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一、漏水造成煙道漏水的原因最主要有沖蝕腐蝕(尤其是高溫沖蝕)、交變溫差、焊縫開裂,導致煙道冷卻水外溢。1、高溫沖蝕腐蝕:熱水冷卻煙道隨著環境溫度增加,金屬表而產生的氧化皮膜會逐漸變厚,氧化皮膜與基材間的結合強度會更高,足以抵抗隨后的磨粒沖擊,當達到臨界溫度(570攝氏度)后,這時材料進人沖蝕氧化破壞區。金屬材料具有延展性,高溫下更是如此,而氧化物則展示脆性,溫下沖蝕腐蝕破壞中,與沖蝕有關的常數可從0.8 變化到7,這與高溫下氧化或腐蝕產物的皮層塑性增加有較大關系,致使管壁不斷減薄,導致爆管漏水。2、交變溫差:煙氣對管束產生橫向沖刷,一方面因溫差急劇變化導致管束出現高溫膨脹與降溫收縮,產生外部機械應力,由于受余熱鍋爐與下部固定支座的制約。另一方面當管束出現漏水時,為迅速恢復生產,則立即將管束內高達近300攝氏度的熱冷卻水排出降到室溫,補焊后再補水。因此管束應力無法消除,極易產生疲勞脆化,最終出現橫向裂紋。3、焊縫開裂漏水形成粘結性爐膛:為確保煙氣收集質量,減少煙氣外溢,管間采用鋼板滿焊作筋板隔離,焊接過程中由于焊條操作角度、電流選擇不當等,導致管壁局部變薄,同時滿焊過程中管束將產生較大的熱應力,在應力釋放時會對管壁產生變形出現裂紋,導致漏水。北京優質轉爐爐體上段制作因此,當煙道(此外還包括吹氧管、下料孔煙道、水冷爐口等)出現漏水時,外溢的水在高溫下迅速形成霧氣與冷卻高溫煙塵,形成粘結性與粘附性的爐渣粘附在管束上。二、非正常的冶煉工藝1、由于轉爐冶煉任務繁重,操作中為多產鋼而采取增大裝人量而減少爐容比,提高供氧強度,縮短供氧時間,導致爐渣外溢,處理方式上,操作人員通過吹氧管用高壓氧氣強制吹掃熾熱的紅渣,一方面高溫下管束表面開始氧化,出現高溫沖蝕,另一方面爐渣在氣流的作用下急劇磨蝕管束工作表面,造成管壁減薄變形,出現縱向裂紋。2、其他:冶煉中熱平衡對煙道堵塞有較大影響,又加增大裝入量,往往出現冶煉時產生的煙氣量大于系統抽出量,致使煙氣外溢嚴重,部分粘附性較強的渣就粘附在管束上,非正常的轉爐爐形也會造成影響,控制得好對影響不明顯,一且爐形出現扁形或爐膛過小等將會出現爐渣外溢嚴重時還夾帶金屬,粘附在水冷爐口上,導致爐口直徑變小,在風機的強制抽力作用下,高溫煙道帶金屬的渣進入各區,堵塞煙道。
【中國環保在線 應用方案】為貫徹《中華人民共和國環境保護法》《中華人民共和國大氣污染防治法》,推動大氣污染防治領域技術進步,滿足污染治理對先進技術的需求,生態環境部編制并發布了2018年《國家先進污染防治技術目錄(大氣污染防治領域)》(生態環境部公告2018年第76號)(簡稱《目錄》)。在生態環境部指導下,中國環境保護產業協會具體承擔《目錄》的項目篩選和編制工作。為便于各相關方使用《目錄》,中國環保產業協會配套編制了《目錄》典型應用案例,將陸續在微信平臺上發布。所有案例均來自目錄入選項目的申報材料,案例內容經業主單位和申報單位蓋章確認。技術概要工藝路線轉爐一次煙氣經濕法洗滌除塵后進入濕式電除塵器除塵,形成濕法除塵與雙電場濕式電除塵器串聯形式的復合除塵系統。濕式電除塵極板上收集的粉塵經水沖洗后送至水處理廠處理。主要技術指標出口顆粒物濃度可<20mg/m3。技術特點濕法洗滌結合濕式電除塵,大幅提高轉爐煙氣除塵效率。適用范圍鋼鐵行業轉爐一次煙氣除塵。工藝流程轉爐一次煙氣依次通過一文、重力脫水器、二文、雙電場臥式電除塵器、風機。如果煙氣中一氧化碳含量未達到20%,將通過煙囪排放到環境中,如果含量達到20%,將回收到煤氣柜中。除塵系統有三條管道,即定期沖洗系統管道、連續霧化系統管道和污水回流系統管道。在出鋼結束后,風機抽拉的煙氣為環境空氣,二文位置不再需要使用更多的濁環水,可以均出多余濁環水對極線極板進行沖洗,沖洗水通過灰斗流到下方的污水罐,然后,通過污水泵及污水管道送至污水處理廠處理。霧化水采用凈環水,24h持續噴霧,具有調理煙氣的作用。每個電場配有一臺高壓電源,高壓電源的端子采用氮氣吹掃密封。主要工藝運行和控制參數極距400mm,運行壓力損失≤300Pa,設計電負荷250kW/kVA,運行電耗40kW,氮氣消耗量200m3/h,采用加熱器加熱到100℃以上,送入瓷瓶。凈環水(霧化水)2m3/h,24h使用。濁環水(沖洗水)35m3/h,每冶煉周期使用約4min。濕式電除塵器設計參數:入口顆粒物要求不高于300mg/m3,處理后的煙氣顆粒物排放濃度低于30mg/m3。實際濕式電除塵器入口顆粒物濃度在120mg/m3~140mg/m3,高壓電源一次電壓控制在300V左右。
一個轉爐有兩個氧槍系統:工作氧槍和備用氧槍,這樣可以在工作氧槍損毀時立即換上備用氧槍,不致造成冶煉中斷。損壞的氧槍拆除后更換轉爐及其氧槍系統使得氧另一新氧槍備用。轉爐爐體包括爐殼、耳軸和托圈、軸承座等金屬結構及傾動機構。爐殼由鋼板焊成,內襯砌有堿性耐火材料。各國由于資源不同,所用耐火材料也不同。主要有含Mg較高的白云石磚和高純度、高密度、高強度的鎂碳磚。托圈起著支撐爐體、傳遞傾動力矩的作用。托圈斷面呈矩形,中間焊有直立的帶孔筋板,以增加托圈的剛度。轉爐托圈兩側設有耳軸,耳軸支撐在軸承上,由齒輪帶動,經托圈使爐體傾動。傾動機構是使爐體能傾動的機械設備,以便進行兌鐵水、加廢鋼、取樣、出鋼和倒渣等工藝操作。傾動機構應能使爐體正反旋轉3600°轉爐爐型指爐殼砌襯后所形成的轉爐內膛輪廓。最上端稱為爐口,然后由上到下分為爐帽、爐身和爐底三段。爐帽有正口式和偏口式兩種,正口式爐帽為軸心對稱的截錐形,這樣可使兌鐵水和出鋼分在兩側進行,有利于爐襯均勻受侵蝕,故大多數轉爐都采用正口式爐帽。爐身為直圓筒形,爐底為球缺形。是不同噸位的轉爐爐型比較示意圖。決定轉爐爐型的基本參數是爐容比和高寬比。爐容比是指爐型空間所有容積和金屬料裝入量之比,一般接近1m3/t鋼水的密度是7t/m3。這樣,爐子內只有1/7為鋼水所占據,其余6/7都是空的,保留這樣大的空間是為了容納泡沫渣(見轉爐泡沫渣),避免噴濺。但過大的爐容比增加設備投資。高寬比是指爐型總高度和爐身直徑的比。早期增加轉爐容量時降低高寬比,即爐子向矮胖方向發展。但這使得兩個耳軸距離加大,并導致耳軸中心線彎曲度增大,所以特別大的爐子高寬比又趨向增加。根據高寬比和爐容量即可確定熔池深度和熔池面積。。
混鐵爐屬于鋼鐵冶金設備,主要應用在鋼鐵行業、冶金行業等。混鐵爐用來存貯并保溫由高爐冶煉出來的鐵水,可混合均勻不同高爐冶煉出來的不同溫度及化學成份的鐵水以使其供應給平爐或傳爐煉鋼之用。由爐門軸,爐門框,兩組滑動軸承和兩個桿狀配重組成,爐門框和爐門軸焊接在一起,爐門框為一個鋼板焊接的框架,其上部和左右各安有鋼制密封槽,槽內鑲嵌耐火纖維,框內嵌砌耐火磚,爐門軸兩端安放在兩組滑動軸承上,軸承座焊接在出鐵口兩側,在爐門軸的兩個端部各安裝一個桿狀配重,桿狀配重與爐門框之間有一固定夾角。混鐵爐一般分為300噸、600噸、900噸和1300噸,主要由:底座、爐體、傳動機構、回轉機構、開蓋機構、鼓風裝置、煤氣空氣管道、氣動送閘裝置、干油潤滑裝置、混鐵爐平臺、電氣系統等11部分組成。爐體是由可拆的側面凸起的端蓋和開有兌鐵水口、出鐵水口的圓筒組成筒體。爐體內砌有耐火材料,耐火材料與爐殼之間填有硅藻土料填料層,借以隔熱和緩沖爐襯受熱膨脹對爐殼產生的壓力,填料層向里砌有硅藻土磚用來隔熱,硅藻土磚里面是粘土磚,粘土磚里面是直接與鐵水接觸的工作層,工作層是用鎂磚砌筑的。對于600噸混鐵爐而言,爐襯的總厚度為650mm,其中填料層10mm,硅藻土磚層65mm。粘土磚層115mm,鎂碳磚層460mm。整個爐體的重量都通過接近筒體兩端的偏心箍圈,園輥組成的弧形輥道傳遞到直接固定在基礎上的支撐底座上。混鐵爐有兩種類型,一種為短身圓柱形,兌鐵口和出鐵口位于同一垂直平面;一種為長身圓柱形,兌鐵口和出鐵口相互錯開布置。混鐵爐容量范圍很大,可由200t至2800t,中國采用300t、600t、1300t三級容量的混鐵爐。確定所需要的混鐵爐容量,除要考慮鐵水需要量外,還要考慮鐵水在爐內的貯存時間以及爐子的充滿度等。一般按下式計算: Q=1.01PKT/24y式中P為1晝夜產鋼量,t/d;K為鐵水消耗,t/t;1.01為鐵水損失系數;y為充滿度,一般取0.65~0.77;T為平均鐵水貯存時間,一般取8h。
煉鋼廠設計的依據是甲方或廠家提出的經政府有關部門核準的設計項目建議書,它可能是整個鋼鐵企業設計內容的一部分,也可能是單獨的一個煉鋼廠。此外,對于煉鋼廠中部分設施,如煉鋼爐爐體設備、連鑄機等單項工程,也可單獨設計。另外,煉鋼廠設計的依據,除了項目建議書外,有一些依據需由相鄰專業提供,例如對于轉爐全連鑄鋼廠設計來說,主要包括:(1)煉鋼的生產規模,要注明一期和二期,或者是否要留有未來發展的余地。(2)產品的品種,包括鋼種和產品尺寸形式(此項可由軋鋼專業按總任務書轉提)。(3)鐵水成分,包括鐵水中C、Si、Mn、P、S等元素的含量,以及V、Ti、Nb等微量元素的含量(此項可由煉鐵專業按總任務書轉提)。(4)氧氣轉爐設備的容量和座數(委托單項轉爐設計時要說明,做全車間設計時可作指定;如果轉爐是在現有廠房內的改造項目,則尚需提供轉爐周圍的廠房尺寸和圖紙)。(5)連鑄機澆鑄的各種連鑄坯斷面尺寸、單機的生產能力、要求的連鑄機流數和臺數、要求的連鑄機類型(如弧形多點矯直,立彎弧形多點矯直等)和基本半徑。如果連鑄機是在現有廠房內增建或改建項目,則需提供連鑄機周圍的廠房尺寸和圖紙。【地區(6)對于轉爐設備全連鑄煉鋼廠整體設計,需提供到達車間的基本原料(石灰、螢石、富鐵礦、氧化鐵皮等)的成分和粒度,廢鋼(尤其是外供廢鋼)的類型和品質,可供應的各種能源的狀況,可供耐火材料(主要是爐襯材料)的類型和品質等,并且提出這些物品的運輸方式。(7)對于轉爐全連鑄煉鋼廠整體設計,甲方或廠家的有關具體要求,如采用新技術的水平,已有配套輔助設備的利用,投資的使用和限定,要求選用的有關配套設備如混鐵車容量和爐外精煉的類型等,以及該地區的有關風俗習慣等。(8)我國現有的有關工業建設和生產的法律、制度和規定等,尤其是關于鋼材的質量品種標準、環境保護法、能源政策、勞動保護法及冶金建設的規定等,必須嚴格遵守和認真執行
為消除對大氣環境的污染,必須進一步做好煙塵處理,積極采用干法除塵技術,節約水資源。回收能源介質的高效利用都有許多項目需要認真研發。努力將煉鋼廠建設成為無污染、零排放的綠色工廠3.2、吹煉終點動態控制技術終點控制是煉鋼操作的技術關鍵。國內鋼鐵企業多采用人工經驗控制,無法滿足潔凈鋼和高品質鋼種生產的質量要求。因此,盡快采取措施提高煉鋼終點的控制精度和命中率已成為當前國內煉鋼生產中迫切需要解決的技術問題。提高轉爐煉鋼終點控制水平的關鍵技術主要有以下兩點。1)優化復吹工藝,促進鋼渣平衡,穩定終點操作; 2)采用計算機終點動態控制技術,實現不倒爐出鋼及提高出鋼口壽命,縮短出鋼時間,進而縮短轉爐輔助作業時間,也是提高轉爐生產效率的重要技術措施。3.3轉爐高效吹煉工藝 近年來,國內各大鋼企陸續開展了提高轉爐生產效率,加大供氧強度,實現平穩吹煉的技術研究,并開發出一整套轉爐高效冶煉技術,使轉爐生產效率大幅提高。采用以下技術有利于進一步提高供氧強度,從而使轉爐生產效率得到提高。1)提高我國轉爐底吹攪拌強度,優化底吹攪拌工藝,保證全爐役內底吹效果,并結合該工藝進行轉爐長壽技術研究;2)大幅減少渣量,對于少渣冶煉轉爐,由于渣量減少可大幅提高供氧強度;3)優化改進氧槍結構,加快研發集束氧槍在轉爐中應用、CO2和高比例CaCO3在轉爐生產中的應用等全新工藝與裝備,提高噴槍化渣速度,減少熔池噴濺和避免產生大量FeO粉塵是大幅提高供氧強度的關鍵。1)我國小型轉爐目前還有相當大的比例,與精煉、連鑄的匹配關系還有待優化。