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廢鋼是鋼鐵工業(yè)的綠色原料,隨著取締“地條鋼”和國家對環(huán)保的嚴(yán)格要求,各大鋼鐵企業(yè)都在大力提高廢鋼比。目前,我國電爐鋼的比例還不到10%,轉(zhuǎn)爐流程仍是我國產(chǎn)鋼的主流程,因此有必要開發(fā)高效、清潔的轉(zhuǎn)爐流程提高廢鋼比技術(shù)。目前,轉(zhuǎn)爐流程大生產(chǎn)中采用的提高廢鋼比的手段主要有:廢鋼預(yù)熱(鐵水包預(yù)熱、轉(zhuǎn)爐爐前及爐后預(yù)熱等)、轉(zhuǎn)爐加入補(bǔ)熱劑(焦炭、焦丁、FeSi、SiC等)。但上述兩類提高廢鋼比的技術(shù)均有一定的不足:前者需要專門的加熱設(shè)備,后者往往以犧牲鋼水質(zhì)量為代價(jià)。此外,國外還開發(fā)了KMS工藝,但因存在噴粉元件壽命短等不足,并沒有在大生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。因此,如何在不污染鋼液的前提下提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比,已成為亟須解決的關(guān)鍵共性難題。此外,單轉(zhuǎn)爐超40%的大廢鋼比技術(shù)也一直是冶金工作者關(guān)注的熱點(diǎn)課題。 轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍是一種在不污染鋼液的前提下提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比的技術(shù)。二次燃燒氧槍是在傳統(tǒng)煉鋼氧槍的基礎(chǔ)上,通過設(shè)計(jì)合理的副孔,使主孔射出氧氣射流進(jìn)行脫碳反應(yīng),利用副孔射出的氧氣射流與爐內(nèi)一氧化碳燃燒產(chǎn)生大量的熱量,使轉(zhuǎn)爐自身熱量得到較充分利用,進(jìn)而提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比。盡管國內(nèi)外已對轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍技術(shù)進(jìn)行了大量研究,且有的已達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平,但目前國外關(guān)于該技術(shù)在大工業(yè)生產(chǎn)中規(guī)?;瘧?yīng)用的報(bào)道很少,而國內(nèi)目前還未見該技術(shù)的大生產(chǎn)規(guī)?;瘧?yīng)用。因此,有必要對二次燃燒氧槍技術(shù)進(jìn)行深入研究并使其實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。本文首先進(jìn)行了提高廢鋼比的轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍技術(shù)大生產(chǎn)規(guī)?;瘧?yīng)用研究;在此基礎(chǔ)上,基于二次燃燒氧槍技術(shù),研究者提出了一種廢鋼比超過40%的單轉(zhuǎn)爐大廢鋼比技術(shù),并通過大生產(chǎn)試驗(yàn),驗(yàn)證了其大生產(chǎn)應(yīng)用的可行性,為其大生產(chǎn)規(guī)模化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
汽化冷卻是采用軟化水以汽化的方式(充分利用了水汽化潛熱大的優(yōu)點(diǎn))冷卻鋼鐵冶金設(shè)備并吸收大量的熱量從而產(chǎn)生蒸汽的裝置。其工作過程是,高溫?zé)煔馔ㄟ^汽化器(汽化煙道壁面),煙氣與汽化器存在著較大的溫差,發(fā)生熱傳遞, 高溫?zé)煔鈱⒆陨淼臒崃總鬟f給受熱面,同時(shí)自身溫度降低。受熱面另一側(cè)蒸發(fā)管中的水吸收煙氣熱量部分被蒸發(fā),并在蒸發(fā)管內(nèi)形成了汽水混合物。由于水蒸氣的密度相對與水較小,在壓強(qiáng)的作用下蒸氣在蒸發(fā)管內(nèi)上升,通過上升管最終進(jìn)入汽包,經(jīng)過汽水分離,水蒸氣從汽包引出進(jìn)入蓄熱器存儲(chǔ),最后送入蒸汽管網(wǎng)供生產(chǎn)生活使用。同時(shí)水下降到蒸發(fā)管底部重新進(jìn)入到汽化器的下聯(lián)箱內(nèi),補(bǔ)充的水供給蒸發(fā)管內(nèi)繼續(xù)蒸發(fā)使用。如此反復(fù)循環(huán),不斷冷卻高溫?zé)煔?,產(chǎn)生蒸氣。優(yōu)點(diǎn)(1)采用水冷卻時(shí),一般用工業(yè)水,由于其硬度較高,所以管道易結(jié)垢, 結(jié)垢后傳熱系數(shù)變小,影響傳熱效果,同時(shí)使部分管道發(fā)生過熱燒壞。當(dāng)采用汽化冷卻時(shí),一般用軟水可以避免結(jié)垢,從而可延長水冷管的使用壽命,減小檢修的工作量。(2)用工業(yè)水冷卻時(shí),冷卻水全部排放掉,其帶走的熱量全部流失,未得到回收利用,采用汽冷方式,不但達(dá)到冷卻了煙氣的目的,而且可以產(chǎn)生蒸氣回收大量熱能供生產(chǎn)、生活方面使用,如果蒸氣質(zhì)量較好甚至可以用來發(fā)電, 極大的降低了煉鋼成本,有效的降低了能耗。同時(shí)也是貫徹治理三廢,綜合利用這一政策的部分措施。(3)從經(jīng)濟(jì)的角度來看,汽化冷卻省水省電,綜合投資費(fèi)用較少,而且返本較水冷快。
高爐的機(jī)械維護(hù)與保養(yǎng)高爐是冶金企業(yè),尤其是鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的主要煉鋼設(shè)備,信陽定制煉鋼轉(zhuǎn)爐成套設(shè)備制作其性能的優(yōu)劣直接影響到鋼鐵的品質(zhì),因此,對于如何提高高爐的維護(hù)與保養(yǎng)水平,實(shí)現(xiàn)高爐高性能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的最大化,一直是冶金企業(yè)重點(diǎn)抓的頭等大事。目前,高爐在使用過程中,主要的故障與問題集中在冷卻壁破損,造成冷卻壁破損的原因有很多,而且由于高爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一旦發(fā)生故障,維修技術(shù)難度大,將嚴(yán)重影響企業(yè)的正常生產(chǎn),因此,對于高爐的維護(hù)與保養(yǎng),就顯得異常重要。在日常的生產(chǎn)中,對于高爐設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng),主要集中在如何預(yù)防冷卻壁的破損方面,對此,以下一些措施可以在實(shí)際中加以應(yīng)用,以提高高爐設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)水平:(1)增大冷卻水量,提高水流速度,加大冷卻強(qiáng)度;(2)抑制邊緣煤氣流,發(fā)展中心,控制十字測溫,使邊緣煤氣溫度不大于100℃;(3)采用有效的爐外噴淋措施,保持合理的爐外冷卻,減少溫度場發(fā)生的變化,避免爐皮燒紅;(4)根據(jù)風(fēng)壓調(diào)整水量,以達(dá)到對冷卻壁的養(yǎng)護(hù);(5)嚴(yán)格控制軟水溫度。軟水進(jìn)水溫度嚴(yán)格控制在40士2℃,相對提高冷卻強(qiáng)度,減少冷卻壁峰值熱流時(shí)的損壞幾率,保證脫氣罐、膨脹罐工作正常,減少水中溶解氧對水管的腐蝕,延長冷卻壁壽命;(6)穩(wěn)定爐溫,減小溫度波動(dòng)幅度與頻率,降低對冷卻壁的熱震;保持堿度穩(wěn)定,防止軟熔帶的波動(dòng);杜絕集中加硅石和集中加焦操作,避免影響造渣制度和減少爐溫波動(dòng);(7)日常操作中,穩(wěn)定造渣制度與熱制度,形成合理的軟熔帶,是維護(hù)冷卻壁完好的基本措施;(8)發(fā)揮多環(huán)布料作用,開放中心氣流,兼顧邊緣氣流,是實(shí)現(xiàn)冷卻壁安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要手段;
3、氧氣爆炸氧槍系統(tǒng)是由氧槍、氧氣管網(wǎng)、水冷管網(wǎng)、高壓水泵房、一次儀表室、卷揚(yáng)及測控儀表等組成,如使用、維護(hù)不當(dāng),會(huì)發(fā)生燃爆事故。氧氣管網(wǎng)如有銹渣、脫脂不凈,容易發(fā)生氧氣爆炸事故氧槍中氧氣的壓力過低,可造成氧槍噴孔堵塞,引起高溫熔池產(chǎn)生的燃?xì)獾构嗷鼗鸲l(fā)生燃爆事故。4、煤氣中毒(1)轉(zhuǎn)爐煤氣極具毒性,若回收系統(tǒng)不嚴(yán)密發(fā)生泄露、檢修作業(yè)未可靠隔斷煤氣均可能發(fā)生煤氣中毒事故。(2)煉鋼場大量使用烘烤器、烘烤鋼包、中間包,若烘烤器熄火,煤氣泄露,或管道破損泄露煤氣,也可能發(fā)生煤氣中毒事故。
應(yīng)用焦炭、含鐵礦石(天然富塊礦及燒結(jié)礦和球團(tuán)礦)和熔劑(石灰石、白云石)在豎式反應(yīng)器——高爐內(nèi)連續(xù)生產(chǎn)液態(tài)生鐵的方法。它是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)?,F(xiàn)代高爐煉鐵是由古代豎爐煉鐵法改造、發(fā)展起來的。盡管世界各國研究開發(fā)了很多煉鐵方法,但由于此方法工藝相對簡單,產(chǎn)量大,勞動(dòng)生產(chǎn)率高,能耗低,故高爐煉鐵仍是現(xiàn)代煉鐵的主要方法,其產(chǎn)量占世界生鐵總產(chǎn)量的95%以上。鐵焦技術(shù)編輯鐵焦技術(shù)通過使用價(jià)格低廉的非黏結(jié)煤或微黏結(jié)煤用作生產(chǎn)原燃料進(jìn)行煤礦的生產(chǎn),將其與鐵礦粉混合,制成塊狀,用連續(xù)式爐進(jìn)行加熱干餾得到含三成鐵、七成焦的鐵焦 。再經(jīng)過專業(yè)設(shè)備加工,最后經(jīng)過冶煉就能得到與原始技術(shù)一樣的煉鐵成果。這一技術(shù)使用較高含量的鐵焦代替原始含量,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明會(huì)節(jié)省大量的焦與主焦煤,也通過這一試驗(yàn)說明鐵焦具有提高反應(yīng)速率的作用,證明了在高爐煉鐵中鐵焦含量至少可以達(dá)到 30%。這項(xiàng)技術(shù)正在日本的各個(gè)工廠進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn),而且取得了一定的成果。但是現(xiàn)階段技術(shù)還未完全成型,還需要大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完善。生物質(zhì)編輯生物質(zhì)指的是,動(dòng)物、植物、微生物通過新陳代謝產(chǎn)生的有機(jī)物,這種有機(jī)物很適合進(jìn)行熱解行為,并且可以碳化溫度來實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放量的減少,算是這一領(lǐng)域的新型能源之一。部分學(xué)者通過研究表明,生物質(zhì)和廢塑料很適合應(yīng)用在高爐煉鐵的某些工藝中,而且不需要額外的人、物力、財(cái)力的消耗。生物質(zhì)可以代替煤粉等還原劑進(jìn)行高爐噴吹。其相較于煤粉還有著一定的優(yōu)勢,例如可以控制二氧化碳的含量,還能提高原料的還原能力,并且使高爐恒溫帶的溫度降低,使氣體得到更好的利用。噴吹焦?fàn)t煤氣編輯因?yàn)榻範(fàn)t煤氣的主要成分是氫氣,含有一些其他的碳?xì)浠衔?。這樣一來就使得高爐煉鐵的能源更加清潔。而且它可以充當(dāng)良好的還原劑,不僅如此,還提高了碳?xì)湓氐睦寐?,降低了化石燃料的使用量,極大的促進(jìn)了節(jié)能減排的步伐。我國已經(jīng)建設(shè)了利用相關(guān)技術(shù)的工廠,并且進(jìn)行了試生產(chǎn),通過生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)顯示,對于燃料的需求量明顯降低,這就證明了焦?fàn)t煤氣在爐中起到了明顯的作用,調(diào)節(jié)了爐內(nèi)的工作環(huán)境,使高爐的生產(chǎn)得到了保證。噴吹廢塑料編輯這種技術(shù)在德國與日本早就投入到日常的生產(chǎn)之中,早在 1994年德國企業(yè)就在研究這一技術(shù),在 1995 年了研制出第一臺(tái)運(yùn)用這一技術(shù)的設(shè)備,并進(jìn)行了技術(shù)的完善,為這一技術(shù)投入使用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而日本則在利用廢舊塑料代替焦炭上面取得了一定成就,根據(jù)數(shù)據(jù)表明,利用廢舊塑料產(chǎn)生的能源有 80% 得到利用,這就表明其可以很好的代替原有材料進(jìn)行高爐煉鐵 綜合噴吹編輯高爐除塵灰指的是爐前出鐵時(shí)產(chǎn)生的粉塵和爐頂主皮帶料頭部放料的過程中產(chǎn)生的粉塵經(jīng)過一定比例的混合制成的,但由于這兩種粉塵的顆粒極為細(xì)小,很不利于收集,但通過設(shè)想就可得知如果將其收回并完美利用,就是最好的節(jié)能方式之一。這樣不僅可以使煤粉的燃燒效果得到提高,還能回收一部分浪費(fèi)的鐵元素,通過合理控制其添加量就能有效的提升產(chǎn)量,并且對本來的廢料進(jìn)行回收,充分的進(jìn)行了材料的利用,不僅有助于提高產(chǎn)量,還節(jié)省了一部分資金。技術(shù)優(yōu)化編輯粒煤噴吹技術(shù)高爐粒煤噴吹技術(shù)在國外已經(jīng)有很多年的歷史,例如在英、法、美都有大量應(yīng)用這一技術(shù)的廠區(qū)存在。在我國卻還沒有大量應(yīng)用,但通過事實(shí)證明這一技術(shù)也是可以進(jìn)行推廣的。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比該技術(shù)擁有幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),對比粉煤技術(shù),粒煤技術(shù)更加安全,不容易造成爆炸,而且在制造過程中也會(huì)更加節(jié)省能源。粒煤在理論上可以適用于各種技術(shù),這樣企業(yè)就可根據(jù)自身需要進(jìn)行選擇,而且在相同的效率前提下,粒煤的設(shè)備投資只有粉煤的三成。而且在使用中的成本也比較低,所以這一技術(shù)更值得推廣。合理配煤通過合理配煤,不僅可以減少資金消耗,還可以根據(jù)煤種的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整配比,使其性能達(dá)到最佳。要想降低能源方面的資金消耗的話就要將眼光放到一些產(chǎn)量高、價(jià)格低但性能并不是特別好的煤種上,例如褐煤,這種煤因?yàn)槊夯^低,導(dǎo)致含有水分較高,燃燒產(chǎn)生的熱量也較少,但其含有的硫元素較少,可磨性也很好,可以滿足高爐噴吹所需煤的要求,在生產(chǎn)中就可以適當(dāng)?shù)膽?yīng)用,通過科學(xué)的調(diào)整配比,就可以既降低資金的投入又可以減少含水量高帶來的不利影響。提高燃燒效率當(dāng)前情況下,高爐噴煤技術(shù)已經(jīng)比較熟練,這時(shí)考慮如何提高煤粉的燃燒效率就成為優(yōu)化技術(shù)的又一重要突破口。就噴入煤粉之后而言,煤粉在爐內(nèi)發(fā)生燃燒,那么如何提升燃燒速度是要重點(diǎn)考慮的,加入助燃劑和降低煤粉燃點(diǎn)都是比較好的辦法。其中加入助燃劑已經(jīng)處于研究之中的狀態(tài),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,加入適當(dāng)?shù)闹紕┛梢杂行У目s短煤粉的點(diǎn)燃時(shí)間,使煤粉的燃燒速率得到顯著提高。
轉(zhuǎn)爐汽化煙道(也稱為余熱鍋爐)是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要配套設(shè)備之一,該設(shè)備在工作時(shí)要最大限度地收集高溫?zé)煔?,承受最高的爐氣溫度與劇烈頻繁的溫度變化,同時(shí)工況最為惡劣,最容易粘結(jié)噴濺的鋼渣。一種煉鋼轉(zhuǎn)爐用汽化冷卻煙道,包括:活動(dòng)煙罩、爐口固定段煙道、中間段煙道和末段煙道,活動(dòng)煙罩置于轉(zhuǎn)爐上方,活動(dòng)煙罩、爐口固定段煙道、中間段煙道和末段煙道依次順序連接,其特征在于:活動(dòng)煙罩和爐口固定段煙道的上氣泡和下聯(lián)箱之間的循環(huán)水回路中增置一循環(huán)泵,爐口固定段煙道與中間段煙道之間采用膨脹節(jié)連接,中間段煙道與末段煙道連接處采用小直段斜彎管式連接結(jié)構(gòu),活動(dòng)煙罩和爐口固定段煙道內(nèi)表面涂有鎳-鉻涂層。本發(fā)明能使管內(nèi)水流動(dòng)始終保持充足、在煙道長度方向可以伸縮、能有效解決煙道平直段汽水分層問題和煙道內(nèi)表面粘渣和煙氣沖刷問題。