昆鋼煉鋼廠煉鋼二作業區廢鋼切割煙氣治理
瞿仁靜程英楊川丁普國聯
（雲南省冶金研究設計院，雲南昆明 650031）
摘要：利用混鐵爐除塵系統間斷工作的特點，根據氧氣切割廢鋼煙氣的特性，設定四個氧氣切割操作間，在操作間頂部設定煙罩，對煙氣進行捕集。將捕集到的煙氣引入混鐵爐除塵系統，採用負壓操作，自動控制。
以最小的投資，對汙染環境的黃煙進行治理，經除塵後排放煙氣低於國家排放標準，操作場地含塵濃度符合國家衛生標準。
關鍵詞：混鐵爐除塵氧氣切割廢鋼煙氣操作間捕集罩
1前言昆鋼是全國520戶重點國有企業之一，是雲南省**確定的122戶建立現代化企業制度的單位。
昆鋼煉鋼廠二作業區位於雲南省昆明市以西32km的安寧市東南郊連然鎮、螳螂川南岸，海拔1848m。
煉鋼廠二作業區於2023年1月開工建設，2023年11月建成投產，廠區占地面積38.4×104 m2，原設計產能為年產連鑄坯66×104 t，目前具備年產180~200×104t鋼的能力。主要冶煉裝置有600t頂裝混鐵爐2座，50t氧氣頂吹轉爐3座。
現能生產13種32個鋼號的連鑄坯。
煉鋼廠二作業區原有廢鋼吹氧切割場布置在煉鋼車間渣處理車間內，沒有除塵設施，有20t龍門吊車兩台，利用氧氣切割廢鋼，作業時間為兩班工作制，白班、中班間斷工作。
氧氣切割廢鋼產生大量煙塵，汙染廠區和周邊環境。為保護環境和操作工人身體健康，公司決定對煉鋼廠二作業區氧氣切割廢鋼作業區進行除塵。
氧氣切割廢鋼除塵工程包含：切割操作間、除塵煙罩、除塵管道及配套的公用工程等。
昆鋼二作業區已建有轉爐、混鐵爐二次除塵系統，由於氧氣切割廢鋼煙氣性質與混鐵爐所產生的煙氣特性相似，利用混鐵爐除塵系統間斷工作、除塵系統裝置能力大的特點，將氧氣切割廢鋼除塵併入鐵爐除塵系統。煙氣經布袋除塵器淨化後，達到國家允許的排放標準。
本工程於2023年7月，由雲南省冶金研究設計院設計，由施工。工程總投資約120萬元。2023年12月日開工。
2023年1月21日建成投產。工程達到設計要求，獲得昆鋼從領導至一線工人的認可。
2混鐵爐除塵系統簡介
2.1混鐵爐煙氣引數
混鐵爐煙氣含塵濃度：兌鐵水時約2～5g/nm3，出鐵水時約1g／nm3。
煙塵成分：c 30～45％；tfe 40～50％；其它3～12 %。
煙氣密度：1.3kg／nm3。
煙氣溫度（沿鐵水口垂直中心）：兌鐵水口中心～1200℃，兌鐵水口上部2～3m 300～500℃，出鐵水口上部160～200℃。
煙塵粒度：從混鐵爐排出的煙塵，粒度大於20μm的粉塵80％以上，粒度小於20μm的粉塵不足20％。
2.2混鐵爐除塵工藝流程
混鐵爐除塵採用乾法除塵工藝。流程是：含煙塵氣體→側兌鐵槽排煙罩和出鐵口排煙罩→除塵管道→布袋除塵器→除塵風機→消聲器→煙囪→大氣。
布袋除塵器煙塵→旋轉卸灰閥→刮板輸送機→集合刮板輸送機→斗式提公升機→儲灰鬥→除塵加濕攪拌機→汽車定期運出。
2.3混鐵爐排煙罩
混鐵爐排煙罩主要有兌鐵口上部排煙罩和出鐵口排煙罩。兌鐵水口排煙罩採用側立式，罩壁內部有一層耐火噴塗材料，外部採用扁鋼加固，並採用斜撐支架固定在操作平台上。排煙罩上部採用活動式遮擋板。
出鐵水口採用半密閉固定式煙罩，布置在操作平台上，並設定觀察孔。排煙罩外部採用扁鋼加固，排煙罩有足夠的剛度，可防止高溫輻射後罩壁變形。排煙罩下部採用活動式遮擋板。
2.4混鐵爐除塵系統風量
兌鐵水煙罩吸風口平均速度取10m/s，半密閉出鐵口煙罩平均速度取5m/s。除塵系統的煙氣量為35×104 m3/h。
2.5除塵器及風機
採用長袋離線脈衝除塵器，除塵效率達到99%以上，共有2×10個箱體，每個積灰箱下部設有振打器和電動卸灰閥，設有兩條切出刮板機。過濾面積：5600m2 ，最大過濾風速：
1.04m／min。
風機最大處理風量：35×104m3/h，風壓：4500pa，煙氣進口溫度：100℃，電機800kw。
3氧氣切割廢鋼煙氣特性
氧氣切割廢鋼時散發的煙氣具有溫度高、含塵濃度高、粉塵粒徑小、煙氣量大的特點，其散發過程為陣發性。
廢鋼氧氣切割煙氣為黃褐色，煙塵中40～66％為鐵的氧化物，其餘為矽、鈣、鎂的氧化物，粒徑小於10μm。高溫煙氣向上擴散，初始溫度約為900℃左右，含塵濃度平均為3～6g/m3，粉塵堆積相對密度為1.572t/m3，粉塵質量顆粒分散度見表1。
表2-1顆粒分散度
煙氣成份： co：2% co2：8~10% o2：10~12%
4氧氣切割廢鋼除塵工藝
根據廢鋼吹氧切割煙氣的特點，採用乾式除塵工藝進行除塵。除塵工藝流程為：
含煙塵氣體→固定吸塵罩+活動吸塵罩→除塵管道→混鐵爐布袋除塵器→除塵風機→消聲器→煙囪→大氣。
布袋除塵器煙塵→旋轉卸灰閥→刮板輸送機→集合刮板輸送機→斗式提公升機→儲灰鬥→除塵加濕攪拌機→汽車定期運出。
5集塵方式
廢鋼吹氧切割煙氣塵源分散，難以捕集。
渣處理車間位於轉爐車間東面，當地主導風向為東南風。將吸塵罩布置於渣車間南面盡頭，採用固定吸菸罩與活動吸塵罩控制方法收集煙塵。
將切割操作間的空間封閉起來，設定相對密封的操作間，只留工人操作的一面，在操作間的南面和西面設定鋼筋混凝土防撞牆，便於鏟運機進行請渣操作；在操作間的上方設定吸菸罩，捕集切割時產生的煙氣，煙氣的捕集效率可以達到90%以上。
廢鋼吹氧切割操作間設定4個操作工位， 2個為切割操作間，2個為備料、出料間，互為備用，功能相互替換。每個操作工位面積為4.5m×4m。
根據廢鋼吹氧切割煙氣的特點，採用固定吸菸罩與活動吸塵罩控制方法收集煙塵。
每個操作工位設定的吸菸罩均由兩部分組成，與管道和電動閥相連線的部分為固定煙罩，另為活動煙罩。固定煙罩後設定抽風管道，管道上安裝電動輕型蝶閥，配電機保護系統和閥門位置開/關指示無源接點，電機防護等級ip54，並配防爆防塵型操作箱（帶外接中控端子）。
另一部分為活動煙罩，由活動擋板及鋼絲繩、φ200滑輪組、捲揚機等組成。進行進出料操作時，活動擋板由捲揚機帶動，向上拉起，
6除塵風量
排煙量一般按統計方法和煙氣上公升速度、煙柱斷面積求得。
按煙氣上公升速度和煙柱斷面積計算轉爐吸菸量。罩口平均速度取2.0m/s。氧氣切割煙罩口尺寸為4.5m×4m=18m2。
乙個氧氣切割煙罩工作時的煙氣量為12.25×104m3/h。
兩個氧氣切割煙罩同時工作時的煙氣量為24.50×104m3/h。
除塵管道支管直徑為φ1500，總管直徑為φ1800，壁厚為6mm。
一座混鐵爐除塵總風量60.00×104m3/h，兌鐵水時為42.34×104m3/h，出鐵水時為11.25×104m3/h。
兩個氧氣切割煙罩與混鐵爐兌鐵水總風量66.84×104m3/h。
兩個氧氣切割煙罩與混鐵爐出鐵水總風量35.75×104m3/h。
兩個氧氣切割煙罩與混鐵爐兌鐵水同時工作缺口風量6.84×104m3/h。
7除塵器面積核算
廢鋼吹氧切割為白班、中班間斷操作。混鐵爐有兌鐵水、出鐵水以及保溫等三種狀態，兌鐵水、出鐵水時除塵風機高速運轉，保溫時除塵風機低速運轉。
二作業區轉爐每天處理鐵水量最大為6000t，鐵水包容量為80t，每天兩座混鐵爐兌鐵水最大為75次，每次4~6min。在與廢鋼切割相同的兩班工作時段內，混鐵爐兌鐵水約為50次，最大工作時間300min，平均為250min。
廢鋼切割為兩班工作，間斷工作的總時間為960min。廢鋼切割除塵系統併入混鐵爐除塵系統，在已有的混鐵爐系統風量下，切割工作時段內將有250min出現風量不足的情況，工作缺口風量6.84×104m3/h。
兩個除塵系統均為間斷操作，除塵工藝相同，捕集的煙氣性質相似。在不增加新的除塵器，不擴大混鐵爐除塵器過濾面積，不增大風機的抽風量，不增加除塵系統操作人員，將廢鋼吹氧切割除塵的煙氣併入混鐵爐除塵器內，調配合理混鐵爐兌鐵水風量與廢鋼切割除塵風量，完全了克服風量不足的缺陷，節約投資，節約人力，節約能源。
8除塵效果
氧氣切割廢鋼除塵系統併入混鐵爐除塵系統，正常投入運轉，煙氣經過乾式淨化除塵系統處理後，含塵量<50mg/nm3，達標排放。混鐵爐操作台及渣處理車間的含塵濃度均<10mg/m3，符合國家衛生標準。裝置雜訊符合國家規定。
煙塵捕集率》90%。
淨化捕集後的粉塵，送至燒結廠配料利用，沒有廢物外排。
採用乾法除塵工藝，不會產生水汙染物。
煙罩與電動碟閥之間設定柔性接頭，氧氣切割設定半封閉操作間，進行隔音設計。經過減噪處理，雜訊小於80db（a），達到國家標準。
9結論本工程是目前雲南省第一家對煉鋼廠氧氣切割廢鋼煙氣進行除塵，專案屬於環境保護專案，工程本身不產生經大的濟效益，但專案投入帶來良好的環境效益和社會效益，降低操作環境含塵率，保護操作者身體健康，建造良好的社會環境。
〔1〕 冶金工業部建設協調司，中國冶金建設協會。鋼鐵企業採暖通風設計手冊〔m〕。北京：冶金工業出版社，1996。
〔2〕 北京有的冶金設計研究總院等。重有色金屬冶煉設計手冊，冶煉煙氣收塵，通用工程，常用資料卷〔m〕。北京：冶金工業出版社，1996。
煉鋼廠原材料和廢鋼安全規定
1散狀材料 1.1應根據入爐散狀材料的特性與安全要求，確定其貯存方法 入爐物料應保持乾燥。1.2採用有軌運輸時，軌道外側距料堆應大於1.5m。1.3具有 和自燃危險的物料，如cac2粉劑 鎂粉 煤粉 直接還原鐵 dri 等應貯存於密閉貯倉內，必要時用氮氣保護 存放設施應按防爆要求設計，並禁火 禁水。...
煉鋼廠實習報告
2010級本科畢業實習報告 學院 材料與冶金學院 專業 2010級冶金工程 學生姓名 陳維濤 學號 201002126072 指導教師 李光強 2014年 3 月 7日 一 實習目的 2014年，我迎來了大學的最後乙個學期，在這個畢業季裡，我有幸分到了李光強老師的組裡，跟著老師一起做畢業 跟著老師完...
煉鋼廠增效降本攻關方案
首鋼伊鋼煉鋼廠下半年 提效降本 措施方案 目前鋼鐵企業市場不景氣，面對利潤下滑銷售不旺的環境，鋼鐵企業要走出困境逆勢發展，唯一的出路就是降低成本增加效益。煉鋼成本主要由三部分組成 可變成本 固定成本和綜合 成本，依據煉鋼成本的三要素，我廠擬定了多項經濟技術指標，依託管理和技術創新，通過將生產各環節 ...