刘琛 杨玉倩 刘海波
河钢唐钢集团有限公司，063000）
摘 要 随着我国钢铁蓄积量和废钢资源的不断增加，高废钢比低铁耗的冶炼模式不但是提高产量的有效方法，还是当前大环境下节能减排的迫切需要。河钢唐钢热轧事业部200t转炉采用干法除尘工艺，随着废钢比的不断增大，炼钢泄爆频繁，不仅降低了生产效率，还对设备安全存在重大隐患。通过分析干法除尘下高废钢比生产泄爆的原因及控制难点，优化转炉工艺操作，实现干法除尘零泄爆。
关键词 干法除尘；高废钢比；泄爆
1 前言
对于钢厂而言，高废钢比冶炼可在铁水不足的情况下提高产量，减少辅料及能源介质的消耗。因此，高废钢比冶炼无论从国家节能减排还是钢厂创利营收的角度，都是势在必行。
从生产实践中看，19世纪60年代发展起来的转炉干法除尘工艺比湿法工艺有更多的优越性，以其高效的除尘效果、低能源消耗，代表了目前转炉炼钢烟气处理技术的发展方向，在国内外钢铁企业被广泛应用。唐钢200t顶底复吹转炉采用的就是这种干法除尘工艺。
干法除尘下高废钢比冶炼生产的难点在于防止出现泄爆现在，否则就会降低生产效率，危害设备安全，造成额外的经济支出。因此，在不泄爆的情况下提高废钢比，才是降本增效，节能减排的重要手段。
2 泄爆的危害
（1）泄爆产生的冲击使阴极线使用寿命大大降低,容易断线, 当断线倒向收尘极侧并随气流晃动时, 相应电场的操作电压和电流明显下降, 显示仪表指针出现大幅度不规则摆动。当断线与收尘极或接地件发生接触会造成电场短路, 此时电压表指针接近或处于“0”位, 而电流指示非常大。而断线主要集中在第一电场, 第一电场承担着静电除尘器65% 左右的除尘负荷, 一旦出现因断线而造成的电场接地, 除尘效果将很难保证。并且需及时取出故障极线, 断线脱落可能卡住扇形刮灰器或者底部刮板链, 导致转炉停产, 给生产造成很大的影响。
（2）爆炸产生的威力一旦在电除尘内部不能完全泄压, 会对后续设备产生危害, 如风机、膨胀节受爆炸力影响被拉直; 液压站部分液压管路断; 部分煤气管路炸裂; 眼镜阀泄漏; 煤气冷却器至热电煤气柜管道上方氮气及蒸汽管道震落等。严重威胁生产的安全、稳定顺利运行。
（3）一旦静电除尘器泄爆, 为保护电场内部设备, 需要间隔300s后才能重新开吹, 如果泄爆后泄爆阀没有自动恢复, 则需要人工进行恢复, 所需时间更长,大大影响了转炉作业率的发挥。
3 高废钢比泄爆的原因分析
众所周知，当炼钢生产中烟气组成达到CO＞9%，O2＞6%或者H2＞3%，O2＞2%，由于静电除尘器的电晕放电作用，将产生爆炸，爆炸后气体压力急剧升高，泄爆阀打开，形成泄爆现象。高废钢比冶炼模式下泄爆可分为以下几种情况：
3.1 兑铁加废钢阶段
废钢内含渣钢、油类物质、潮湿氧化铁皮等，可导致炉口出现冒大火现象，炉口压力瞬间增大，导致静电除尘器内压力大于临界点，发生卸爆，此阶段为物理性泄爆。
3.2 点火阶段
（1）大量轻薄废钢漂浮于铁水液面，导致点火困难，由于点火失败，大量氧气聚集于液面，一旦突然点火成功，瞬间发生剧烈碳氧反应反应，产生大量CO，达到泄爆条件，产生泄爆。
（2）由于碳质补热剂的大量加入，导致点火瞬间生成大量的CO、CO2混合气体，可导致静电除尘器内压力大于临界点或者达到泄爆条件，产生物理或化学泄爆。
3.3 末期补吹阶段
末期补吹未氧枪为全流量，此时如果钢中碳含量偏高，且不化的废钢渗碳，进一步增加钢中碳含量，在干法除尘系统内空气未完全置换的情况下，生产大量CO，达到泄爆条件，产生泄爆。
4 防泄爆的措施
4.1 优化废钢配比
当前，唐钢热轧事业部200t转炉废钢加入量为65t左右，废钢配比优化前后对比如表1所示：
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由于生铁块中C、Si、P等发热元素占比较高，具有一定的化学潜热，且熔点较低，因此增加生铁块的加入量，可缩短废钢融化第一和第二阶段的时间，延长第三阶段的时间，使废钢充分融化。
4.2 装料及造渣制度的优化
（1）采用先加废钢后兑铁的模式
（2）加完废钢后，严禁立直炉体，应当前后摇炉
（3）补热剂不可随废钢一起加入，应当开吹后分批次加入，碳质补热剂加入总量小于2t，如果热量仍然不足，用硅质补热剂代替。
4.3 氧枪操作工艺优化
开吹前期1min不进行降罩，通过富氧燃烧法，保证CO全部转变成CO2，高浓度的CO2气体将CO与空气隔离开，从而阻止爆炸气体的形成。注意含氧化铁、含碳等原材料的加入时，必须调整供氧流量，有效避免混合性爆炸气体的形成。
（1）观察烟气分析曲线，确保烟气分析正常（停吹后烟气氧含量19%-23%），开吹后密切关注氧含量变化，结合观察炉口火焰情况，发现开吹不着火，氧含量开吹后居高不下（16%以上），20秒内不着火立即提枪停吹。
（2）开吹不着火提枪停吹后，必须反复摇炉1次以上，每次摇炉角度不小于±60度。继续吹炼后关注着火情况，依然不着火则提枪停吹倒炉，并向炉内手投30-50Kg钢砂铝或木拍后，降枪开吹。
（3）着火不好时，氧气含量缓慢降低（开吹20秒氧含量在5-16%范围时），为防止泄爆，立即通知除尘岗位开启氮气稀释阀，待氧含量降低到3%以下时关闭氮气稀释阀。
（4）末期由于废钢未化，温低点吹时，采用半流量点火，抢位略低于正常吹炼枪位。
5 应用效果
根据以上措施，唐钢热轧事业部干法除尘下高废钢生产模式，在废钢比30%左右的情况下，由原来的每月平均2次泄爆变为了现在全阶段的“零”泄爆。这些措施在不需要增加投资的情况下保证了设备安全和生产稳定。
参考文献
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