喷粉设备在电炉生产中的应用

陆彬 缪亮

摘 要：该文主要介绍喷粉设备在江阴兴澄特钢三炼钢生产中的应用，对喷粉设备的机械硬件装置和电气控制系统的安装调试进行了说明，并对喷粉设备在调试和实际使用维护中的问题提供分析和解决方案，通过不断地完善与改进，完全满足安全运行和生产要求。

关键词：喷粉设备 电炉 应用

中图分类号：TF345 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（c）-0073-02

现代电炉炼钢技术除了采用高功率、超高功率技术，提高电炉的电能输入外，通过使用辅助粉料从而强化冶炼过程，作为行之有效的手段已被普遍认同，电炉炉内喷粉技术不同于传统的人工加入法，而是借助于压缩空气载流输送原理将需要的粉料，以一定的速度喷入熔池，可更均匀地进入熔池深处，化学反应充分。从目前使用的效果分析，可明显改善电炉技术经济指标，降低消耗，提高生产率。

兴澄钢铁有限公司三炼钢一方面随着热装铁水比在电炉入料炉料中不断地增加，影响渣中氧化铁的生成速度和生成量，阻碍电炉冶炼过程中的脱磷、脱碳过程，尤其影响早期脱磷，严重制约电炉的运行效率；另一方面为了解决执行富氧工艺的缺陷，还原炉渣中氧化铁提高钢水收得率，迅速造渣，实现泡沫渣埋弧加热。在陆续对3台40 t电炉炼钢进行超高功率技术改造的同时，同步安装使用炉内喷粉设备进行喷碳操作，取得了巨大的经济效益。该文旨在介绍喷粉设备机械组成和电控及称重显示系统，对喷粉设备在调试和实际使用维护中的问题提供分析和解决方案。

1 喷粉设备机械组成和气路电控及称重显示系统

1.1 碳粉设备机械组成

碳粉设备机械组成主要由贮粉罐，加粉装置，喷粉罐，流化及引喷装置组成如表1、图1所示。

1.1.1 贮粉罐

贮粉罐顶部设有顶尖装置，行车工可完成加粉过程，不需另外人工加料。贮粉罐上部安装网筛，以免大尺寸杂物进入，堵塞管路，下部安装有气路松动装置和振动电机使粉料能够顺利下落，贮粉罐设超声波料位计，便于操作人员通过控制面板显示的数据了解仓内碳粉重量信息。

1.1.2 加粉装量

加粉装量由二只气动碟阀、一只手动碟阀及喉管组成，通过电控系统控制阀门的动作顺序，实现加粉操作。按照“加料先开加料后开卸料，关闭先关卸料后关加料”时序动作，减少阀门动作时的磨损，延长使用寿命，减少维护费用。

1.1.3 喷粉罐

喷粉罐主要由罐体及有关仪表组成。罐体上装有电接点压力表及自动放散阀，罐体的容积为2 m3。

1.1.4 流化装量和引喷装量

流化装量主要作用使碳粉小结块在喷粉罐底部流态化，利于碳粉顺畅喷出。引喷装量是利用宏吸原理使碳粉得到加速，出口处安装加速气动阀和喷粉调节阀分二路喷管，分别连接2个喷枪，向炉内喷吹。

1.2 气路电控及称重显示装置

1.2.1 气路电控系统

对一套S7-200PLC进行电气设计编程，就地或远程控制各气路阀门，完成喷粉系统各装量的工艺操作。位于现场的阀门位置信号通过中间继电器进入PLC的DI模块，实现电气隔离，有利于PLC的安全运行。通过各种连锁关系，确保安全有效自动完成整个喷粉和加粉过程。气路电控系统有多重连锁功能，防止误操作。现场和远程有急停操作，现场使用中粉料颗粒在气源压力作用下严重侵蚀管道，导致管道可能破损发生压力外泄，急停操作可以应对突发事故的发生。

1.2.2 称重显示装量

称重显示装量主要由传感器，接线中继盒，重量变送仪和显示仪组成。采用压式传感器，现场和远距显示喷粉罐内碳粉量，便于统计碳粉的使用量，并给操作人员提供准确的加粉信息。

2 碳粉设备系统工作原理

（1）喷粉罐电接点压力表为零并有数字接点信号输出时才能加粉，保证无压加粉，避免粉尘飞扬污染环境。（2）贮粉罐松动气阀打开后，加粉和卸料气阀先后按序打开，保证料管系统畅通，不堆积粉料。（3）当喷粉罐内充压达到0.25MPa以上，才能遵循“先开加速后开喷粉，先停喷粉后停加速”的原则进行喷粉操作，以便于对喷粉管路中剩余粉料的吹扫。根据现场实际管路长度，自动操作时间间隔为6 s。

3 安装调试和实际使用维护中问题的分析和解决

（1）电控系统的安装选址，电炉冶炼过程中现场环境相对比较恶劣，喷粉设备工作电控系统应安装在环境干净的室内，现场只留有机械装置和端子箱，保证PLC的长期稳定运行。

（2）喷粉设备对粉料的要求，针对在安装调试初期时常出现粉料中夹杂的塑料膜，编织绳带堵塞喷粉管道的现象，加装网筛进行杂物筛选，同时在原有气路料仓松动的基础上增加0.25 kW小型振动电机使粉料减少阻力顺利加入，不至于出现堆积，断流现象。另外粉料必须干燥防潮，以免造成管路堵塞。

（3）喷粉设备对喷粉罐的称重要求比较严格和精确，现场使用中发现由于称重信号出现偏差，导致喷粉罐中加入了过多粉料，几乎占据了全部喷粉罐的容积，导致动力不足无法喷粉。在提高称重稳定性的同时加装性价比较高的阻旋式料位计双重保障，杜绝故障的发生。

（4）在长期的使用和维护中还发现，当加速和引喷管路发生堵塞时，每次必须先把喷粉罐法兰连接处拧开，把喷粉罐中的剩余粉料清空，维护人员工作量很大，建议设计中考虑隔离闸板，方便检修维护。

4 实际运行情况

高阻抗超高功率电弧炉采用喷粉工艺手段来控制炉况并强化冶炼过程提高电炉生产率，对提高钢水收得率、降低石灰消耗量和环境保护等有明显意义。

此外还可以考虑增加语音报警功能，语音报警功能实际上就是将机器或设备的状况告知人们，使人们了解并掌握设备或机器损坏，劣化程度，故障隐患等情况，避免事故，节约维修时间，降低成本，通过对设备参数点的基准值和监测周期进行诊断，与正常进行标准样本进行比较，实行早期预警和维修咨询都是非常重要的。

参考文献

[1] 蔡哓景，陈少杰，林名驰.珠钢150T电弧炉喷碳系统的改进[J].冶金丛刊，2011（2）：27-29，33.