CN115404301B - 一种防止转炉干法除尘系统泄爆的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种防止转炉干法除尘系统泄爆的方法，根据铁水装入情况设定半氧开吹氧气流量值：第一阶段为26000‑31000 m³/h，第二阶段为26000‑30000 m³/h，二次下枪第一阶段为24000 m³/h，二次下枪第二阶段为23000 m³/h；根据铁水装入情况控制转炉留渣量，开氧执行先开氮气刷氮，当距开吹超过40s打不着火时，提枪关氧，炉体向后摇至少两次，吹氮气；当转炉开吹2～3次未打着火，当无氧化性渣时兑入铁水；解决了泄爆问题，避免了转炉不能继续吹炼，有效地保证了连续生产，实现了在异常情况下进行二次下枪打火，避免了二次下枪后炉内碳氧急剧反应造成的泄爆，保证干法除尘安全运行。
Description
技术领域
本发明涉及转炉烟气除尘技术领域，尤其是涉及一种防止转炉干法除尘系统泄爆的方法。本申请涉及转炉吹炼过程的氧枪供氧强度控制、干法除尘的风机转速调整、异常吹炼过程的处置措施，并在干法除尘安全运行方面起到积极促进作用。
背景技术
目前，转炉一次烟气的除尘方法主要有干法除尘(LT)、OG湿法除尘以及半干法除尘。转炉炼钢干法除尘系统主要是以处理转炉烟气冷却及净化冶炼中产生的含尘气体，并回收含有一定CO比例的煤气供将来使用为主要目的工艺过程，与转炉湿法除尘相比，有着明显的节水、节电、维护量低、外排粉尘含量低等优势，但由于干法除尘采用了相对敏感的静电除尘器，稍有不慎就会出现泄爆而中断炼钢生产，系统发生大的泄爆将导致静电除尘器内部整个设备的瘫痪，造成泄爆阀的损坏，更有甚者造成风机叶轮损坏、切换站杯阀受损、膨胀节超出补偿量范围无法复位、放散烟囱受损等严重后果，成为制约干法除尘技术推广的重要阻碍。
泄爆是指由于电除尘器内部压力在短时间内急剧发生变化达到泄爆阀起跳压力，从而导致泄爆阀起跳事件。转炉除尘烟气中的CO含量与O2含量的比值达到一个临界值时，会导致电除尘器的内部压力发生短时间变化。因此，预防泄爆和避免泄爆的发生已成为转炉冶炼和干法除尘稳定运行的重要工作，系统安全性、稳定性、可靠性等方面的提高，对于转炉煤气回收、节约能源、保护环境和减少污染具有重要的意义。
目前，行业内现在的预防泄爆措施：(1)有效控制每炉的废钢加入量，严控废钢质量，如果有潮湿的废钢加入炉内，需预热至少2分钟之后再兑铁；(2)优化供氧模式，保证高效冶炼，首先开氮气对炉内烟气进行稀释操作；(3)炉前冶炼操作要合理、规范，控制炉口的空气吸人量，兼顾转炉脱碳与煤气回收的关系，严禁乱动枪位；(4)不允许在废钢斗内加烧结矿或矿石，严禁二次造渣和留渣作业，过氧化的炉渣禁止溅渣操作；(5)定期排查转炉干法除尘系统中各设备和煤气管道以及人孔门的密封性，防止漏风情况的发生。
以上预防控制措施普遍存在于对物料装入及外界条件、设备进行管控，并不能达到对吹炼开始阶段及过程泄爆控制的目的，反而干法除尘泄爆最大的隐患来源于吹炼过程异常提枪带来的泄爆危险，在吹炼中期(7-l3分钟)出现泄爆，由于控制再次泄爆难度非常大，只能考虑回炉处理，以避免多次泄爆的发生和大泄爆对设备造成的损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种防止转炉干法除尘系统泄爆的方法，一是转炉冶炼在不同铁耗条件下如何做到打火顺畅，并根据不同铁水条件设定不同供氧强度，从而满足顺利开吹后避免泄爆的目的；二是转炉吹炼过程受到铁水条件变化、设备故障因素、操作异常等情况下，造成的非正常中断现象，在二次吹炼时由于激烈碳氧反应控制难度大、危险性强，极易引发泄爆事故，通过对二次下枪吹炼各个环节进行规范优化，达到预防及有效控制的目的。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种防止转炉干法除尘系统泄爆的方法，控制干法除尘时的转炉开吹打火：
1.1) 根据不同铁水装入配比设定干法除尘时的氧气流量：为防止开吹泄爆，在手动或自动开氧前，根据铁水装入情况按照以下标准设定半氧开吹氧气流量值：
当铁耗≤780 kg时，控制第一阶段氧气流量为31000 m³/h，第二阶段氧气流量为30000 m³/h，二次下枪第一阶段氧气流量为24000 m³/h，二次下枪第二阶段氧气流量为23000 m³/h；
当780＜铁耗≤820 kg时，控制第一阶段氧气流量为30000 m³/h，第二阶段氧气流量为29000 m³/h，二次下枪第一阶段氧气流量为24000 m³/h，二次下枪第二阶段氧气流量为23000 m³/h；
当820＜铁耗≤860 kg时，控制第一阶段氧气流量为28000 m³/h，第二阶段氧气流量为27000 m³/h，二次下枪第一阶段氧气流量为24000 m³/h，二次下枪第二阶段氧气流量为23000 m³/h；
当铁耗＞860时，控制第一阶段氧气流量为26000 m³/h，第二阶段氧气流量为26000 m³/h，二次下枪第一阶段氧气流量为24000 m³/h，二次下枪第二阶段氧气流量为23000 m³/h；
第一阶段为开氧30s时间内，第二阶段为吹氧30s-90s时间内；
1.2) 控制转炉留渣量：当铁耗≤780 kg及铁水Si≥0.80%时采取不留渣操作，当780＜铁耗≤820 kg时25%-30%留渣，当820＜铁耗≤860 kg时全部留渣；
1.3) 开氧执行先开氮气刷氮，氧枪行至2.0m-4.0m范围内吹氮气10s-20s，再关氮开氧，氧枪降至2m时开氧然后降至1.3-1.5m时点火；
1.4) 当距开吹超过 40s打不着火时，提枪关氧，炉体向后摇至少两次，每次摇炉角度不低于 30°，氧枪在待吹位置吹氮气≥30s，第二次打火失败时吹氮气≥60s，再次进行冶炼操作；
1.5) 当转炉开吹2～3次未打着火，在侧面摇炉观察炉内氧化性，当无氧化性渣时兑入2～5吨铁水，再次打火吹炼。
优选的，步骤1.2)中，为确保开吹点火正常，留渣时保证将渣子溅干，当终渣过氧化或溅渣效果不好渣稀时溅渣后全部倒掉。
优选的，控制转炉生产过程中双渣操作与提枪操作：
2.1) 双渣操作条件：硅高Si≥0.80%、锰高Mn≥0.70%、铁水带渣量大；
2.2) 双渣倒前期渣；
2.3) 打火成功后，氧气流量执行半氧设定流量控制，枪位按照1.5m±0.1m控制，并加入前期渣料；
2.4) 半氧结束后氧压控制在0.80-0.85MPa，并加入前期渣料；
2.5) 吹炼3.5分钟后或CO上升，氧枪提升200-400mm，并降低氧气压力至0.75-0.80 MPa，促进初期渣早化及渣铁分离，发现起渣降低氧枪至开吹枪位；
2.6) 吹炼至4.5-6min时提枪倒前期渣；
2.7) 提枪确认氧枪无漏水，在炉前侧面观察炉口出渣情况，缓慢指挥落炉倒渣。
优选的，控制转炉生产过程中双渣及异常情况下二次下枪操作：
3.1) 确定二次下枪设定值符合半氧开吹氧气流量控制标准；
3.2) 再次开氧前，将氧枪停留在待吹点吹扫氮气40秒，随后氧枪由高到低过渡，降枪至炉内2.5-4米继续吹扫氮气20-40s，并调整氧枪枪位；
3.3) 观察氧气含量降低至10%-13%以下并持续降低，氧枪控制在2.0-2.5m，打开氧气进行二次开氧，并逐步降至开吹枪位；
3.4) 二次开氧执行设定二次下枪开氧流量，随时观察氧气及一氧化碳变化情况，如果半氧期间出现CO＞1%且连续上涨，同时氧含量降低缓慢，可以加入300-500 kg石灰进行干预，达到抑制CO上升且预防6/9交叉的作用；
3.5) 在氧气含量降至＜6%，半氧结束后氧压调整至0.75-0.85MPa，同时加入剩余渣料继续吹炼。
优选的，控制双渣及异常情况下的二次下枪中：单次物料加入量＜1000 kg，避免熔池温度过低或抑制碳氧反应造成大量溢渣或喷溅；
由于前期渣倒出后影响到炉渣碱度，双渣或倒渣炉次需补加石灰500-1500 kg，保证脱磷效果；
当发生喷溅及装入异常时调整合金加入量。
本申请取得了以下的有益的技术效果：
1). 对照现有的关于干法除尘操作的相关技术，本申请能够在不改变物料条件的基础上实现在转炉吹炼异常情况下顺利的进行二次下枪打火，有效避免了二次下枪后炉内碳氧急剧反应造成的除尘器泄爆危害事故，保证干法除尘安全运行。
2). 现有的相关干法除尘异常处理技术一般采取停止冶炼并或者回炉冶炼的方式，本申请不仅克服了转炉连续泄爆问题，而且在控制转炉不发生连续泄爆后，避免了因为转炉不能继续吹炼造成的生产中断现象，可以有效地保证了连续生产。
3). 由于每次的泄爆往往伴随着在泄爆阀打开同时造成烟尘外溢，引发环保事故，本申请实施后可以通过避免泄爆达到避免无组织扬尘的危险。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请提供了一种防止转炉干法除尘系统泄爆的方法，控制干法除尘时的转炉开吹打火：
1.1) 根据不同铁水装入配比设定干法除尘时的氧气流量：为防止开吹泄爆，在手动或自动开氧前，根据铁水装入情况按照以下标准设定半氧开吹氧气流量值：
当铁耗≤780 kg时，控制第一阶段氧气流量为31000 m³/h，第二阶段氧气流量为30000 m³/h，二次下枪第一阶段氧气流量为24000 m³/h，二次下枪第二阶段氧气流量为23000 m³/h；
当780＜铁耗≤820 kg时，控制第一阶段氧气流量为30000 m³/h，第二阶段氧气流量为29000 m³/h，二次下枪第一阶段氧气流量为24000 m³/h，二次下枪第二阶段氧气流量为23000 m³/h；
当820＜铁耗≤860 kg时，控制第一阶段氧气流量为28000 m³/h，第二阶段氧气流量为27000 m³/h，二次下枪第一阶段氧气流量为24000 m³/h，二次下枪第二阶段氧气流量为23000 m³/h；
当铁耗＞860时，控制第一阶段氧气流量为26000 m³/h，第二阶段氧气流量为26000 m³/h，二次下枪第一阶段氧气流量为24000 m³/h，二次下枪第二阶段氧气流量为23000 m³/h；
第一阶段为开氧30s时间内，第二阶段为吹氧30s-90s时间内；
1.2) 控制转炉留渣量：当铁耗≤780 kg及铁水Si≥0.80%时采取不留渣操作，当780＜铁耗≤820 kg时25%-30%留渣，当820＜铁耗≤860 kg时全部留渣；
1.3) 开氧执行先开氮气刷氮，氧枪行至2.0m-4.0m范围内吹氮气10s-20s，再关氮开氧，氧枪降至2m时开氧然后降至1.3-1.5m时点火；
1.4) 当距开吹超过 40s打不着火时，提枪关氧，炉体向后摇至少两次，每次摇炉角度不低于 30°，氧枪在待吹位置吹氮气≥30s，第二次打火失败时吹氮气≥60s，再次进行冶炼操作；
1.5) 当转炉开吹2～3次未打着火，在侧面摇炉观察炉内氧化性，当无氧化性渣时兑入2～5吨铁水，再次打火吹炼。
在本申请的一个实施例中，步骤1.2)中，为确保开吹点火正常，留渣时保证将渣子溅干，当终渣过氧化或溅渣效果不好渣稀时溅渣后全部倒掉。
在本申请的一个实施例中，控制转炉生产过程中双渣操作与提枪操作：
2.1) 双渣操作条件：硅高Si≥0.80%、锰高Mn≥0.70%、铁水带渣量大；
2.2) 双渣倒前期渣；
2.3) 打火成功后，氧气流量执行半氧设定流量控制，枪位按照1.5m±0.1m控制，并加入前期渣料；
2.4) 半氧结束后氧压控制在0.80-0.85MPa，并加入前期渣料；
2.5) 吹炼3.5分钟后或CO上升，氧枪提升200-400mm，并降低氧气压力至0.75-0.80 MPa，促进初期渣早化及渣铁分离，发现起渣降低氧枪至开吹枪位；
2.6) 吹炼至4.5-6min时提枪倒前期渣；
2.7) 提枪确认氧枪无漏水，在炉前侧面观察炉口出渣情况，缓慢指挥落炉倒渣。
在本申请的一个实施例中，控制转炉生产过程中双渣及异常情况下二次下枪操作：
3.1) 确定二次下枪设定值符合半氧开吹氧气流量控制标准；
3.2) 再次开氧前，将氧枪停留在待吹点吹扫氮气40秒，随后氧枪由高到低过渡，降枪至炉内2.5-4米继续吹扫氮气20-40s，并调整氧枪枪位；
3.3) 观察氧气含量降低至10%-13%以下并持续降低，氧枪控制在2.0-2.5m，打开氧气进行二次开氧，并逐步降至开吹枪位；
3.4) 二次开氧执行设定二次下枪开氧流量，随时观察氧气及一氧化碳变化情况，如果半氧期间出现CO＞1%且连续上涨，同时氧含量降低缓慢，可以加入300-500 kg石灰进行干预，达到抑制CO上升且预防6/9交叉的作用；
3.5) 在氧气含量降至＜6%，半氧结束后氧压调整至0.75-0.85MPa，同时加入剩余渣料继续吹炼。
在本申请的一个实施例中，控制双渣及异常情况下的二次下枪中：单次物料加入量＜1000 kg，避免熔池温度过低或抑制碳氧反应造成大量溢渣或喷溅；
由于前期渣倒出后影响到炉渣碱度，双渣或倒渣炉次需补加石灰500-1500 kg，保证脱磷效果；
当发生喷溅及装入异常时调整合金加入量。
本申请提供的一种防止转炉干法除尘系统泄爆的方法的工作原理：
1). 通过对转炉干法除尘操作在不同铁水消耗(简称铁耗)条件下，设置不同氧气流量，从而达到控制CO上升及速度的目的；
2). 为防止开吹泄爆，对手动开吹时氧气流量操作步骤做以下规定：(1) 控制开吹时的氧气流量峰值不高于35000m³/h；(2) 在30秒钟达到谷值后，氧气流量降至30000m³/h(氧压约在0.55MPa)；(3) 30秒钟至90秒钟，逐步提升氧气流量至35000m³/h(氧压约在0.75MPa)；(4) 超过90秒钟后可高于0.8MPa氧压操作，但每次提高氧气压力幅度不宜过大，提压后稳定时间不少于10秒；
3). 根据转炉开吹后氧含量上升情况，将干法除尘风机的转速进行下调150-200r/min，并在吹炼半氧结束时再次进行高转速运行，达到减少烟气中混入氧气导致氧含量不能快速降低的目的；
4). 根据铁水条件提前设定转炉双渣操作方案，有计划性进行双渣操作，有利于减缓吹炼中期剧烈碳氧反应后引发的大喷及静电除尘泄爆问题；
5). 针对转炉二次下枪，特别是在吹炼中期 ( 7-l3分钟 )由于控制再次泄爆难度非常大导致只能回炉处理的问题，对二次下枪后氧气流量控制、氧枪枪位调整、物料加入等重要环节进行明确的参数设定及操作指导，避免因为急剧的碳氧反应造成多次泄爆的发生和大泄爆对设备造成的损坏。
本申请中，铁水温度为1350℃，与氧气中的氧分子碰撞会发生燃烧现象，其中的燃料为铁水中的碳。点火就是氧气射流中的氧气与铁水中的碳发生物理化学反应的一种宏观现象。打不着火是：氧气射流中的氧气未能与铁水中的碳发生物理化学反应，只是氧气射流冲击转炉熔池中的熔渣，形成明亮的火焰，并不是碳氧反应的现象。
本申请中的含量、配比均为质量百分数。
本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种防止转炉干法除尘系统泄爆的方法，其特征在于，控制干法除尘时的转炉开吹打火：
1.1) 根据不同铁水装入配比设定干法除尘时的氧气流量：为防止开吹泄爆，在手动或自动开氧前，根据铁水装入情况按照以下标准设定半氧开吹氧气流量值：
当铁耗≤780 kg时，控制第一阶段氧气流量为31000 m³/h，第二阶段氧气流量为30000m³/h，二次下枪第一阶段氧气流量为24000 m³/h，二次下枪第二阶段氧气流量为23000 m³/h；
当780＜铁耗≤820 kg时，控制第一阶段氧气流量为30000 m³/h，第二阶段氧气流量为29000 m³/h，二次下枪第一阶段氧气流量为24000 m³/h，二次下枪第二阶段氧气流量为23000 m³/h；
当820＜铁耗≤860 kg时，控制第一阶段氧气流量为28000 m³/h，第二阶段氧气流量为27000 m³/h，二次下枪第一阶段氧气流量为24000 m³/h，二次下枪第二阶段氧气流量为23000 m³/h；
当铁耗＞860kg时，控制第一阶段氧气流量为26000 m³/h，第二阶段氧气流量为26000m³/h，二次下枪第一阶段氧气流量为24000 m³/h，二次下枪第二阶段氧气流量为23000 m³/h；
第一阶段为开氧30s时间内，第二阶段为吹氧30s-90s时间内；
1.2) 控制转炉留渣量：当铁耗≤780 kg及铁水Si≥0.80%时采取不留渣操作，当780＜铁耗≤820 kg时25%-30%留渣，当820＜铁耗≤860 kg时全部留渣；
1.3) 开氧执行先开氮气刷氮，氧枪行至2.0m-4.0m范围内吹氮气10s-20s，再关氮开氧，氧枪降至2m时开氧然后降至1.3-1.5m时点火；
1.4) 当距开吹超过 40s打不着火时，提枪关氧，炉体向后摇至少两次，每次摇炉角度不低于 30°，氧枪在待吹位置吹氮气≥30s，第二次打火失败时吹氮气≥60s，再次进行冶炼操作；
1.5) 当转炉开吹2～3次未打着火，在侧面摇炉观察炉内氧化性，当无氧化性渣时兑入2～5吨铁水，再次打火吹炼。
2.根据权利要求1所述的一种防止转炉干法除尘系统泄爆的方法，其特征在于，步骤1.2)中，为确保开吹点火正常，留渣时保证将渣子溅干，当终渣过氧化或溅渣效果不好渣稀时溅渣后全部倒掉。
3.根据权利要求1所述的一种防止转炉干法除尘系统泄爆的方法，其特征在于，控制转炉生产过程中双渣操作与提枪操作：
2.1) 双渣操作条件：硅高Si≥0.80%、锰高Mn≥0.70%、铁水带渣量大；
2.2) 双渣倒前期渣；
2.3) 打火成功后，氧气流量执行半氧设定流量控制，枪位按照1.5m±0.1m控制，并加入前期渣料；
2.4) 半氧结束后氧压控制在0.80-0.85MPa，并加入前期渣料；
2.5) 吹炼3.5分钟后或CO上升，氧枪提升200-400mm，并降低氧气压力至0.75-0.80MPa，促进初期渣早化及渣铁分离，发现起渣降低氧枪至开吹枪位；
2.6) 吹炼至4.5-6min时提枪倒前期渣；
2.7) 提枪确认氧枪无漏水，在炉前侧面观察炉口出渣情况，缓慢指挥落炉倒渣。
4.根据权利要求1所述的一种防止转炉干法除尘系统泄爆的方法，其特征在于，控制转炉生产过程中双渣及异常情况下二次下枪操作：
3.1) 确定二次下枪设定值符合半氧开吹氧气流量控制标准；
3.2) 再次开氧前，将氧枪停留在待吹点吹扫氮气40秒，随后氧枪由高到低过渡，降枪至炉内2.5-4米继续吹扫氮气20-40s，并调整氧枪枪位；
3.3) 观察氧气含量降低至10%-13%并持续降低，氧枪控制在2.0-2.5m，打开氧气进行二次开氧，并逐步降至开吹枪位；
3.4) 二次开氧执行设定二次下枪开氧流量，随时观察氧气及一氧化碳变化情况，当半氧期间出现CO＞1%且连续上涨，同时氧含量降低缓慢时，加入300-500 kg石灰进行干预，达到抑制CO上升且预防6/9交叉的作用；
3.5) 在氧气含量降至＜6%，半氧结束后氧压调整至0.75-0.85MPa，同时加入剩余渣料继续吹炼。
5. 根据权利要求4所述的一种防止转炉干法除尘系统泄爆的方法，其特征在于，控制双渣及异常情况下的二次下枪中：单次物料加入量＜1000 kg，避免熔池温度过低或抑制碳氧反应造成大量溢渣或喷溅；
由于前期渣倒出后影响到炉渣碱度，双渣或倒渣炉次需补加石灰500-1500 kg，保证脱磷效果；
当发生喷溅及装入异常时调整合金加入量。
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