CN107630120B - 一种转炉二文喉口的调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转炉二文喉口的调节方法，包括：1)兑铁加废钢期间，RD阀开度控制在40％～50％；2)吹氧量20％以前的硅锰氧化期，RD阀开度控制在50％～60％；3)吹氧量20％至75％的碳氧激烈氧化期，RD阀开度控制在90％以上；4)吹氧量75％以后，RD阀开度控制在65％～75％；5)副枪过程测试开始时，RD阀开度控制在50％～60％；6)吹氧结束后，RD阀开度控制在40％～50％。本发明根据转炉冶炼过程中碳氧反应及烟气量变化规律自动调节二文喉口开度大小，在不增加其它设备的前提下，通过减少冶炼前期和后期空气卷入及中期烟气外溢燃烧，达到提高除尘效果、延长煤气回收时间、提高煤气回收率的效果。

Description

一种转炉二文喉口的调节方法

技术领域

本发明涉及转炉煤气回收技术领域，尤其涉及一种采用一塔双文湿法除尘系统的转炉二文喉口的调节方法。

背景技术

转炉冶炼的主要目的是去除铁水中的Si、Mn、C、P等杂质元素及有害气体，调整钢水的成分和温度。转炉吹氧过程主要分为三个阶段：一是吹氧前期，也称为硅锰氧化期，主要反应是铁水中的硅锰与吹入的氧气反应，生成SiO₂、MnO等氧化产物进入炉渣，碳只有少量氧化，这期间产生的烟气量较小，烟气的主要成分是N₂。二是吹氧中期，也称碳氧化期。铁水中的碳元素发生激烈的氧化反应，生成大量的CO和少量的CO₂气体，随同其他气体经炉口排出，形成具有毒性、爆炸性、高温多尘和一定热值的烟气，这期间的烟气量最大，烟气的主要成分是CO。三是吹氧后期。熔池中的碳含量已降到0.3％以下，主要反应是少量的脱碳反应和铁氧化反应，这期间产生的烟气量较小，烟气的主要成分是N₂和O₂。整个冶炼过程中，转炉烟气量产生的大小直接受转炉碳氧反应规律影响。如何对转炉烟气进行降温除尘，回收其中的有益成分，防止污染环境，回收大量能源，提高煤气回收水平，是转炉炼钢绿色生产和负能冶炼的重要课题。

一塔双文式湿法除尘系统是目前大多数转炉采用的除尘方式，简称OG(OxygenConverter Gas Recovery)系统，主要依靠两级文氏管对转炉烟气进行喷水降温和除尘。文氏管除尘的基本原理是当转炉烟气通过文氏管喉口部分时，产生较大而且相对稳定的气流阻力损失，使含尘烟气流经喉口时被压缩并且流速升高，在喷水的作用下烟气与水进行水气混合，使尘粒从气流中分离出来，达到烟气除尘的目的。一级文氏管(简称“一文”)除去烟气中占全部尘量约70％的粗颗粒粉尘，二级文氏管(简称“二文”)除去烟气中的细颗粒粉尘，起到精除尘作用。二级文氏管也称可调径文氏管，主要设备是RD阀(Rice Damper)，RD阀可以调节喉口开度大小，主要的结构型式有重锤式上下调节、滑板式左右调节、翼板式上下翻转调节。

RD阀主要有两大作用：一是当烟气通过RD阀时被压缩并升速，阀体两侧的喷嘴喷水产生水气混合对烟气进行除尘降温。二是通过阀板开度调节相对稳定炉口内外气体压差和“二文”喉口气流阻损。炉内碳氧反应剧烈时，产生烟气量大，炉口内烟气压力大于炉口外大气压力，增加RD开度可以提高烟气流速，降低炉口内烟气压力，减少烟气外溢燃烧，提高煤气回收水平。炉内碳氧反应减弱时，产生烟气量小，炉口内烟气压力小于炉口外大气压力，减小RD开度可以降低烟气流速，提高炉口内烟气压力，减少炉口空气内渗，减少烟气中的空气量和CO二次燃烧程度，从而提高煤气回收水平。因此，在冶炼过程中合理调节RD阀的开度，对于提高OG系统的除尘效率和提高煤气回收水平至关重要。

申请号为CN201110356444.5的中国专利，公开了“一种提高OG法回收转炉煤气效果的装置及方法”。装置包括可编程控制器；可编程控制器的输入与“炼钢开始、结束”以及“炉口微差压”信号相连，输出信号分别与六个电磁阀和RD阀的伺服机构电连接；该六个电磁阀分别与破渣器、测量回路、N₂吹扫回路和喉口N₂捅针设备相连接，伺服机构与RD阀相连。使用该装置时，可编程控制器根据检测到的信号，使相应的电磁阀得电或失电，进而控制相应的设备工作或停止，达到预期的生产工艺效果。该装置能将炉口微差压取样口破渣设备、测量回路N₂反吹扫设备，喉口N₂捅针设备以及炉口微差压RD阀等进行连锁动作，自动控制，确保煤气回收设备持续、可靠的动作，实现了良好的除尘和煤气回收效果。

在已公开的文献报道中，酒钢、梅钢、莱钢、邯钢等钢厂都采用了炉口微差压控制技术，对于提高煤气回收效果明显。但是微差压检测系统的日常维护工作量大，特别是对取压管路必须经常进行积渣清理和吹扫，否则无法保证微差压检测数值的准确性；因此微差压检测系统如何保证可靠性和稳定性成为该项技术的前提和瓶颈。

发明内容

本发明提供了一种转炉二文喉口的调节方法，可根据转炉冶炼过程中碳氧反应及烟气量变化规律自动调节二文喉口开度大小，在不增加其它设备的前提下，通过减少冶炼前期和后期空气卷入及中期烟气外溢燃烧，达到提高除尘效果、延长煤气回收时间、提高煤气回收率的效果。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种转炉二文喉口的调节方法，根据转炉冶炼过程中碳氧反应及烟气量的变化规律，通过控制系统自动控制二文喉口RD阀开度，具体包括如下步骤：

1)吹氧开始前，兑铁加废钢期间，产生的烟尘主要被二次风机抽走，经过一次除尘系统的烟气量较少，在此期间RD阀开度控制在40％～50％；

2)吹氧量20％以前的硅锰氧化期，碳少量氧化，产生烟气量较少；为了减少炉口空气内渗增加氧气和燃烧烟气中的CO，在此期间RD阀开度控制在50％～60％；

3)吹氧量20％至75％的碳氧激烈氧化期，硅锰氧化结束，熔池主要是碳氧反应，氧的供应是碳氧反应的限制环节，碳以最大速度氧化，产生烟气量是整个冶炼阶段最大的，在此期间RD阀开度控制在90％以上，保证大量烟气快速通过；

4)吹氧量75％以后，熔池碳含量降低到0.6％以下，在吹氧量80％以后开始过程测试；在此之前将RD阀开度控制在65％～75％，防止过程测试时RD阀关闭过慢而在炉口吸入空气；

5)副枪过程测试开始时，吹氧流量由53700m³/h降至33000m³/h，碳氧反应减弱，烟气量快速减小，为了防止炉口吸入空气增加O₂燃烧CO，RD阀开度控制在50％～60％，以减缓CO浓度的下降速度，延长煤气回收时间；

6)吹氧结束后，炉内产生烟气量很小，主要是风机抽引吸入空气，在此期间RD阀开度控制在40％～50％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)与采用炉口微差压控制技术相比，可避免因微差压检测系统的取差管路积渣堵塞造成的压力检测数值不准等弊端，调整可靠，效果可控；

2)根据转炉冶炼过程中碳氧反应及烟气量变化规律自动调节二文喉口开度大小，通过减少冶炼前期和后期空气卷入及中期烟气外溢燃烧，达到提高除尘效果、延长煤气回收时间、提高煤气回收率的效果；

3)通过控制系统对吹氧系统及RD阀进行联锁即可实现，不增加其它设备，无成本投入。

具体实施方式

本发明所述一种转炉二文喉口的调节方法，根据转炉冶炼过程中碳氧反应及烟气量的变化规律，通过控制系统自动控制二文喉口RD阀开度，具体包括如下步骤：

1)吹氧开始前，兑铁加废钢期间，产生的烟尘主要被二次风机抽走，经过一次除尘系统的烟气量较少，在此期间RD阀开度控制在40％～50％；

2)吹氧量20％以前的硅锰氧化期，碳少量氧化，产生烟气量较少；为了减少炉口空气内渗增加氧气和燃烧烟气中的CO，在此期间RD阀开度控制在50％～60％；

3)吹氧量20％至75％的碳氧激烈氧化期，硅锰氧化结束，熔池主要是碳氧反应，氧的供应是碳氧反应的限制环节，碳以最大速度氧化，产生烟气量是整个冶炼阶段最大的，在此期间RD阀开度控制在90％以上，保证大量烟气快速通过；

4)吹氧量75％以后，熔池碳含量降低到0.6％以下，在吹氧量80％以后开始过程测试；在此之前将RD阀开度控制在65％～75％，防止过程测试时RD阀关闭过慢而在炉口吸入空气；

5)副枪过程测试开始时，吹氧流量由53700m³/h降至33000m³/h，碳氧反应减弱，烟气量快速减小，为了防止炉口吸入空气增加O₂燃烧CO，RD阀开度控制在50％～60％，以减缓CO浓度的下降速度，延长煤气回收时间；

6)吹氧结束后，炉内产生烟气量很小，主要是风机抽引吸入空气，在此期间RD阀开度控制在40％～50％。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

本实施例将吹氧系统与二文喉RD阀通过控制系统进行联锁控制，吹氧前、吹氧过程中及吹氧后RD阀分别设定不同开度，且吹氧过程中也根据吹氧量对RD阀的开度进行阶段性调整，从而在不增加其它设备的前提下达到提高烟气处理及除尘效果、延长煤气回收时间、提高煤气回收率的效果。

1)吹氧开始前，转炉兑铁加废钢期间，RD阀开度控制在40％；采集铁水废钢数据，静态计算本炉吹氧量14550m³。

2)开始吹氧后，RD阀开度控制在50％。

3)吹氧量达到2910m³(总氧量的20％)时，RD阀开度控制在90％。

4)吹氧量达到10913m³(总氧量的75％)时，RD阀开度控制在65％。

5)吹氧量达到11931m³时，副枪过程测试开始，吹氧流量由53700m³/h降至33000m³/h，在此期间RD阀开度控制在50％。

6)根据过程测试结果，累计吹氧量达到14682m³时，预测达到目标碳温，发出抬枪信号，RD阀开度调整为40％。

7)溅渣及生产间隙，RD阀开度维持在40％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种转炉二文喉口的调节方法，其特征在于，通过控制系统对吹氧系统及RD阀进行联锁，根据转炉冶炼过程中碳氧反应及烟气量的变化规律，通过控制系统自动控制二文喉口RD阀开度，具体包括如下步骤：

1)吹氧开始前，兑铁加废钢期间，产生的烟尘主要被二次风机抽走，经过一次除尘系统的烟气量较少，在此期间RD阀开度控制在40％～50％；

2)吹氧量20％以前的硅锰氧化期，碳少量氧化，产生烟气量较少；为了减少炉口空气内渗增加氧气和燃烧烟气中的CO，在此期间RD阀开度控制在50％～60％；

3)吹氧量20％至75％的碳氧激烈氧化期，硅锰氧化结束，熔池主要是碳氧反应，氧的供应是碳氧反应的限制环节，碳以最大速度氧化，产生烟气量是整个冶炼阶段最大的，在此期间RD阀开度控制在90％以上，保证大量烟气快速通过；

4)吹氧量75％以后，熔池碳含量降低到0.6％以下，在吹氧量80％以后开始过程测试；在此之前将RD阀开度控制在65％～75％，防止过程测试时RD阀关闭过慢而在炉口吸入空气；

5)副枪过程测试开始时，吹氧流量由53700m³/h降至33000m³/h，碳氧反应减弱，烟气量快速减小，为了防止炉口吸入空气增加O₂燃烧CO，RD阀开度控制在50％～60％，以减缓CO浓度的下降速度，延长煤气回收时间；

6)吹氧结束后，炉内产生烟气量很小，主要是风机抽引吸入空气，在此期间RD阀开度控制在40％～50％。