CN105274277A - 一种转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法，根据不同钢种建立控制转炉吹氧量的多条分段爬升三维曲线，该曲线的参数根据生产环境的实际数据进行确定；将曲线的参数记录到数据库中，并根据实际生产环境的数据对数据库中的参数进行随时修正，得到最优曲线；在不同的吹炼阶段时选择不同的分段爬升三维曲线，满足吹炼初期、吹炼中期、吹炼后期和补吹阶段时氧气流量的上升控制功能。本发明的方法可有效抑制吹炼中断后再次下枪而导致的干法除尘泄爆，保证转炉冶炼与干法除尘系统的稳定生产，缩短冶炼周期，提高生产效率。

Description

一种转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法

技术领域

本发明涉及转炉干法除尘领域，尤其涉及一种转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法。

背景技术

转炉干法除尘技术是目前大部分转炉都采用的方法，该方法相比于传统湿法除尘，具有显著的节水、节电、占地面积小等优势，是企业节能降耗，提高效益的重要措施，干法除尘是转炉煤气除尘的必然发展方向。但是，在实际生产中，干法除尘泄爆问题一直是影响转炉稳定生产的重要因素，制约着干法除尘的广泛应用和推广。泄爆是由于电除尘器内部压力短时间急剧变化达到泄爆阀起跳压力，从而导致泄爆阀起跳的事件，泄爆本身是一种保护干法除尘的安全措施，防止泄爆决不能从盲目的放宽提枪联锁条件或者改变泄爆阀动作压力入手，但同时频发的泄爆严重威胁转炉的稳定生产，国内钢厂既出现过一炉钢泄爆十多次的情况，也有因不能可靠及时泄爆而导致干法除尘损坏的事故。因此，如何避免干法除尘泄爆成为转炉冶炼和干法除尘稳定运行的重要工作，干法除尘抑爆控制是转炉生产中不可或缺的控制功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中转炉干法除尘的过程中容易发生泄爆的缺陷，提供一种能够可有效抑制吹炼中断后再次下枪而导致的干法除尘泄爆，保证转炉冶炼与干法除尘系统的稳定生产的转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法，根据不同钢种建立控制转炉吹氧量的多条分段爬升三维曲线，该曲线的参数根据生产环境的实际数据进行确定；将曲线的参数记录到数据库中，并根据实际生产环境的数据对数据库中的参数进行随时修正，得到最优曲线；在不同的吹炼阶段时选择不同的分段爬升三维曲线，满足吹炼初期、吹炼中期、吹炼后期和补吹阶段时氧气流量的上升控制功能。

进一步地，本发明的方法具体包括以下步骤：

S1、建立氧气流量分段爬升三维曲线模型，该模型包括：

第一段为氧气流量爬升曲线低流量保持段，f1为低流量保持段流量，t1为低流量保持段持续时间，h1为低流量保持段吹氧枪高度；

第二段为氧气流量爬升曲线低流量爬升段，流量由f1爬升至f3，t2为低流量爬升段爬升时间，h2为低流量爬升段吹氧枪高度；

第三段为氧气流量爬升曲线中流量保持段，f3为中流量保持段流量，t3为中流量保持段持续时间，h3为中流量保持段吹氧枪高度；

第四段为氧气流量爬升曲线中流量爬升段，流量由f3爬升至f5，t4为中流量爬升段爬升时间，h4为中流量保爬升吹氧枪高度；

第五段为氧气流量爬升曲线高流量保持段，f5为高流量保持段流量，也就是正常吹氧流量，h5为高流量保持段吹氧枪高度；

S2、记录实际生产情况下各个阶段的氧气流量、保持时间和吹氧枪高度，建立氧气流量分段爬升曲线参数f1，t1，h1；t2，h2；f3，t3，h3；t4，h4；f5，h5的数据库；并根据每组数据参数，绘制对应的氧气流量分段爬升曲线；

S3、根据实际生产环境的数据对数据库中的参数进行随时修正，得到最优曲线；

S4、根据不同的吹炼阶段，包括吹炼初期、吹炼中期、吹炼后期和补吹阶段，对每个吹炼阶段各选择一条合适的氧气流量分段爬升三维曲线；

S5、随着生产炉次的增加，根据生成不同品种的钢种而设置具有针对性的氧气流量分段爬升三维曲线。

进一步地，本发明的吹炼初期选择上升较快，既能满足点火要求，又不会导致CO浓度上升过快的曲线；

吹炼中期选择上升最为平稳，又不会导致CO，O₂浓度同时上升过快，而又能点火成功的曲线；

吹炼后期选择上升最快，能缩短吹炼周期，加快反应速度，又不会导致泄爆的曲线；

补吹阶段选择没有低流量保持阶段与中流量保持阶段的上升曲线。

进一步地，本发明的吹氧控制的正常吹氧流量根据不同的熔炉容积来确定。

进一步地，本发明的吹炼初期的吹氧流量为正常吹氧流量的50％，持续时间为20s。

进一步地，本发明的吹炼中期的吹氧流量为正常吹氧流量的30％，持续时间为25s。

进一步地，本发明的补吹阶段采用的吹氧方式为快速点吹的方式，吹氧流量快速上升至正常吹氧流量。

本发明产生的有益效果是：本发明的转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法通过建立控制转炉吹氧量的多条分段爬升三维曲线，将曲线的参数记录到数据库中，并根据实际生产环境的数据对数据库中的参数进行随时修正，得到最优曲线，然后工艺工程师根据曲线对不同的吹炼阶段进行吹氧流量的控制；该方法能够提供灵活多变的吹氧上升爬坡曲线，可有效抑制吹炼中断后再次下枪而导致的干法除尘泄爆，保证转炉冶炼与干法除尘系统的稳定生产，缩短冶炼周期，提高生产效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法的流程图；

图2是本发明实施例的转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法的转炉的结构示意图；

图3是本发明实施例的转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法的分段爬升三维曲线；

其中，1-转炉本体，2-汽化冷却烟道，3-蒸发冷却器，4-静电除尘器，5-干法除尘风机，6-放散塔，7-煤气冷却器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例的转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法，根据不同钢种建立控制转炉吹氧量的多条分段爬升三维曲线，该曲线的参数根据生产环境的实际数据进行确定；将曲线的参数记录到数据库中，并根据实际生产环境的数据对数据库中的参数进行随时修正，得到最优曲线；在不同的吹炼阶段时选择不同的分段爬升三维曲线，满足吹炼初期、吹炼中期、吹炼后期和补吹阶段时氧气流量的上升控制功能。

该方法具体包括以下步骤：

S1、建立氧气流量分段爬升三维曲线模型，该模型包括：

第一段为氧气流量爬升曲线低流量保持段，f1为低流量保持段流量，t1为低流量保持段持续时间，h1为低流量保持段吹氧枪高度；

第二段为氧气流量爬升曲线低流量爬升段，流量由f1爬升至f3，t2为低流量爬升段爬升时间，h2为低流量爬升段吹氧枪高度；

第三段为氧气流量爬升曲线中流量保持段，f3为中流量保持段流量，t3为中流量保持段持续时间，h3为中流量保持段吹氧枪高度；

第四段为氧气流量爬升曲线中流量爬升段，流量由f3爬升至f5，t4为中流量爬升段爬升时间，h4为中流量保爬升吹氧枪高度；

第五段为氧气流量爬升曲线高流量保持段，f5为高流量保持段流量，也就是正常吹氧流量，h5为高流量保持段吹氧枪高度；

S2、记录实际生产情况下各个阶段的氧气流量、保持时间和吹氧枪高度，建立氧气流量分段爬升曲线参数f1、t1、h1；t2、h2；f3、t3、h3；t4、h4；f5、t5、h5的数据库；并根据每组数据参数，绘制对应的氧气流量分段爬升曲线；

S3、工艺工程师根据实际生产环境的数据对数据库中的参数进行随时修正，得到最优曲线；

S4、根据不同的吹炼阶段，包括吹炼初期、吹炼中期、吹炼后期和补吹阶段，对每个吹炼阶段各选择一条合适的氧气流量分段爬升三维曲线；

S5、随着生产炉次的增加，工艺工程师根据生成不同品种的钢种而设置具有针对性的氧气流量分段爬升三维曲线。

如图2所示，为本发明实施例的转炉的结构示意图。包括转炉本体1、汽化冷却烟道2、蒸发冷却器3、静电除尘器4、干法除尘风机5、放散塔6和煤气冷却器7。该系统将约1550℃的转炉煤气在干法除尘风机5的抽引作用下，经过汽化冷却烟道2后进入蒸发冷却器3。蒸发冷却器3对转炉煤气进行降温、调质、粗除尘，使转炉煤气气温度降低到150～250℃，同时约有40％的粉尘在蒸发冷却器3的作用下被捕获。经冷却、粗除尘和调质后的烟气进入静电除尘器4，烟气经静电除尘器4除尘后含尘量降至10mg/m³以下。经过静电除尘器4精除尘的合格转炉煤气经过煤气冷却器7降温到50～70℃后进入煤气柜，氧含量>2％体积为不合格的转炉煤气，通过放散塔6放散。

通常情况下，干法除尘的电除尘器出口压力为-0.5KPa～-0.9KPa之间，当内部压力出现急剧变化，由负压变为正压且达到泄爆阀起跳压力时就会发生泄爆。内部压力出现急剧变化的原因是由于CO与O₂或者H₂与O₂的混合气体在除尘器内发生爆炸所致。根据上述可知避免CO与O₂或者H₂与O₂混合浓度在电除尘器达到爆炸极限是消除泄爆的根本方法。但是，吹炼过程中，不同时期的泄爆是由于不同原因导致的，其预防措施也不尽相同，因此分类进行分析和阐述有利于从根本上避免泄爆的原理和方法。

1、吹炼初期

吹炼初期泄爆的诱因在于当冶炼过程中产生了足量的CO气体，但此时的O₂在管道中仍然存在，进而达到泄爆条件发生泄爆。此类泄爆是生产中出现次数最多的，预防的重点就在于如何在铁水中碳氧迅速反应时降低CO的生成速度，此时，可以将开吹氧气流量降低到最大氧气流量的50％，并持续20秒左右，然后慢慢爬升至正常吹氧流量，以推迟碳氧反应开始的时间，这样可以有效的避开CO>9％体积且O₂>6％体积的泄爆点。同时，为了减少富氧进入电除尘，除了减小开吹吹氧流量外，通过将开氧点位置降低到相对钢水液面2m的位置，更能直接减少氧气进入电除尘器。

2、吹炼中期

吹炼中期一般不容易发生泄爆，但由于此时煤气中CO含量非常高，如果一旦发生泄爆肯定是大型泄爆，将会对设备产生重大破坏，应该绝对杜绝。吹炼中期泄爆的主要原因是电气、设备或工艺原因导致事故提枪后吹炼中断，中断后再次下枪时引起泄爆。此类泄爆危害较大，而且不易消除，甚至造成多次下枪，多次泄爆，无法正常冶炼。同样，预防的重点也是降低CO的生成速度，由于此阶段CO的生成反应更为激烈迅速，CO和O₂的浓度迅速上升，很快达到泄爆点，因此二次下枪开吹氧气流量更低一些,降到最大氧气流量的30％,并持续时间更长一些,约25秒左右，以期爬升曲线需要更加平稳，其目的还是要将煤气中的CO含量和O₂含量控制在泄爆范围以下,也就是CO>9％体积且O₂>6％体积，防止再次开吹时煤气中的CO含量上升过快导致静电除尘器发生泄爆。

3、吹炼后期

造成吹炼后期干法除尘泄爆的主要原因除了吹炼中断二次下枪外，还有一个特殊情况就是副枪测量时泄爆，因为吹炼后期需要副枪测量时，为了保护副枪，供氧强度存在降低和提升的过程，此时加料偏早或过多，将影响氧气与铁水的充分反应，诱发泄爆，当然也有因副枪测量前后煤气回收与放散来回切换导致烟气流动不畅诱发泄爆的情况。但是，由于吹炼后期，随着铁水中碳含量的减少，生成CO的反应并不激烈，CO生成量逐渐减小，因此吹炼后期二次下枪或副枪测量完成后,氧气流量的爬升时间可以适当加快至5秒。

4、补吹阶段

补吹的工艺一般采用是高拉碳的炼钢操作模式。在此操作模式下，补吹时，铁水中碳含量的非常少，CO的生成浓度非常低，而且补吹的一个重要功能是快速点吹，实现钢水升温，保证出钢温度。因此补吹下枪时，氧气流量需要快速上升至正常流量,若为300吨转炉,则正常流量为65000～70000m³/h，而无需爬坡曲线。

如图3所示，在本发明的另一个实施例中，该方法的主要步骤如下：

第一步：建立如图3所示的氧气流量分段爬升三维曲线模型；其中，X轴表示吹氧时间T，单位为秒；Y轴表示氧气流量F，单位为m³/h；Z轴表示氧枪高度H，单位为m。

第一段为氧气流量爬升曲线低流量保持段，f1为低流量保持段流量，t1为低流量保持段持续时间，h1为低流量保持段氧枪高度；

第二段为氧气流量爬升曲线低流量爬升段，流量由f1爬升至f2，t2为低流量爬升段爬升时间，h2为低流量爬升段氧枪高度；

第三段为氧气流量爬升曲线中流量保持段，f3为中流量保持段流量，t3为中流量保持段持续时间，h3为中流量保持段氧枪高度；

第四段为氧气流量爬升曲线中流量爬升段，流量由f3爬升至f5，t4为中流量爬升段爬升时间，h4为中流量保爬升氧枪高度；

第五段为氧气流量爬升曲线高流量保持段，f5为高流量保持段流量，也就是正常吹氧流量，h5为高流量保持段氧枪高度。

第二步：建立氧气流量分段爬升曲线参数f1，t1，h1；t2，h2；f3，t3，h3；t4，h4；f5，h5的数据库；以300吨转炉为例，炼制优质碳素结构钢时，根据实际生产经验，这里给出4组参数。

参数	f1	t1	h1	t2	h2	f3	t3	h3	t4	h4	f5	h5
													曲线1	28000	30	2	25	2.2	40000	20	2.4	15	2.6	62000	2.8
曲线2	32000	25	2.2	20	2.5	42000	15	2.6	10	2.8	65000	2.8
													曲线3	40000	20	2.4	15	2.6	50000	10	2.8	5	2.8	68000	2.9
曲线4	50000	15	2.6	10	2.8	60000	10	2.8	5	3	70000	3

第三步：工艺工程师可以设置多条氧气流量分段爬升曲线的参数，同时该参数可以根据实际生产情况进行随时修正。

第四步：根据不同的吹炼阶段，选择不同的氧气流量分段爬升曲线，如吹炼初期，可以选择上升相对较快，既能满足点火要求，又不会导致CO浓度上升过快的曲线；吹炼中期，可以选择上升最为平稳的，既又不会导致CO，O2浓度同时上升过快，而又能点火成功的曲线；吹炼后期，可以选择上升最快的，既能缩短吹炼周期，加快反应速度，又不会导致泄爆的曲线；补吹阶段，可以选择没有低流量保持阶段与中流量保持阶段的上升曲线，保证补吹的效果。

第五步：随着生产炉次的增加，工艺工程师可以根据生产不同品种的钢种而设置具有针对性的氧气流量分段爬升曲线参数。

本方法可以为工艺工程师提供灵活多变的多条吹氧曲线，满足吹炼中不同时期(吹炼初期，吹炼中期，吹炼后期及补吹)下枪吹氧时，氧气流量的上升爬坡控制功能，并具有人工修正功能，便于实时简捷的维护该数据库，记录最优曲线，为工艺工程师提供参考；该方法可以有效的抑制吹炼中断后再次下枪而导致的干法除尘泄爆，并加快冶炼周期，保证转炉冶炼与干法除尘系统的稳定生产。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法，其特征在于，根据不同钢种建立控制转炉吹氧量的多条分段爬升三维曲线，该曲线的参数根据生产环境的实际数据进行确定；将曲线的参数记录到数据库中，并根据实际生产环境的数据对数据库中的参数进行随时修正，得到最优曲线；在不同的吹炼阶段时选择不同的分段爬升三维曲线，满足吹炼初期、吹炼中期、吹炼后期和补吹阶段时氧气流量的上升控制功能。

2.根据权利要求1所述的转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、建立氧气流量分段爬升三维曲线模型，该模型包括：

第一段为氧气流量爬升曲线低流量保持段，f1为低流量保持段流量，t1为低流量保持段持续时间，h1为低流量保持段吹氧枪高度；

第二段为氧气流量爬升曲线低流量爬升段，流量由f1爬升至f3，t2为低流量爬升段爬升时间，h2为低流量爬升段吹氧枪高度；

第三段为氧气流量爬升曲线中流量保持段，f3为中流量保持段流量，t3为中流量保持段持续时间，h3为中流量保持段吹氧枪高度；

第四段为氧气流量爬升曲线中流量爬升段，流量由f3爬升至f5，t4为中流量爬升段爬升时间，h4为中流量保爬升吹氧枪高度；

第五段为氧气流量爬升曲线高流量保持段，f5为高流量保持段流量，也就是正常吹氧流量，h5为高流量保持段吹氧枪高度；

S2、记录实际生产情况下各个阶段的氧气流量、保持时间和吹氧枪高度，建立氧气流量分段爬升曲线参数f1，t1，h1；t2，h2；f3，t3，h3；t4，h4；f5，h5的数据库；并根据每组数据参数，绘制对应的氧气流量分段爬升曲线；

S3、根据实际生产环境的数据对数据库中的参数进行随时修正，得到最优曲线；

S4、根据不同的吹炼阶段，包括吹炼初期、吹炼中期、吹炼后期和补吹阶段，对每个吹炼阶段各选择一条合适的氧气流量分段爬升三维曲线；

S5、随着生产炉次的增加，根据生成不同品种的钢种而设置具有针对性的氧气流量分段爬升三维曲线。

3.根据权利要求2所述的转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法，其特征在于，吹炼初期选择上升较快，既能满足点火要求，又不会导致CO浓度上升过快的曲线；

吹炼中期选择上升最为平稳，又不会导致CO，O₂浓度同时上升过快，而又能点火成功的曲线；

吹炼后期选择上升最快，能缩短吹炼周期，加快反应速度，又不会导致泄爆的曲线；

补吹阶段选择没有低流量保持阶段与中流量保持阶段的上升曲线。

4.根据权利要求2所述的转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法，其特征在于，吹氧控制的正常吹氧流量根据不同的熔炉容积来确定。

5.根据权利要求2所述的转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法，其特征在于，吹炼初期的吹氧流量为正常吹氧流量的50％，持续时间为20s。

6.根据权利要求2所述的转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法，其特征在于，吹炼中期的吹氧流量为正常吹氧流量的30％，持续时间为25s。

7.根据权利要求2所述的转炉干法除尘抑爆的吹氧控制方法，其特征在于，补吹阶段采用的吹氧方式为快速点吹的方式，吹氧流量快速上升至正常吹氧流量。