马钢300t转炉二次烟气除尘优化

马钢300 t转炉二次烟气除尘优化

刘勇

(马钢股份公司四钢轧总厂马鞍山243000)

摘要：介绍了马钢四钢轧300t转炉二次烟气除尘系统。通过改造，降低了转炉转炉兑铁水时，火焰和烟尘大量地溢出了炉前风道的现象。每炉钢节电1200 kWh，烟气排放浓度为小于30 mg/m3，烟气温度在110 ℃以下。实践证明，该系统具有节能、捕集率高、排放浓度低、自动化程度高等特点。

关键词：二次烟气；除尘效果；除尘系统；节能；风量

中图分类号：TF805.3文献标识码：B

收稿日期：2014-11-21

作者简介：刘勇(1975-7)，男，马钢第四钢轧总厂，工程技术人员。

1现状及存在的问题

转炉在兑铁水、加废钢、溅渣护炉，吹氩合金微调时均产生大量烟气，这些烟气统称转炉的二次烟气。存在问题具体如下：

(1)转炉转炉兑铁水时，火焰和烟尘大量地溢出了炉前风道，直接飘散到厂房和部分设备上，不仅对设备造成损坏也对环境造成了极大地污染。

(2)由于烟罩入口烟气温度较高，其中段长期受烟气热辐射及冲刷而烧坏、变形，使用寿命短(仅有一年)。

(3)由于转炉二次烟气温度较高，有时会造成滤料损坏，烟囱排放超标。

(4)除尘系统风机转速恒定：转炉在非兑铁水状态，风机全速运转，造成电能浪费。

(5)钢水进入吹氩合金微调处理时，烟尘会大量地溢出，直接飘散到厂房和部分设备上，不仅对设备造成损坏也对环境造成了极大地污染。

2针对这些问题，制定方案

(1)转炉炉前风罩改型以增大吸风面积，增加两侧副吸风烟道，同时对炉前风罩中段进行尺寸外延，在现有设备基础上将吸风面积最大化。

(2)优化转炉炉前烟罩中断的结构形式，在充分考虑备件自重的前提下增加耐材防护。

(3)在系统中增加掺冷阀，作为冷却，与热电偶进行连锁控制，使系统的烟气温度保证低于100 ℃。

(4)为降低电耗，风机设计采用变频调速电机，根据冶炼工况的变化对风机转速进行进程控制。

(5)将吹氩合金微调站除尘风量直接加入转炉二次烟气除尘系统。

3除尘优化方案的实施

(1)除尘系统风量的分配

转炉二次烟气除尘系统风量以兑铁水时为最大，其组成见表1：

表1　转炉二次烟气量分配

从表1知，转炉二次烟气不是恒定的，转炉兑铁所需风量为6×105m3/h，220 ℃。总风量定为1.4×106m3/h

(2)为避免因烟气温度过高而造成除尘器滤料造价昂贵，将烟气温度冷却至100 ℃以下。设计将转炉合金微调站的除尘加入转炉二次烟气除尘系统，也解决了转炉合金微调站加料系统的除尘问题。在系统中增加掺冷阀，直接空冷按热平衡式进行计算，将转炉二次烟气温度220 ℃降到100 ℃，需渗入3000 m3/min的冷空气，通过计算确定掺冷阀通径为DN1600，该阀为电动蝶阀与热电偶进行连锁控制，使系统的烟气温度保证低于100 ℃。

(3)风机的选择与控制。

风机设计采用变频电机控制，可根据转炉工况所需风量对风机转速进行调节。

(4)除尘器的选择

为使除尘器设备阻力变得更低， 300t转炉二次烟气除尘应用了适合LCMD型长袋脉冲除尘器，其主要特点是：是一种处理风量大、脉冲喷吹性能好、清灰能耗低、清灰效果好、除尘效率高、运行可靠、维护方便、占地面积小的大型除尘设备，主要性能参数如下：

表2　主要性能参数

(5)转炉炉前风罩改型以增大吸风面积，增加两侧副吸风烟道，同时对炉前风罩中段进行尺寸外延690 mm，在现有设备基础上将吸风面积最大化，一定程度的降低了转炉兑铁水时，火焰和烟尘大量地外溢的现象.(附图1)

(6)炉前风罩主要承担着转炉兑铁时的高温辐射及烟气冲刷，原先使用一年不到就会在中段出现耐材脱落，型材烧损，铸铁板变形脱落等现象，使用寿命最多一年，而且更换难度大，对生产影响面积大，基本需要纯铁水吹炼或双炉停产方可进行检修。我们通过优化转炉炉前烟罩中断的结构形式，在充分考虑备件自重的前提下增加耐材防护，很大程度上提高了烟罩中断的使用寿命.现使用寿命为2年。(附图2)

(7)进程控制

(1)1#转炉:兑废钢或兑铁时，FM1-1，FM1-2打开，其余阀门关闭，二除风机高速。

(2)出钢时FM1-3打开，其余阀门关闭。二除风机中速。

(3)钢水至合金微调处理位时FM1-4打开，其余阀门关闭，二除风机中速。

(4)钢水至合金微调顶渣位时FM1-4打开，其余阀门关闭，二除风机中速。

(5)钢水至合金微调处理位或顶渣位时，如下一炉兑废钢或兑铁信号又来时，执行FM1-1，FM1-2打开，其余阀门关闭，二除风机高速。

3投产后的效果

(1)从表2可知，若不对风机进行调速，每炼1炉钢约45 min，风机转速为900 r/min，耗电3000 kW；采用变频调速装置以后，前8 min风机转速900 r/min、后37 min转速550 r/min，耗电为1700 kW。这证明：采用变频调速装置后，每炼1炉钢将节电约1300 kW。

表3　风量与功率的关系

(2)长袋低压脉冲除尘器的清灰能力强，投产后，除尘器阻力仅为800 Pa，烟囱排放浓度仅30 mg/m3。

(3)改造后一定程度上改善了转炉兑铁水时，火焰和烟尘大量外溢的现象，减少污染。

(4)改造后延长了炉前烟罩中断的使用寿命，原寿命顶多1年，现使用寿命为2年多。平均每年节约备件费约60万。

4结语

马钢300t转炉二次烟气除尘系统通过上述措施优化，具有降低电耗、烟气捕集率高、排放达标等优点。 实施后各类指标均达到设计指标。

参 考 文 献

[1]张殿印.除尘工程设计手册[M].北京：环境科学与工程出版中心，2003.9

Optimization of dust removal for Masteel 300 t converter secondary flue gas

LIU Yong

Abstract：Four steel mill of masteel 300 t converter flue gas dust removal equipment selection, long bag low pressure pulse filter fan adopts frequency conversion control, and design will be blowing argon alloy trimming station dust air directly to join converter secondary flue gas dust removal system. Against the system after putting into production, reduce the converter converter molten iron, the flames and smoke heavily over the stove before the phenomenon of air duct. 1200 kw per furnace steel saving electricity, flue gas emission concentration of less than 30 mg/m3, flue gas temperature below 110 ℃. Practice has proved that the system is energy saving, high capture rate, low emission concentration, high degree of automation.

Key words：frequency converter； Secondary flue gas; Dedusting effect; Dust removal system; Energy saving; Air volume