转炉工艺参数变化与除尘效率分析炼轧厂炼钢作业区富志生重新核算，分析了转炉一次除尘效率低的原因，指出转炉扩容后装入量增加及供氧强度提高，扩容前的OG湿法除尘工艺已完全不能满足冶炼工艺变化。结合国内转炉次除尘技术的发展方向，根据转炉扩容后工艺参数的实际变化情况，对今后转炉次除尘的改进方向做了探讨，提出了改进建议。

　　1前言酒泉钢铁集团公司（以下简称酒钢）炼轧厂50吨转炉始建于1985年，原设计为公称容量为30吨转炉，二十世纪九十年代中期随扩大产能的需求，在30吨的基础上扩容为50吨转炉，目前实际装入量最大已达到60吨。由于扩容时没有对配套的转炉除尘系统进行改造，加之原除尘系统采用的尘外溢，放散塔冒黄烟排放不达标等问题。特别是转炉扩容后，转炉装入量等冶炼工艺的改变，使以上问题更加严重，无法满足节能与环保要求。对目前转炉冶炼一次除尘系统实际工艺参数变化进行计算，对影响除尘效率的因素进行分析和研究，从而提出改进建议与改造方向是非常必要的。

　　2工艺及设备简况2.1工艺流程转炉活动烟罩汽化冷却烟道。

　　溢流水封-丝网捕雾器。

　　90度弯头脱水器文。

　　平行段重力脱水器酒钢炼轧厂转炉一次除尘为湿式未燃法OG系统，转炉烟气经汽化冷却烟道冷却进入一级溢流文氏管，经重力脱水器降温粗除尘后进入二级R-D文氏管精除尘，再进入90°弯头脱水器、丝网捕雾器脱水后，由煤气鼓风机引出进行煤气回收或放散。工艺流程如。

　　转炉烟气净化回收工艺流程除尘净化供水方式由8组文浊环水泵和6组二文浊环水泵组分别给一文及二文供水，一文排水直接经高架流槽，进入一座处理量为500m3/h的粗颗粒沉淀池，再进入两座直径为20m3辐射式沉淀池，经冷却塔冷却后循环利用，二文排水由渣桨泵引入回水槽后进入三座处理量为450m3/h的斜板式沉淀池。

　　9600mm，L=1445mm，三线矩形螺旋喷头两个。

　　846X451mm，L=1400mm，三线矩形螺旋喷头两个，无传统R-D文氏管两侧水箱、喷孔、氮气捅针等。

　　3工艺参数的核算炼轧厂转炉扩容前年设计钢产量100万吨，扩容后达到280万吨的生产能力，转炉装入量由原来最大42吨提高到60吨，为缩短供氧时间，氧枪由原来9159三孔氧枪改为9168四孔氧枪，转炉冶炼工艺参数的变化必然会对除尘设备参数产生影响，对转炉冶炼工艺参数与除尘设备参数进行必要的计算与分析，才能正确评价一次除尘系统除尘效率。

　　3.1转炉扩容前后参数对比工艺参数单位扩容前扩容后最大装入量吨/炉平均装入量吨/炉平均冶炼周期分钟氧枪直径标况烟气量3.2扩容后冶炼工艺参数计算V―一炉钢的氧气耗量，m3；取一炉钢平均耗氧量2850m3t一一炉钢的吹炼时间，min；取一炉钢平均吹氧时间14min3.2.2供氧强度计算Q一氧气流量，m3/min；取T平均出钢量，t；取53.5t3.2.3按照脱碳量计算炉气量W1（C），W2（C）为铁水和终点钢水含碳量；取4.0%和0.06%；T为吹氧时间；取14min；1.8为经验系数，取瞬时最大炉气量是平均炉气量的1.8倍。

　　转炉炉气一离开炉口进人烟罩，虽然时间和距离都很短，但不可避免地会吸人空气，烟气中氮含量增加及发生部分燃烧，引起烟气量增加。采用未燃法时，标况干烟气量可用下面经验公式计算，主要影响因素是空气燃烧系数：a为空气烧烧系数，未燃法为0.08―0.1；计算取0.1. 3.2.5工况烟气量计算P=烟气压力（绝对压力）=大气压-风机人口负压=101325-20000=81325Pa；d=烟气绝对湿度3.2.6扩容后烟气量的变化因供氧强度增加，转炉干烟气量增加比率为：由计算可以看出，因供氧强度的提高，每小时烟气量增加已达到35%.转炉冶炼产生的烟气量增加，而除尘系统各设备的通径已定，其气体流速不可能无限提高，因此通过计算烟气通过一文及二文喉口流速，可以对一文、二文的除尘效率进行评价。一文喉口进气温度为698冗，则：文喉丨-！烟气盍：=273其烟气流速为工况烟气量/喉口面积（直径600毫米）：专W为湿阻力系数pw为水的密度L为水汽比文氏管的阻力损失包括干阻力与湿阻力，干阻力的大小决定于喉速（有效阻力）、几何形状和加工精度（无效阻力），湿阻力决定于水汽比值和水质1，溢流文氏管的阻损可以用下式计算：计算较繁琐，根据生产实践，测得一文处阻损约在6000Pa.烟气进入二文的温度约70丈，转炉冶炼前、中、后期烟气量变化很大，由于二文喉口不可调，烟气通过二文流速无法保持稳定，只能近似认为二文烟气量等于工况烟气量，计算二文烟气最大流速，二文喉口速度=工况烟气量/喉口面积（喉口尺寸846X451毫米）：在烟气净化系统中，风机的作用是把一定量的烟气升高到一定压力排人大气或送人回收系统。为此，在选择风机时要满足系统风量和风压的要求。由于风机铭牌上的参数是在温度为20t，压力为O.IMPa，介质密度为1.2Kg/m1实验条件下标定的，因此选择风机时应根据参数换算1.风机型号为D1000-11型煤气鼓风机，功率为850Kw.气温度取65，近似计算为：比需要风量低约154Am3/min（约丨5%）ni为风机全压效率，取80%（按设备样本选）%为风机机械效率，取98%计算所需风机电机功率：837KW，与实际风机功率850KW接近。

　　4除尘效率分析由以上转炉一次除尘系统各项工艺参数的计算，就冶炼时炉口烟气外溢量大，放散烟囱冒黄烟，风机叶轮积灰快，烟气排放浓度不达标等存在的问题，对转炉一次除尘效率低的原因进行分析，认为：（1）转炉冶炼产生的烟气量大于除尘系统设计处理风量。冶炼过程炉气的产生量最大影响因素为转炉装入量及供氧强度，转炉装入量由最大42吨提高到60吨，供氧强度由3.2m3/t.min提高到3.8m3/t.min，使转炉小时炉气量大幅增加，扩容后标况下干烟气量达到37550Nm3/h比扩容前27880Nm3/h增加35%，超出了转炉一次除尘系统的负荷，必然会导致除尘设备除尘效率的降低；⑵通过3.3计算说明，要完全抽尽转炉冶炼产生烟气，供氧强度提高后脱碳速度相应提高，烟气通过文喉口流速需要达到131m/s，而转炉除尘OG系统溢流文氏管的入口烟气速度在20-25m/s，喉口速度在40-60m/s，出口速度为15-20m/s，一文阻力损失在3000-5000Pa，除尘效率在90-95%3，而目前使用的一文喉口面积过小，烟气在喉口流速过高，一文阻力在6000Pa，阻力过大，使冶炼过程产生的烟气量抽不尽，造成炉口烟气大量外溢；（3）二文的主要作用是精除尘，当喷水量一定的条件下，文氏管除尘器内水的雾化和烟尘的凝聚，主要取决于烟气在喉口处的速度，转炉吹炼过程烟气量变化很大，为了保持喉口烟气速度不变，稳定除尘效率，采用R-D阀板调径，保持喉口速度一定，同时调节风机的抽气量控制炉口微差压。OG系统二文收缩段的进口气速一般为15-20m/s，喉口气流速度为100-120m/s，2除尘效率在98%以上。由前面计算表明，由于二文不可调，烟气通过二文的最大流速仅为60m/s，二文流速低，压差小，二文的精除尘效率极低，是导致冶炼过程出现风机叶轮积灰快，放散烟囱冒黄烟，烟气排放浓度不达标的根本原因。⑷由3.4-次除尘风机参数验算，目前使用的D1000-11型煤气鼓风机风量在转炉扩容后过小，与实际情况相比，风量小15%左右，也使整个系统的除尘效率降低。

　　5发展方向与改进建议5.1国内转炉一次除尘技术发展方向干法（高效节水塔文系统）以及LT干法。传统OG湿法必须逐步淘汰、改造；新OG法虽然环保排放、节能有定改进，但除尘耗水量仍多，不宜推荐，会降低企业的竞争力；从长远看向干法发展是正确的大方向，但现有的干发首先还不是彻底的全干法，没有冷却仍然消耗大量循环水，实际问题还是比较多，比如改造时间、投资、维修费用、排放不稳定，特别是对转炉装备和自动控制连锁和操作要求高，一般中小型转炉不敢采用，国外经验也表明，采用现在的干法除尘的转炉车间通常作业率和产量都偏低，这对越来越激烈的钢铁市场竞争是不利的3.干法除尘具有：⑴除尘效率高，粉尘排放浓度可达到10mg/m3以下；⑵不存在二次污染和污水处理，能量消耗低等优势，是今后转炉除尘的发展方向。

　　但由于其一次投资较高，对操作维护要求也很高，目前在国内尚未到技术成熟时期。而半干法除尘工艺能实现环保排放与节能，减少污水污泥处理量，延长风机检修周期，投资比干法少，特别适合对现有设备进行技术改造4.根据以上分析及国内转炉一次除尘技术发展方向，结合酒钢炼轧厂的实际情况，转炉扩容改造后，局部对一文、二文或除尘风机改造均不能完全满足节能环保的要求，传统OG系统无必要再进行完善与恢复。从老厂改造的实践来看，半干法更适合炼轧厂转炉除尘系统改造，对转炉除尘系统建议从以下几个方面进行改进：⑴一文用高效喷雾冷却洗涤塔代替，二文用环缝式文氏管代替，脱水器使用旋流脱水器，恢复炉口微压差控制系统；⑵转炉除尘风机完全改造投资较大，可以考虑增容改造，将风机转子优化，转子改造是在原鼓风机的基础上进行的，仅需更换一个新的三元流叶轮即可达到使风机增容的目的，机组其它部位均不需改动，其它零部件也均可利旧，具有投资小，收效好的特点。

　　1刘晨，转炉除尘和煤气回收技术的评价和发展方向，世界金属导报，2010年5月11曰