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轉爐干法除塵煤氣回收量的改進

來源:摩登4平臺 發布時間:2020/7/9 10:12:01
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轉爐干法除塵煤氣回收量的改進
 
      轉爐煤氣在鋼鐵企業生產的過程中以二次能源的地位存在,有著相當的地位,實際生產的過程中如何有效的回收利用這一材料對于循環經濟的發展和清潔生產的過程都有著十分重要的作用,因而文章就此進行分析,探討回收量的改進措施,希望可以給有關從業人員以啟發。

1 前言

      轉爐煉鋼的過程中產生的高溫爐氣存在了大量的化學潛熱高溫顯熱,如果在生產的過程中能夠有效的回收利用這一部分熱量則可以有效的節約生產成本。高溫爐氣當中含有了大量的CO爐氣又稱為轉爐煤氣,是煉鋼生產過程中zui為重要的副產品之一,對其進行回收利用有著重要的意義。

2 轉爐煤氣回收系統工藝簡介

      邯鋼邯寶煉鋼轉爐煤氣回收系統是從奧鋼聯引進的LT干法煤氣回收系統。系統主要由煙氣冷卻、凈化回收和粉塵壓塊等3大部分組成。
其主要技術特點為:
①除塵凈化效率高,回收的煤氣含塵量小于10mg/m3,可直接供用戶使用;
②年回收含鐵粉塵壓塊6萬t,返回轉爐當含鐵原料利用;
③不存在二次污染和污水處理,節省能耗;
④轉爐煤氣回收率高。

3 轉爐煤氣回收影響因素

3.1 轉爐生產節奏的影響

      邯鋼邯寶煉鋼2019年目標產能520萬t,二吹二制氧氣復吹轉爐,兩座260t轉爐吹煉過程中同時吹煉的狀態經常出現。兩座轉爐同時吹煉會引起氧氣總管壓力降低,導致供氧強度降低,影響前期吹煉過程爐氣中氧含量,推遲煤氣回收的開始時間,減少煤氣回收量。兩座轉爐共用一座15萬m3的煤氣柜,二吹二的生產模式下,共吹情況發生的形式多種多樣,在不同的共吹情況下,受到回收安全、風量、煤氣柜壓力影響,也大幅度降低煤氣回收量。邯鋼邯寶煉鋼平均供氧時間為16.5min,從2017年4月到2017年9月的具有代表性的200爐數據獲得幾種共吹模式下,根據開吹時間差不同,進行平均煤氣回收量變化統計。分析得出兩座轉爐共吹模式下對煤氣回收量的影響明顯,針對共吹問題提出要求,兩座轉爐吹煉開始間隔控制在大于8min,減少共吹影響煤氣回收量。生產過程中采取以下具體措施:兩座轉爐減少同時兌鐵水情況,但為了保證整體生產順行,一座轉爐兌完鐵水下槍吹煉時,下座轉爐才開始兌鐵水進行吹煉,間隔時間大于8min。有效減少了轉爐生產節奏帶來的影響。

3.2 轉爐冶煉操作的影響

      轉爐煤氣成份含量隨吹煉時間變化,轉爐依靠鐵水中C、Si、Mn、P等元素的氧化反應放熱,完成冶煉過程,并生成大量高溫煙氣。從邯鋼邯寶煉鋼轉爐冶煉過程中,采集正常生產條件下冶煉過程中轉爐煤氣中φ(CO)、φ(CO2)、φ(O)變化數據,繪制其隨吹煉時間變化的趨勢圖。(1)提高吹煉前期溫度可以加快氧與鐵水中其它元素的反應速度,使爐氣中的含氧量迅速達到煤氣回收條件,可以延長煤氣回收時間,提高煤氣回收量。提高吹煉前期溫度途徑有:調整鐵水比、提高入爐鐵水溫度、減少轉爐吹煉第1批料量等方法,可以有效的降低轉爐吹煉前期溫度的影響。目前多數采用調整鐵水比和減少轉爐吹煉第1批料量的方式,達到提高前期溫度的操作模式。轉爐槍位控制方面,普遍采用高低模式,開吹降槍時間一致的情況下,開吹槍位影響煤氣回收的統計。結合轉爐第1批料量的控制,降低開吹槍位也能有效的延長煤氣回收時間。根據轉爐前期的風量(170000m3/h)計算,前期影響煤氣回收量:170000/(60×60)=47.22m3/s。所以前期槍位對煤氣回收影響也非常顯著。

3.3 原料條件的影響

      轉爐煤氣主要是由鐵水脫碳過程中碳氧化產生的,通過對轉爐正常生產條件下生產數據統計分析,原料條件和鋼水碳含量對轉爐煤氣回收量影響。原料方面,邯鋼邯寶煉鋼使用魚雷罐輸送鐵水,魚雷罐站有兩條線,能同時接納4個魚雷罐同時進站。魚雷罐輸送的鐵水成分和溫度,根據不同高爐、不同時間段有所波動,鐵水溫度1250~1400℃之間波動,鐵水w[Si]在0.2%~0.8%之間波動,對冶煉操作影響較大。因冶煉操作的難度加大,影響了煤氣回收的開始和結束時間,對煤氣回收量產生波動。針對鐵水條件影響,結合邯鋼邯寶煉鋼魚雷罐站的特點,對w[Si]波動大的鐵水,魚雷罐出鐵時進行混鐵處理,把供轉爐鐵水w[Si]控制在0.3%~0.6%之間。對鐵水溫度大于1400℃的鐵水,進行KR脫硫處理。KR脫硫采用機械攪拌和加脫硫劑工藝進行操作,降溫值在25~60℃之間,所以延長KR攪拌時間和增加脫硫劑的使用量,把溫度調整到接近1350℃。穩定了供轉爐鐵水的成份和溫度,有效減少鐵水條件波動對操作帶來的影響,進一步提高煤氣回收量。

3.4 轉爐煤氣回收條件調整的影響

      為了煤氣回收的安全,必須設置相應的回收條件。回收條件直接影響回收的開始與結束,即回收時間的長短。從2011-2016年,通過不斷改進生產工藝參數和消除煤氣回收設備缺陷,做過多次煤氣回收條件的調整,且能保證煤氣回收的安全。調整煤氣回收條件后,延長了煤氣回收時間,提高轉爐煤氣回收量。轉爐煤氣回收條件從zui初的φ(CO)>30%且φ(O)<1%,調整為φ(CO)>20%且φ(O)<1.5%,回收時間增加1.3min,噸鋼煤氣回收量提高近15m3/t,且能安全回收。如今將轉爐的回收條件調整為φ(O)<1.5%,結合實際生產數據計算可得噸鋼煤氣回收量提高15m3/t,并且能安全回收。但是煤氣回收熱值從7118kJ/m3減少到6280kJ/m3,雖然熱值降低但是因為煤氣量的增加,得到效益。

3.5 煤氣回收設備的影響

      目前邯鋼邯寶煉鋼二座轉爐煤氣回收使用一座15萬m3的煤氣柜。正常情況下合格的轉爐煤氣通過三通閥直接進入轉爐煤氣柜。轉爐煤氣柜設置的主要作用是用來適應轉爐煤氣產生的波動量和用戶使用量的不均衡性,以便安全有效地利用。轉爐煤氣回收作業是一種間歇的作業方式,回收煤氣的流量波動范圍較大,在兩座轉爐同時回收時流量達到15~17.5萬m3/h;在兩座轉爐均停止回收時,流量為零。轉爐生產受冶煉品種、原料資源和鑄機生產節奏的影響較大,生產節奏變化大,因而輸入煤氣柜的氣量變化也大,沒有固定的規律可言。轉爐煤氣柜儲存的轉爐煤氣一般壓力為2.0~3.5kPa,如果溝通不及時,煤氣柜壓力在高位時,造成轉爐煤氣不必要的放散燃燒,會降低轉爐煤氣回收量。對刮灰機運行進行優化,在吹煉時,刮灰機運行;出鋼延時5分鐘后,刮灰機停止運行。對電除塵器電場極板振打周期進行優化。對電除塵器內刮灰機加油周期進行優化將煤冷器水泵改為變頻控制,在不回收煤氣時,水泵低頻運行。將輸灰鏈改為變頻控制,在吹煉時輸灰鏈運行,停吹時,輸灰鏈停止,降低鏈條磨損,延長使用壽命。對電除塵器電場控制進行優化,在吹煉時采用全壓模式,在非吹煉期,采用降壓模式。將卸灰氣缸和電磁閥以及噴槍備件國產化,縮短采購周期同時降低備件采購費用。

4 結語

      轉爐煤氣中含有大量的一氧化碳,無論是高溫顯熱還是化學潛熱都有著很大的利用價值,實際生產的過程中很少能夠充分利用這部分熱量,文章分析了相關的影響因素,進而給出一些提高回收量的策略。強化操作、改善原料條件,在安全的條件下調整回收條件、強化設備管理都能夠有效的提高回收率。
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