CN112553396A

CN112553396A - 一种防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法

Info

Publication number: CN112553396A
Application number: CN202011165649.0A
Authority: CN
Inventors: 何智荣; 张峰; 覃小峰; 赵科; 陈兵益; 肖武; 许其艺
Original assignee: SGIS Songshan Co Ltd
Current assignee: SGIS Songshan Co Ltd
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2021-03-26

Abstract

本发明涉及一种防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，包括以下步骤：S1、将转炉内的炉渣溅干后，兑入铁水；S2、启动风机，将转炉产生的烟气吹至干法除尘系统进行净化与回收；S3、下枪点火前，先吹入惰性气体以降低转炉内的氧气含量，然后再转为吹入氧气点火，使转炉点火后逐渐达到稳定的氧压。本发明可适用于铁钢比为780～800kg/t的装入模式的转炉，能够极大地降低转炉下枪由低氧压到工作氧压的过程时间，同时减少转炉干法除尘系统泄爆的次数，从而能够保护干法除尘设备及延长其使用寿命，节约生产时间。

Description

一种防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法

技术领域

本发明涉及炼钢转炉干法除尘的技术领域，更具体地说，它涉及一种防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法。

背景技术

我国现有的转炉煤气净化与回收系统多采用传统的湿法除尘技术(OG法)，自动化控制水平和煤气回收量都较低，净化后的煤气含尘量仍达100mg/m³，回收系统能耗较大。与传统的转炉湿法除尘系统相比，干法除尘系统具有烟气含尘量低、风机寿命长、节水、节电、回收煤气量大、粉尘利用率高、煤气质量高、避免二次污染等优点；转炉干法除尘技术的基本原理是转炉在炼钢过程中氧和碳反应后生成富含CO的废气，烟气经过余热锅炉间接冷却后进入蒸发冷却器进行直接冷却，然后以150～200℃的温度从蒸发冷却器排出，经由烟气管道进入静电除尘器除去粉尘。该系统主要由蒸发冷却器、静电除尘器、轴流风机、转换站、煤气冷却器等设备组成。

在现有技术中，干法除尘工艺每吨钢煤气含尘量可以达到10mg/m³；净化后的煤气含尘量低，风机使用寿命长，需要维护的工作量小；干式系统耗电量约为湿式系统的1/3，节电70％左右；干法除尘耗水量低，平均耗水量0.05m/t钢，而湿法除尘系统耗水量在0.25m/t钢。因此，转炉烟气干法除尘技术被公认为是今后冶金除尘系统的发展方向。

然而，在现有技术中，由于炼钢过程不仅要产生转炉煤气，而且还会吸入颗粒极小的粉尘颗粒，转炉煤气属于易燃易爆介质，在干法除尘系统的电除尘过程，一旦控制不好就会发生煤气泄爆，而炼钢过程吸入的粉尘颗粒中含有颗粒极小的粉尘以及部分金属铁粉，这部分物质如果没有得到良好的控制就会发生粉尘泄爆。因此，静电除尘器都安装有泄爆装置，起到安全保护的作用，一旦除尘器内发生爆炸，泄爆装置能够自动打开将燃烧膨胀的气体及时进行排放并且能够自动复位，降低了对静电除尘器的破坏程度，从而保证了静电除尘器长期运行，但是每次泄爆也会对设备造成损伤，因此，如何防止泄爆成为延长干法除尘系统寿命的重要因素。

在现有的专利文献中，公开号为CN102344987A的中国专利申请公开披露了一种提钒转炉一次烟气干法除尘工艺；公开号为CN101570808的中国专利申请公开披露了一种转炉煤气干法除尘系统及其防爆装置；公开号为CN102010928A的中国专利申请公开披露了一种基于干法除尘工艺的转炉氧枪吹炼控制方法；公开号为CN101892343A的中国专利申请公开披露了一种转炉煤气干法除尘系统及其使用方法；公开号为CN101619375的中国专利申请公开披露了一种顶底复吹转炉防止电除尘泄爆的方法。然而，这些专利申请公开都主要集中阐述了干法除尘系统的使用方法或如何防止煤气如一氧化碳、氢气的泄爆，对于如何防止半钢炼钢转炉的干法除尘系统中的粉尘泄爆的方法均未公开。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法。本发明可适用于铁钢比为780～800kg/t的装入模式的转炉，能够极大地降低转炉下枪由低氧压到工作氧压的过程时间，同时减少转炉干法除尘系统泄爆的次数，从而能够保护干法除尘设备及延长其使用寿命，节约生产时间。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，包括以下步骤：

S1、将转炉内的炉渣溅干后，兑入铁水；

S2、启动风机，将转炉产生的烟气吹至干法除尘系统进行净化与回收；

S3、下枪点火前，先吹入惰性气体以降低转炉内的氧气含量，然后再转为吹入氧气点火，使转炉点火后逐渐达到稳定的氧压。

在其中一个实施例中，在所述步骤S3中，吹入惰性气体的气压值为0.8～1.0MPa，吹入惰性气体的时间为12～18s。

在其中一个实施例中，在所述步骤S3中，吹入氧气点火的方式具体为：以0.6～0.7MPa的气压吹入氧气，然后逐渐提高吹入氧气的气压值，持续升压过程45～50s，使吹入氧气的气压稳定在0.9MPa。

在其中一个实施例中，在所述步骤S3之前，还包括缓慢摇晃转炉的步骤，以确保在下枪点火时，转炉内铁水表面无覆盖物。

在其中一个实施例中，在所述步骤S3中，所述惰性气体为氮气和氩气中的其中一种或两种的混合物。

在其中一个实施例中，在所述步骤S1中，在炉渣溅干后，先向转炉中加入废钢，然后再兑入铁水，且加入的废钢中的轻薄料重量小于废钢总重量的30％。

在其中一个实施例中，在所述步骤S1中，兑入铁水速度控制为30～40t/min。

在其中一个实施例中，还包括在所述步骤S3后，向转炉内加入造渣材料的步骤，该步骤具体为：造渣材料分为多批次加入，并控制造渣材料每批次的加入量与兑入铁水总量的比值为

在其中一个实施例中，在向转炉内加入造渣材料的步骤中，所述造渣材料为石灰石、轻烧白云石和高炉供铁水中的其中一种或多种的混合物。

在其中一个实施例中，在所述步骤S2中，控制风机转速为1300～1500rpm。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明可适用于铁钢比为780～800kg/t的装入模式的转炉，能够极大地降低转炉下枪由低氧压到工作氧压的过程时间，同时减少转炉干法除尘系统泄爆的次数，从而能够保护干法除尘设备及延长其使用寿命，节约生产时间。

2、本方法在一氧化碳含量上升期间，通过快速吹入惰性气体使该临界点要求限制变小，惰性气体充入空间，使一氧化碳含量上升的速度变慢，尤其是未点火前，一氧化碳含量的上升相较于在正常氧压下转炉正常工作而产生的一氧化碳量并不会太快，同时，由于惰性气体的吹入，氧气含量也会相应下降。此后，本方法通过突然转变吹入氧气，使转炉更容易点着火，同时，因为有惰性气体的保护，氧气可无需按原来缓慢加压的要求来达到正常氧压，可更快速地达到转炉正常的工作状态。另外，通过该方法点火，还可以相应地使留渣量更大，也不容易引起泄爆。

3、由于吹入氧气点火前需要吹入惰性气体15s，为确保吹入氧气时能快速点火成功，避免铁水表面在点火的前期准备中冷却而形成大面积覆盖物，进而避免覆盖物阻碍点火成功率，在兑入铁水后本方法需要缓慢摇晃转炉，并关注吹入氧气的50s内的转炉点火情况，一旦在前45s未能点火成功，则需要重新摇晃转炉，重新进行步骤S3的操作，以确保转炉工作的安全性。

附图说明

图1是本发明一种防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

如图1所示，一种防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，包括以下步骤：

S1、将转炉内的炉渣溅干后，兑入铁水；

本发明可适用于铁钢比为780～800kg/t的装入模式的转炉，能够极大地降低转炉下枪由低氧压到工作氧压的过程时间，同时减少转炉干法除尘系统泄爆的次数，从而能够保护干法除尘设备及延长其使用寿命，节约生产时间。在现有的转炉加工过程中，转炉产生的烟气中主要含有一氧化碳以及部分颗粒极小的粉尘颗粒和部分金属粉末，干法除尘系统为了能对转炉产生的烟气进行净化与回收，通常需要使干法除尘系统与转炉密闭连通，并通过风机把可能停留在转炉内的烟气吹至干法除尘系统中。启动加工程序前，干法除尘系统内充满空气，考虑到干法除尘系统的工作环境，此时干法除尘系统内部的氧气含量在20％左右，而为了防止干法除尘系统的泄爆，需要控制的是，一氧化碳在转炉加工过程中含量不断上升，但在烟气尤其是一氧化碳含量低于干法除尘系统空间的9％前，氧气含量要从20％下降到6％以下，这是一氧化碳和氧气比例的临界点，才能更好地避免干法除尘系统泄爆事故的发生。因此，本方法在一氧化碳含量上升期间，通过快速吹入惰性气体使该临界点要求限制变小，惰性气体充入空间，使一氧化碳含量上升的速度变慢，尤其是未点火前，一氧化碳含量的上升相较于在正常氧压下转炉正常工作而产生的一氧化碳量并不会太快，同时，由于惰性气体的吹入，氧气含量也会相应下降。此后，本方法通过突然转变吹入氧气，使转炉更容易点着火，同时，因为有惰性气体的保护，氧气可无需按原来缓慢加压的要求来达到正常氧压，可更快速地达到转炉正常的工作状态。另外，通过该方法点火，还可以相应地使留渣量更大，也不容易引起泄爆。例如，公开号为CN102925621A的中国专利申请公开的一种防止半钢炼钢转炉干法除尘系统泄爆的方法，其中说明书对于200t转炉而言，其留渣量可为400～800kg；而使用本方法后，对于130t转炉而言，留渣量可控制为3000～5000kg，也不会引起泄爆，可见，本方法大大提高了留渣量比例。

在其中一个实施例中，在步骤S3中，吹入惰性气体的气压值为0.9MPa，吹入惰性气体的时间为15s。惰性气体的吹入需要在未点火前快速充入，提前形成保护作用，降低一氧化碳和氧气在干法除尘系统中的含量，使这两种气体分别相对干法除尘系统空间的比例均降低，使一氧化碳与氧气的占比不易达到泄爆的临界值。因此，惰性气体需要以提供正常氧压的气压值来吹入，以使降低泄爆可能的同时，让干法除尘系统适应该气体流速，容易带走多余的一氧化碳，使后续吹入氧气能更快速地达到正常氧压。在步骤S3中，吹入氧气点火的方式具体为：以0.65MPa的气压吹入氧气，然后逐渐提高吹入氧气的气压值，持续升压过程50s，使吹入氧气的气压稳定在0.9MPa。而为了进一步保证充入氧气过程中，氧气含量上升不可过快，避免吹入氧气的瞬间，氧气聚集而正好一氧化碳也在此处聚集，那么也会造成泄爆的可能。因此，虽然有惰性气体的保护，吹入氧气的气压值可适当提高，也要以0.65MPa的气压进行充氧，进而逐步提升气压值，使之在50s内提升至正常工作氧压0.9MPa。本方法相比于现有技术，在开始吹入氧气时就能以较高的气压值吹入，这样突然吹入的氧气更容易实现转炉点火，而且由于有惰性气体的保护，氧气吹入的气压值可以提升更快，实现在转炉点火后能快速达到正常工作氧压，以提高转炉加工的效率和质量。

在其中一个实施例中，在步骤S3之前，本方法还包括缓慢摇晃转炉的步骤，以确保在下枪点火时，转炉内铁水表面无覆盖物。此外，若在持续升压过程50s的前45s内，发现未能成功点火，则需要立即提枪，并重复对转炉进行摇晃，确保转炉内铁水表面无大大面积覆盖物，才可重新进行惰性气体吹入和氧气吹入。由于吹入氧气点火前需要吹入惰性气体15s，为确保吹入氧气时能快速点火成功，避免铁水表面在点火的前期准备中冷却而形成大面积覆盖物，进而避免覆盖物阻碍点火成功率，在兑入铁水后本方法需要缓慢摇晃转炉，并关注吹入氧气的50s内的转炉点火情况，一旦在前45s未能点火成功，则需要重新摇晃转炉，重新进行步骤S3的操作，以确保转炉工作的安全性。

在其中一个实施例中，在步骤S3中，惰性气体为氮气和氩气中的其中一种或两种的混合物。考虑到成本问题，本方法所使用的惰性气体一般选择使用氮气和氩气，因为氮气在空气中的含量较高，而氩气在空气中含量也接近1％，因此这两种惰性气体更容易制备得到，从而降低使用成本。另外，氮气和氩气的不活泼性质足以在本方法中使用，而进一步地，相比于使用氮气而使用较高成本的氩气，在钢铁制备行业中，能更好地避免氧化和氮化，以及去除一氧化碳和减少铬的损失。

在其中一个实施例中，在步骤S1中，在炉渣溅干后，先向转炉中加入废钢，然后再兑入铁水，且加入的废钢中的轻薄料重量小于废钢总重量的30％。为节省材料以及把废旧材料重新利用，转炉炼钢通常会加入废钢来结合铁水进行加工，而对于本方法需要采用先加废钢再兑铁水的装入模式，这样方便控制兑入铁水的量，避免转炉内铁水溢出，而且由于后续兑入的铁水覆盖了废钢，即能避免废钢加工容易造成大量的烟气，并控制废钢中轻薄料重量小于废钢总重量的30％，废钢中轻薄料是指粒度小、杂质多的含铁物料，比如细小渣钢、炉料废钢、连铸坯外附物等，以保证过程中烟气的产生量在合理的范围内以及最终的成钢质量。在步骤S1中，兑入铁水速度控制为30～40t/min，这是为了降低烟尘产生量，避免之后开启风机即产生过量的烟尘，从而进一步防止一氧化碳过量而引起泄爆。

在其中一个实施例中，还包括在步骤S3后，向转炉内加入造渣材料的步骤，该步骤具体为：造渣材料分为多批次加入，并控制造渣材料每批次的加入量与兑入铁水总量的比值为

造渣是炼钢炼铁工艺中必不可少的一环。炼钢和炼铁要使得钢中的杂质降低，这些杂质被分离出来后进入熔渣，因为熔渣比重轻，飘浮在钢水上面，就比较容易除去。另外熔渣还可以保护钢水不和大气直接接触。而为了使炉渣有良好的流动性和稳定性，禁止集中加料以避免结块，对于130～200t的转炉而言，控制造渣材料每批次的加入量为800～1000kg。在向转炉内加入造渣材料的步骤中，造渣材料为石灰石、轻烧白云石和高炉供铁水中的其中一种或多种的混合物。此类造渣材料有足够的脱硫能力，在炉温和碱度适宜的条件下，当硫负荷小于5kg/t时，硫分配系数Ls为25～30；当硫负荷大于5kg/t时，Ls为30～50，而且对高炉砖衬侵蚀能力较弱。

在其中一个实施例中，在步骤S2中，控制风机转速为1300～1500rpm，即1300～1500r/min。在点火之前，开启风机抽取转炉内可能已经产生的烟气，避免其残留在转炉内影响成钢质量，而且风机转速不能过快，否则会使烟气突然大量涌入干法除尘系统，在未来得及吹入惰性气体前而使一氧化碳浓度过快上升，这也是产生局部泄爆的原因之一。

实施例1

对于某公司200t半钢炼钢转炉采用干法除尘系统(DDS)对烟气进行处理的情形下，在使用过程中每月发生混气泄爆次数达到了5次。而使用本发明一种防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，具体操作步骤为：控制留渣量在3000kg/炉；当炉内剩余炉渣溅干之后才兑入钢水，同时控制风机转速为1300～1500rpm；兑入钢水时，将兑入钢水速度控制为30～40t/min以降低烟尘产生量，兑完之后，来回缓慢摇炉后再下枪，在确认下枪点着火后再进行加料操作。下枪点火，先吹15秒氮气，氮气压力设定0.9MPa,参考枪位2200～2400mm；然后转氧气开始点火，以氧压0.65MPa吹氧50秒，50秒后达到正常氧压0.9MPa。若45秒内发现没点着火，必须立即提枪，提枪后摇炉确保铁水表面无大面积覆盖物后再次下枪。向转炉内加入造渣材料的步骤采用多批次的加入方式，禁止集中加料，并控制造渣材料每批次的加入量为800～1000kg。本示例的造渣材料和钢水与某公司200t半钢炼钢转炉使用的材料和量基本相同，采用本示例的方法后，已连续8个月混气泄爆次数为0次/月。

实施例2

对于某公司200t半钢炼钢转炉采用干法除尘系统(DDS)对烟气进行处理的情形下，在使用过程中每月发生混气泄爆次数达到了4次。而使用本发明一种防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，具体操作步骤为：控制留渣量在5000kg/炉；当炉内剩余炉渣溅干之后才兑入铁水，同时控制风机转速为1300～1500rpm；兑入铁水时，将兑入铁水速度控制为30～40t/min以降低烟尘产生量，兑完之后，来回缓慢摇炉后再下枪，在确认下枪点着火后再进行加料操作。下枪点火，先吹15秒氮气，氮气压力设定0.9MPa,参考枪位2200～2400mm；然后转氧气开始点火，以氧压0.65MPa吹氧50秒，50秒后达到正常氧压0.9MPa。若45秒内发现没点着火，必须立即提枪，提枪后摇炉确保铁水表面无大面积覆盖物后再次下枪。向转炉内加入造渣材料的步骤采用多批次的加入方式，禁止集中加料，并控制造渣材料每批次的加入量为800～1000kg。本示例的造渣材料和铁水与某公司200t半钢炼钢转炉使用的材料和量基本相同，采用本示例的方法后，已连续8个月混气泄爆次数为0次/月。

实施例3

某公司200t半钢炼钢转炉采用干法除尘系统在转炉吹炼的0～60s内：将顶吹氧枪的吹氧量调整为20000N·m³/h，顶吹氧枪的枪位控制为2.0m，开始进行吹炼；在吹炼60～90s内，控制顶吹氧枪的吹氧量至30000N·m³/h，顶吹氧枪的枪位控制为1.6～1.7m；而在吹炼90s之后，控制顶吹氧枪的吹氧量为43000N·m³/h，顶吹氧枪的枪位控制为1.8～2.8m，并在吹炼终点将枪位控制1.3m。使用过程中，每月发生混气泄爆次数依然达到了3次。

对于上述200t半钢炼钢转炉而采用以下方法进行开吹点火爬升吹氧操作，具体为：控制留渣量在5000kg/炉；当炉内剩余炉渣溅干之后才兑入铁水，同时控制风机转速为1300～1500rpm；兑入铁水时，将兑入铁水速度控制为30～40t/min以降低烟尘产生量，兑完之后，来回缓慢摇炉后再下枪，在确认下枪点着火后再进行加料操作。下枪点火，先吹15秒氮气，氮气压力设定0.9MPa,参考枪位2200～2400mm；然后转氧气开始点火，以氧压0.65MPa吹氧50秒，50秒后达到正常氧压0.9MPa。若45秒内发现没点着火，必须立即提枪，提枪后摇炉确保铁水表面无大面积覆盖物后再次下枪。向转炉内加入造渣材料的步骤采用多批次的加入方式，禁止集中加料，并控制造渣材料每批次的加入量为800～1000kg。本示例的造渣材料和铁水与上述200t半钢炼钢转炉所使用的材料和量基本相同，采用本示例的方法后，前期点火爬升至正常吹炼氧压从需要90秒变成仅需要65秒，对比单炉可减少25秒，且已连续8个月混气泄爆次数为0次/月。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括在“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90°或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将转炉内的炉渣溅干后，兑入铁水；

2.如权利要求1所述防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，其特征在于，在所述步骤S3中，吹入惰性气体的气压值为0.8～1.0MPa，吹入惰性气体的时间为12～18s。

3.如权利要求2所述防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，其特征在于，在所述步骤S3中，吹入氧气点火的方式具体为：以0.6～0.7MPa的气压吹入氧气，然后逐渐提高吹入氧气的气压值，持续升压过程45～50s，使吹入氧气的气压稳定在0.9MPa。

4.如权利要求3所述防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，其特征在于，在所述步骤S3之前，还包括缓慢摇晃转炉的步骤，以确保在下枪点火时，转炉内铁水表面无覆盖物。

5.如权利要求1-4任意一项所述防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述惰性气体为氮气和氩气中的其中一种或两种的混合物。

6.如权利要求1所述防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，其特征在于，在所述步骤S1中，在炉渣溅干后，先向转炉中加入废钢，然后再兑入铁水，且加入的废钢中的轻薄料重量小于废钢总重量的30％。

7.如权利要求6所述防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，其特征在于，在所述步骤S1中，兑入铁水速度控制为30～40t/min。

8.如权利要求1或6或7所述防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，其特征在于，还包括在所述步骤S3后，向转炉内加入造渣材料的步骤，该步骤具体为：造渣材料分为多批次加入，并控制造渣材料每批次的加入量与兑入铁水总量的比值为

9.如权利要求8所述防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，其特征在于，在向转炉内加入造渣材料的步骤中，所述造渣材料为石灰石、轻烧白云石和高炉供铁水中的其中一种或多种的混合物。

10.如权利要求1所述防止干法除尘系统泄爆的转炉点火方法，其特征在于，在所述步骤S2中，控制风机转速为1300～1500rpm。