集，仍有许多烟气在野风干涉状态下，散发与厂房内，捕集效果不会理想。

2#、3#高炉炉前除尘各只带有一套除尘风机系统，每个铁口出铁时，通过管道上的蝶阀切换，来保证风机风量对其工作状态下的铁口除尘得到有效利用，由于蝶阀长时间开关后，容易造成阀板卡阻，使得阀板不可灵活动作，由于蝶阀的外形尺寸较大，安装位置是在炉台下方，不宜更换，因此，造成蝶阀开开关失效后，阀板基本处于常开位置，使得风机的有效风量下降，除尘效果不理想。

3设计原则

3.1从方案上整体考虑，不影响高炉正常生产的前提下，对出铁场除尘系统进行整改。

3.2改造后的除尘系统在高炉出铁时，应做到出铁环境明显改善。

3.3改造后的出铁场除尘系统不影响炉前操作工的操作和对主沟及炉前设备的维护。

3.4改造后的除尘系统必须不影响检修人员对泥炮和开口机的检修和维护。

4改造原则

4.1按照国家规定及地方法规、标准，结合马钢股份第二炼铁总厂2#、3#高炉生产工艺及出铁场除尘系统现状进行改造。

4.2借签现有同类型高炉成功经验，采用成熟、先进技术使除尘系统改造后运行稳定、可靠，操作维修方便。

4.3尽可能利用原除尘设施中合理以及仍可继续使用的设备和管路以节省改造费用。

4.4改造方案原则上以不影响生产工艺，施工周期尽可能短，并在改造实施期间仍可利用原除尘能力，防止对环境造成明显污染。

改造内容

5设计内容

根据第二炼铁总厂要求，结合现场条件和工艺情况，2#、3#高炉出铁厂除尘系统改造方案设计内容为：

5.1出铁口排烟罩改造，以满足出铁时的烟气捕集；

5.2新增出铁口顶吸捕集罩。以解决开、堵铁口时的烟气捕集；

5.3对现有管道系统进行改造。

6改造总体方案

结合目前工艺操作要求和场地条件，要解决捕集高炉在开铁口时喷出的烟气，在原有的侧吸罩条件下考虑的方案：在铁口烟气外喷集中部位上的设置：2#炉为上下可移动悬式顶吸捕集烟罩，3#炉为左右可移动式顶吸捕集罩。

从出铁口烟尘捕集效果来看，顶吸式捕集罩的捕集效果要优于侧吸罩，因为它能使在开铁口时喷出的烟气在热升力的作用下经风口平台部分直接导入顶吸罩内，其余部分可以靠罩口的负压来进行捕集，因此使捕集效率大为提高。故在此次改造中采用保留原有的出铁口单侧吸风罩，增设二次顶吸罩的捕集形式来解决出铁口时的烟尘捕集，考虑到吸罩要满足检修主沟、捕集效率、除尘罩本省的维护，顶吸捕集罩分别设计为上下可移动式和左右移动结构形式两种，排烟罩口的尺寸：6.0m×4.0m;

根据理论计算与实际观察，高炉开铁口时，外喷烟气长度约为5m-6m范围，先出铁口之平台外侧面的距离为3.5m左右，所以新增了顶吸罩后，其排烟罩口部分基本能覆盖了烟气上升空间，当开口机在开铁口时，喷出的烟气亦控制在新增的顶吸罩捕集范围以内，因此通过采取在出铁口风口平台外侧增设顶烟罩后基本上可解决高炉开铁口时烟气外逸的状况。

为了有效地捕集开铁口时外喷的强劲烟气流，罩口断面上必须保持一定的吸风速度，经过计算顶吸罩所需的风量约为20×10104m3/h,从而形成的二次捕集作用，使得开口机开铁口时产生的烟气由原侧吸罩和新增设的二次顶吸罩共同来进行捕集已取得最佳捕集效果。

由于不新增除尘风机，为了从分利用原有风机效率，必须提高原侧吸罩效率，在日常生产，泥炮侧原侧吸口关闭原有蝶阀，以保证顶吸罩的风量，使顶吸罩的吸风效果达到最佳化。

为了顾及到开口机开铁口作业时主机架的位置，新增设的顶吸罩可以左右移动约4.5m，确保不妨碍开铁口机开铁口时的作业和检修，同时保证顶吸罩的最佳捕集效果。

为了确保顶吸罩安全，顶吸罩左右移动结构设置安全防脱落机构。

6.1　2#炉铁口顶吸捕集罩系统说明(见图1)

由于开铁口机为立柱式高开口机，开口时，将顶吸罩提升到最高度，开铁口机打开铁口，开口机移动到待机位置后，将顶吸捕集罩下降到风口平台处，使得顶吸罩与风口平台组成一个密闭整体，使野风对烟尘的干扰影响减少到最低；同时，为了保证风机的除尘效率，将原两侧吸风口改为单侧吸风，同时将原单侧吸风调节蝶阀改为插板阀，此铁口出铁时，开启插板阀，出铁完毕，则关闭插板阀，保证风机吸尘效率最大化。

6.2　上下移动式顶吸捕集罩传动机构(见图2)

钢丝绳一端固定在移动罩上，另一端固定在卷筒上，通过联轴器将卷筒与角尺齿箱相连，再通过联轴器将角尺齿箱也减速机相连，通过联轴器将减速机与电机相连接，整个系统的运转动作：通过一台电机将输出功率，传递给减速机，该减速机为一个输入端、二个输出端，减速机的输出端将力传递角向齿箱，通过角尺齿箱改变力的方向，并带动四个卷筒装置，通过卷筒装置，对吸尘罩进行上下升降移动；

6.3　3#炉铁口顶吸捕集罩系统说明(见图3)

由于可移动式捕集罩的水平高度与高炉风口平台相齐，且捕集罩内沿与风口平台相重合，外沿离开风口平台5米，高炉铁口出铁时，所喷出的烟尘，全部笼罩在捕集罩范围内，使得绝大部分烟尘得到收集，根据高炉修整主沟和检修开口机或泥炮时，通过传动系统，将捕集罩向铁口左或右进行水平移动，让出以上检修的作业和检修空间。

6.4　3#炉铁口顶吸捕集罩传动机构(见图4)

钢丝绳一端固定在移动罩上，另一端固定在卷筒上，通过联轴器将卷筒与减速机输出端相连，通过联轴器将减速机与电机相连接，整个系统的运转动作：通过一台电机将输出功率，传递给减速机，该减速机为一个输入端、二个输出端，减速机的输出端将力传递给卷筒，通过两个卷筒装置，对吸尘罩进行水平左右移动；

6.5　除尘管路系统改造

除尘管路系统的主要改造目的就是为了使顶部捕集效率发挥最好，并使除尘效率得到最大化，对原有铁口两侧吸尘支管，进心了封闭其中的一路，除了在总管上将原有的起调节作用的蝶阀，修改为非标插板阀，同时，在另一路支管上也安装了非标插板阀。由于非标插板阀采用双向双气缸传动，同时，采用了齿轮、齿条导向装置，使得阀板在运行过程中不易结灰，而且开、闭稳定，虽然该阀的密闭性能差与蝶阀结构，但阀的结构简单、故障率低，可以有效的保证出铁时，风机效率。

7实际使用效果

照片4说明;开口机打开铁口后，除尘效果达到60%左右，与理想效果有一定的差距，主要问题是：一是由于顶吸捕集罩需要上下移动。顶吸捕集罩的斜度不足，没有起到烟尘的导流左右，捕集罩的边缘气流负压力小，影响了除尘效果，二是由于要满足开口机的高度运行，使得顶吸捕集罩无法完全笼罩整个烟尘区域，也影响了捕集烟尘效果。

3#炉高炉改造后实际使用效果见照片5、6

照片5、6说明：开口机打开铁口后，除尘效果达到80%以上，达到了设计要求效果。从照片可以看出，由于移动式顶吸捕集罩，基本笼罩了打开铁口后，所有烟尘散发范围，且由于顶吸捕集罩的斜度足够大，边缘气流的导流效果相当明显，同时，在对主沟进行修整时、泥炮、开口机检修时，对顶吸捕集罩可随意的往铁口左右方向进行移动，既保证了顶吸捕集罩的有效面积，降低了野风对其受尘效果的影响，也满足了与其相关的设备检修需要。

8结论

通过对2#炉、3#炉出铁场除尘系统改造的效果，我们得出以下结论：

(1)为了保证风机的最大效率，一定要设计顶吸捕集罩，且捕集罩的有效面积必须笼罩出铁时，散发烟尘的所有范围。

(2)在设计捕集罩的捕集范围时，应将捕集罩与风口平台一并考虑，将风口平台与捕集罩设计成一个整体，这样可使最大可能的减少了野风对捕集罩对收尘效果的影响。

(3)与目前许多高炉吸尘捕集罩罩是完全固定不动相比，移动式顶吸捕集罩，可以更有效地对烟尘进行捕集，而且可以使得风机的风量得到最大的有效利用，因此，在设计时顶吸捕集罩应设计成移动式顶吸捕集罩。

(4)上下移动式与左右水平移动式顶吸捕集罩相比，水平可移动式的系统故障率要低，且捕集烟尘效果更好。

(5)管路系统采用非标插板阀替代蝶阀，效果明显，虽然，密闭性能插板阀要逊色与蝶阀，但工作的稳定可靠性要远胜于蝶阀，而且，就整个系统的风量损失而言，插板阀所泄漏的风量几乎是微不足道的。

参 考 文 献

[1]张龙来等.宝钢4#高炉炉前除尘技术的进步[J].宝钢技术,2007

[2]韦鸣瑞等.高炉出铁场除尘系统改造设计探讨[J].工业安全与环保,2009,5

[3]张灵.武钢4号高炉大修改造出铁场系统设计[J].炼铁, 1997，6

[4]刘文艺.提高马钢2号高炉出铁场除尘效果的探讨[J].安徽冶金,2011，2

Summary of blast furnace dust transformation of Masteel No.2 Iron factory

HU Tong

Abstract：in this paper, through the transformation of Maanshan Iron & Steel Co., Ltd. the second ironmaking plant of blast furnace iron dust removal system, according to two different sizes of casthouse, and before the furnace equipment layout of different, of iron dust removal system of actual effect after the transformation of the structure and mode of transmission, summarized, put forward a constructive suggestion for the design of future casthouse dedusting system.

Key words：Casthouse;Top suction trapping;Remove dust

作者简介：胡彤(1964-)，男，马钢股份公司第二炼铁总厂，工程师。

收稿日期：2015-10-01

中图分类号：TF547+.2

文献标识码：B

文章编号：1672-9994(2015)04-0011-05