CN108754064A - 一种转炉湿法电除尘的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种转炉湿法电除尘的方法及装置，该方法包括：向投放有废钢和铁水的转炉顶吹氧气，并在不同时间段内分别控制氧气的不同供给流量；根据计算需要向转炉中加入的总副原料量，在转炉内的氧气供给流量达到额定值时，控制向转炉中加入一部分副原料，在转炉内的氧气供给量达到预设供给量时，控制加入另一部分副原料；在每次加入副原料时，控制除尘风机的转速不小于预设转速，从而通过控制氧气在不同时间段的供氧流量，以及根据氧气的含量和供氧流量在满足预设条件时加入副原料，在加入副原料的时候控制除尘风机的转速，有效控制转炉炉口的冒烟现象，提高环保质量。

Description

一种转炉湿法电除尘的方法及装置

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种转炉湿法电除尘的方法及装置。

背景技术

氧气转炉炼钢的烟气净化除尘主要采用两文三脱湿法除尘工艺(OG法)。按照国家环保部颁布的《炼钢工业大气污染物排放标准》以及地方要求的规定，需要使得炼炉转炉一次烟气执行排放烟尘浓度小于50mg/Nm³，从而根据这样的环保指标保证环境质量。

但是，由于近年来，钢铁企业出现环保限产、日常环保压力大等问题，为了能够稳定炼钢工序生产，炼炉吹扫过程的炉口冒烟问题成为亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的转炉湿法电除尘的方法及装置。

本发明实施例提供一种转炉湿法电除尘的方法，所述方法包括：

根据废钢的质量和铁水的质量，计算获得需要向转炉中加入的副原料总质量；

向投放有废钢和铁水的转炉顶吹氧气，并在氧气供给的不同时间段内分别控制氧气的不同供给流量；

根据所述副原料总质量，在转炉内的氧气供给流量达到额定值时，控制向所述转炉中加入一部分副原料，在转炉内的氧气供给量达到预设供给量时，控制向所述转炉中加入另一部分副原料；

在每次加入副原料时，控制除尘风机的转速不小于预设转速。

优选的，在向投放有废钢和铁水的转炉顶吹氧气，并在氧气供给的不同时间段内分别控制氧气的不同供给流量过程中，从转炉底吹惰性气体进行搅拌。

优选的，所述惰性气体具体为氮气或氩气，惰性气体的供给流量为每吨铁0.025-0.2Nm³/min。

优选的，所述向投放有废钢和铁水的转炉顶吹氧气，并在氧气供给的不同时间段内分别控制氧气的不同供给流量，具体包括：

在氧气供给的0-50秒时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁1.70-1.76Nm³/min；

在氧气供给的51-100秒时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁2.39-2.45Nm³/min；

在氧气供给的101-120秒时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.15-3.21Nm³/min；

在氧气供给的2-9分钟时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.30-3.36Nm³/min；

在氧气供给的9-12分钟时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.00-3.06Nm³/min；

在氧气供给的12-18分钟时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.3-3.6Nm³/min。

优选的，所述根据所述副原料总质量，在转炉内的氧气供给流量达到额定值时，控制向所述转炉中加入一部分副原料，在转炉内的氧气供给量达到预设供给量时，控制向所述转炉中加入另一部分副原料，具体为：

根据所述副原料总质量，在转炉内的氧气供给流量达到每吨铁2.30-2.36Nm³/min，控制向所述转炉中加入60-70％总质量的副原料；

在转炉内的氧气供给量达到总供给量的20-25％时，控制向所述转炉中加入30-40％总质量的副原料。

优选的，所述在每次加入副原料时，控制除尘风机的转速不小于预设转速，具体包括：

在每次加入副原料时，当除尘风机的第一预设转速低于预设转速时，控制除尘风机按照额定转速的65％执行；

当除尘风机的第二预设转速高于预设转速时，控制除尘风机按照第二预设转速执行。

优选的，还包括：

当转炉的氧气含量小于1％或者转炉内的煤气含量大于25％时，开始回收煤气。

优选的，还包括：

在回收煤气之后的30秒内，禁止向转炉内加副原料。

本发明实施例还提供一种转炉湿法电除尘的装置，所述装置包括：

计算模块，用于根据废钢的质量和铁水的质量，计算获得需要向转炉中加入的副原料总质量；

氧气控制模块，用于向投放有废钢和铁水的转炉顶吹氧气，并在氧气供给的不同时间段内分别控制氧气的不同供给流量；

副原料加入模块，用于根据总副原料总质量，在转炉内的氧气流量达到额定值时，控制向所述转炉中加入一部分副原料，在转炉内的氧气供给量达到预设供给量时，控制向所述转炉中加入另一部分副原料；

风机控制模块，用于在每次加入副原料时，控制除尘风机的转速不小于预设转速。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述转炉湿法电除尘的方法步骤。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供的一种转炉湿法电除尘的方法，在转炉炼钢中，在供氧时，在不同时间段内分别控制氧气的不同供给流量，根据供氧量和供氧流量控制加入副原料的时机，在加入副原料时控制除尘风机的转速不小于预设转速，从而通过对供氧流量的控制和控制加入副原料的时机以及除尘风机的在转速，避免氧气过盛与生成的煤气达到一定比例造成爆炸，而且避免氧气过盛造成反应剧烈造成炉口冒烟现象，采用除尘风机在加入副原料时控制转速，有效对炉口冒烟现象进行抑制。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例中的转炉湿法电除尘的方法的步骤流程示意图；

图2示出了本发明实施例中的转炉湿法电除尘的装置的示意图；

图3示出了本发明实施例中的计算机设备的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明的第一实施例提供一种转炉湿法电除尘的方法，如图1所示，包括：

S101，根据废钢的质量和铁水的质量，计算获得需要向转炉中加入的副原料总质量。

S102，向投放有废钢和铁水的转炉顶吹氧气，并在氧气供给的不同时间段内分别控制氧气的不同供给流量。

S103，根据副原料总质量，在转炉内的氧气供给流量达到额定值时，控制向转炉中加入一部分副原料，在转炉内的氧气供给量达到预设供给量时，控制向转炉中加入另一部分副原料。

S104，在每次加入副原料时，控制除尘风机的转速不小于预设转速。

在具体的实施方式中，在炼钢之前，即S101，会根据转炉中所用的废钢的质量和铁水的质量的情况来计算获得需要向转炉中加入的副原料总质量。

具体的，根据铁水成分、温度、废钢类型、废钢质量、最终获得的钢水的成分、温度要求等计算出加入的副原料总质量(副原料中包括：石灰、轻烧白云石、球团、石灰石、冷却造渣等中各个成分的质量)。

该转炉的公称容量为120-300吨，废钢的添加量为每吨铁0.04-0.15吨。

其中，加入的副原料的量根据铁水中的Si、P等元素的初始含量进行计算，因为转炉冶炼过程就是将铁水炼成钢水，将铁水中的C：4.0-4.5％，Si：0-1.0％，P：0.06-0.12％，Mn：0.03-0.25％冶炼(氧化)成钢水C：0.02-0.06％，Si为痕迹量，P：0.020％以内，Mn：0.02-0.08％。而铁水中的P要脱除需要三高一低，即大渣量、高碱度(CaO/SiO₂)、高FeO(即高氧化性)、低温度；而每类钢种的控制碱度(CaO/SiO₂)范围相对固定，一般在3.0-4.5之间，SiO₂主要来源于铁水中Si元素的氧化，因此为了配一定碱度的炉渣，需要加入副原料(白灰、轻烧白云石等)；而且，转炉的装入量是固定的(即每炉装入241t，为铁水质量+废钢质量)，如果铁水质量或废钢质量其中有一个发生变化，则另一个也随之发生变化，一旦发生变化，铁水成分不变情况下，则铁水带入的Si总量会发生变化，为了保证碱度要求不变，则加入的副原料总质量量会随之变化。因此，需要根据废钢质量和铁水质量计算获得需要向转炉中加入的副原料总质量。具体加入的副原料总质量如下表所示：

在具体的炼钢过程中，S102，向投放有废钢和铁水的转炉顶吹氧气，并在氧气供给的不同时间段内分别控制氧气的不同供氧流量。在这一步中，供给氧气的目的是为了将铁水中的C、Si、P、Mn通过氧化脱除掉。具体的控制过程：

在氧气供给的0-50秒时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁1.70-1.76Nm³/min，例如，具体的供氧流量为每吨铁1.70Nm³/min、或者1.73Nm³/min、或者1.76Nm³/min；在氧气供给的51-100秒时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁2.39-2.45Nm³/min，例如，具体的供氧流量为每吨铁2.39Nm³/min、或者2.42Nm³/min、或者2.45Nm³/min；在氧气供给的101-120秒时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.15-3.21Nm³/min，例如：具体的供氧流量为每吨铁3.15Nm³/min、或者3.18Nm³/min、或者3.21Nm³/min；在氧气供给的2-9分钟时间段内控制氧气的供氧流量为每吨铁3.30-3.36Nm³/min，例如，具体的供氧流量为每吨铁3.30Nm³/min、或者3.33Nm³/min、或者3.36Nm³/min；在氧气供给的9-12分钟时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.00-3.06Nm³/min，例如，具体的供氧流量为每吨铁3.00Nm³/min、或者3.03Nm³/min、或者3.06Nm³/min；在氧气供给的12-18分钟时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.3-3.6Nm³/min，例如，具体的供氧流量为每吨铁3.3Nm³/min、或者3.4Nm³/min、或者3.6Nm³/min。

具体供氧是采用氧枪进行供氧。在前期通过抑制氧气的供给流量，避免氧气含量过盛，由于同时还会产生煤气，如果在氧气和煤气达到一定比例时，会在管道内发生爆炸，会在炉口发生溢渣，因此，前期的氧气供给流量相对较少，当反应相对稳定时，可以加大供氧流量。

在供氧的同时，还会向转炉底吹惰性气体进行搅拌，具体采用的惰性气体是氮气或者氩气，惰性气体的供给流量为每吨铁0.025-0.2Nm³/min。采用惰性气体进行搅拌能够使得铁水与顶吹的氧气充分反应，缩短吹炼时间，提高氧气的利用率，使得吹炼较为平稳，避免喷溅现象，改善成渣过程。

S103，在顶吹氧气过程中，通过检测转炉内的氧气供给流量达到额定值时，控制加入一部分副原料(总副原料量的一部分量)，在检测到转炉内的氧气供给量达到预设供给量时，控制加入另一部分副原料(总副原料的另一部分量)。

具体的，是当检测到转炉内的氧气供给流量达到每吨铁2.39-2.45Nm³/min时，控制加入60～70％总质量的副原料，在检测到转炉内的氧气供给量达到总供氧量的20～25％时，控制加入30～40％总质量的副原料，即剩余的量。该副原料的总质量是在S101中已计算获得的。

该副原料具体为石灰、轻烧白云石、球团、石灰石、冷却造渣剂等。

通过在供氧流量达到额定值时控制加入一部分副原料，在供氧量达到预设供氧量时控制加入另一部分副原料，使得该副原料能够与铁水充分反应，避免氧气流量过大造成的副原料飘在铁水表面，造成反应不充分，影响炼钢效果。

在每次加入副原料时，由于转炉内的温度比较高，副原料又是常温的物质，当副原料加入钢水之后，会发生剧烈的反应，尤其是该副原料(特别是石灰)在加入转炉中，在没有烧透时，会生成CaCO₃，在高温下若没有分解，体积会增大，如果除尘风机转速达不到预设转速，会造成溢渣和冒烟现象。因此，采用控制除尘风机的转速，能够有效抑制冒烟的现象。

该除尘风机是转炉系统的重要设备，能将转炉在运作过程中产生的烟气冷却和净化，并排放至烟囱将这些烟气输送到煤气回收系统中，达到转炉使用的环保化和生产安全化的目的。

S104，通过控制除尘风机的转速不低于预设转速，有效对冒烟现象进行抑制。

具体地，在每次加入副原料时，当除尘风机的第一预设转速低于预设转速时，该预设转速可以是额定转速的65％的转速，控制该除尘风机按照预设转速执行；当除尘风机的第二预设转速高于预设转速时，控制该除尘风机按照第二预设转速执行，从而保障该除尘风机在预设转速之上，有效抑制冒烟现象。该冒烟的成分中包括有氧化铁尘粒和高浓度的煤气，可以对该氧化铁尘粒回收用来炼钢，将煤气作为化工原料或者燃料，烟气带出的热量可以副产水蒸气。

下面对回收煤气的时刻进行描述：

具体地，在加入副原料之后就可以对煤气进行回收了，当然，为了避免发生爆炸，在转炉的氧气含量小于1％时可以回收煤气；另一方面，由于煤气可以作为化工原料或者燃料，回收能够充分利用煤气热能，因此，当转炉内的煤气含量大于25％时，进行回收，能充分利用煤气的燃烧热值。

在回收煤气之后的30秒内，禁止向转炉内加入副原料，由于加入副原料时反应会加剧，使得煤气含量有变化。回收的煤气品质不高。

在氧气吹炼到转炉冶炼终点时，提氧枪，进行出钢操作。

采用该方法使得排放的烟尘度小于10mg/Nm³，环保指标得到有效提高，满足国家和地方的环保要求。

从经济效益看：原OG湿法除尘系统外排含尘量平均约80mg/Nm3，采用该方法之后，外排含尘量小于10mg/Nm3。炼钢按照年产500万吨钢计算，原OG湿法除尘系统每年粉尘排放量：23256炉*18万m3/h*6/60*80mg/m3/100000＝33.5吨；半干法除尘系统每年粉尘排放量：23256炉*18万m3/h*6/60*10mg/m3/100000＝4.2吨。粉尘排放由原来的33.5t降低到4.2t，减少粉尘外排量29.3t。

基于同一发明构思，本发明的第二实施例提供一种转炉湿法电除尘的装置，如图2所示，该装置包括：

计算模块201，用于根据废钢的质量和铁水的质量，计算获得需要向转炉中加入的副原料总质量；

氧气控制模块202，用于向投放有废钢和铁水的转炉顶吹氧气，并在氧气供给的不同时间段内分别控制氧气的不同供给流量；

副原料加入模块203，用于根据副原料总质量，在转炉内的氧气流量达到额定值时，控制向转炉中加入一部分副原料，在转炉内的氧气供给量达到预设供给量时，控制向转炉中加入另一部分副原料；

风机控制模块204，用于在每次加入副原料时，控制除尘风机的转速不小于预设转速。

优选的，还包括：控制搅拌模块，用于在向投放有废钢和铁水的转炉顶吹氧气，并在氧气供给的不同时间段内分别控制氧气的不同供给流量过程中，从转炉底吹惰性气体进行搅拌。

优选的，该氧气控制模块202，具体用于：

在氧气供给的0-50秒时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁1.70-1.76Nm³/min；

在氧气供给的51-100秒时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁2.39-2.45Nm³/min；

在氧气供给的101-120秒时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.15-3.21Nm³/min；

在氧气供给的2-9分钟时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.30-3.36Nm³/min；

在氧气供给的9-12分钟时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.00-3.06Nm³/min；

在氧气供给的12-18分钟时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.3-3.6Nm³/min。

优选的，该副原料加入模块203，具体包括：

第一副原料加入单元，用于根据所述副原料总质量，在转炉内的氧气供给流量达到每吨铁2.39-2.45Nm³/min，控制向转炉中加入60-70％的副原料总质量；

第二副原料加入单元，用于在转炉内的氧气供给量达到总供给量的20％-25％时，控制加入30％-40％的副原料总质量。

优选的，该风机控制模块204，具体包括：

第一风机控制单元，用于在每次加入副原料时，当除尘风机的第一预设转速低于预设转速时，控制除尘风机按照预设转速执行；

第二风机控制单元，用于在每次加入副原料时，当除尘风机的第二预设转速高于预设转速时，控制除尘风机按照第二预设转速执行。

优选的，还包括煤气回收模块，用于在当转炉的氧气含量小于1％或者转炉内的煤气含量大于25％时，开始回收煤气。

优选的，还包括：

禁止模块，用于在回收煤气之后的30秒内，禁止向转炉加入副原料。

基于同一发明构思，本发明第三实施例还提供了一种计算机设备，如图3所示，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。该计算机设备可以为包括个人计算机、手机、平板电脑、PDA(PersonalDigital Assistant，个人数字助理)、POS(Point of Sales，销售终端)等任意终端设备，以计算机设备为个人计算机为例：

图3示出的是与本发明实施例提供的计算机设备相关的部分结构的框图。参考图3，该计算机设备包括：存储器301和处理器302。本领域技术人员可以理解，图3中示出的计算机设备结构并不构成对计算机设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图3对计算机设备的各个构成部件进行具体的介绍：

存储器301可用于存储软件程序以及模块，处理器302通过运行存储在存储器301的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器301可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器301可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器302是计算机设备的控制中心，通过运行或执行存储在存储器301内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器301内的数据，执行各种功能和处理数据。可选的，处理器302可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器302可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。

在本发明实施例中，该计算机设备所包括的处理器302可以具有前述第一实施例的方法步骤所对应的功能。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种转炉湿法电除尘的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据废钢的质量和铁水的质量，计算获得需要向转炉中加入的副原料总质量；

向投放有废钢和铁水的转炉顶吹氧气，并在氧气供给的不同时间段内分别控制氧气的不同供给流量；

根据所述副原料总质量，在转炉内的氧气供给流量达到额定值时，控制向所述转炉中加入一部分副原料，在转炉内的氧气供给量达到预设供给量时，控制向所述转炉中加入另一部分副原料；

在每次加入副原料时，控制除尘风机的转速不小于预设转速。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在向投放有废钢和铁水的转炉顶吹氧气，并在氧气供给的不同时间段内分别控制氧气的不同供给流量过程中，从转炉底吹惰性气体进行搅拌。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述惰性气体具体为氮气或氩气，惰性气体的供给流量为每吨铁0.025-0.2Nm³/min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向投放有废钢和铁水的转炉顶吹氧气，并在氧气供给的不同时间段内分别控制氧气的不同供给流量，具体包括：

在氧气供给的0-50秒时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁1.70-1.76Nm³/min；

在氧气供给的51-100秒时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁2.39-2.45Nm³/min；

在氧气供给的101-120秒时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.15-3.21Nm³/min；

在氧气供给的2-9分钟时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.30-3.36Nm³/min；

在氧气供给的9-12分钟时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.00-3.06Nm³/min；

在氧气供给的12-18分钟时间段内，控制氧气的供氧流量为每吨铁3.3-3.6Nm³/min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述副原料总质量，在转炉内的氧气供给流量达到额定值时，控制向所述转炉中加入一部分副原料，在转炉内的氧气供给量达到预设供给量时，控制向所述转炉中加入另一部分副原料，具体为：

根据所述副原料总质量，在转炉内的氧气供给流量达到每吨铁2.39-2.45Nm³/min时，控制向所述转炉中加入60％-70％总质量的副原料；

在转炉内的氧气供给量达到总供给量的20％-25％时，控制加入30％-40％总质量的副原料。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在每次加入副原料时，控制除尘风机的转速不小于预设转速，具体包括：

在每次加入副原料时，当除尘风机的第一预设转速低于预设转速时，控制除尘风机按照预设转速执行；

当除尘风机的第二预设转速高于预设转速时，控制除尘风机按照第二预设转速执行。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当转炉的氧气含量小于1％或者转炉内的煤气含量大于25％时，开始回收煤气。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在回收煤气之后的30秒内，禁止向转炉内加副原料。

9.一种转炉湿法电除尘的装置，其特征在于，所述装置包括：

计算模块，用于根据废钢的质量和铁水的质量，计算获得需要向转炉中加入的副原料总质量；

氧气控制模块，用于向投放有废钢和铁水的转炉顶吹氧气，并在氧气供给的不同时间段内分别控制氧气的不同供给流量；

副原料加入模块，用于根据副原料总质量，在转炉内的氧气流量达到额定值时，控制向所述转炉中加入一部分副原料，在转炉内的氧气供给量达到预设供给量时，控制向所述转炉中加入另一部分副原料；

风机控制模块，用于在每次加入副原料时，控制除尘风机的转速不小于预设转速。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-8中任一权利要求所述的方法步骤。