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氧槍是將高壓高純度氧氣以超音速速度吹入轉(zhuǎn)爐內(nèi)金屬熔池上方,并帶有高壓水冷卻保護(hù)系統(tǒng)的管狀設(shè)備。又叫噴槍。它是氧氣頂吹煉鋼的重要設(shè)備。在吹煉過程中,氧槍不但要承受火點2500℃左右的高溫區(qū)的熱輻射,還要承受鋼和渣激烈的沖刷,工作條件十分惡劣。因此氧槍要有牢固的金屬結(jié)構(gòu)和強(qiáng)水冷系統(tǒng),以保證它能耐受高溫、抗沖刷侵蝕和抵抗振動。氧槍最先應(yīng)用于平爐煉鋼爐頂吹氧,1952年氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法問世,氧槍成為它的關(guān)鍵設(shè)備。此后,氧槍的應(yīng)用范圍又?jǐn)U大到電弧爐和鋼包精煉爐等領(lǐng)域;功能也從單一噴吹氧氣發(fā)展到兼能噴吹造渣粉劑、燃燒粉劑的復(fù)合氧槍以及具有二次燃燒功能的分流式或雙流式多層氧槍。氧槍對吹煉的影響作用是通過氧氣射流流股與熔池的相互作用來實現(xiàn)的,而這種作用主要取決于射流到達(dá)熔池表面時的速度大小及其分布,因此氧槍噴頭的各項工藝參數(shù)的尋優(yōu)與結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計非常重要。應(yīng)用領(lǐng)域:氧槍主要應(yīng)用在鋼鐵行業(yè)、冶金行業(yè)等。氧槍,是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼中的主要工藝設(shè)備之一,其性能特征直接影響到冶煉效果和吹煉時間,從而影響到鋼材的質(zhì)量和產(chǎn)量。
氧槍的結(jié)構(gòu)及性能在很大程度上決定著氧氣煉鋼的效果。特別是對于頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過程,氧槍起著主導(dǎo)全局的作用。鐵嶺轉(zhuǎn)爐爐底它支配著氧氣射流與熔池的接觸面積、氧氣射流的穿透深度、熔池的攪拌狀態(tài)、元素的氧化程度、熔池的升溫速度、渣中氧化鐵含量等重要工藝因素,因而對化渣、噴濺、雜質(zhì)的去除、轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制以及各項煉鋼技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都起著重要作用。氧槍由噴頭、槍身和槍尾三部分構(gòu)成。噴頭由工業(yè)純銅制造,是氧槍的最重要的部分。是幾種噴頭的結(jié)構(gòu),a、b、c為氧氣轉(zhuǎn)爐用噴頭,高壓氧(0.6~1.0MPa)由內(nèi)管供入,在噴頭處分流進(jìn)入若干個先收縮后擴(kuò)張的拉瓦爾型噴嘴,一般中小轉(zhuǎn)爐采用3個噴嘴,稱為三孔噴頭,大爐子(100t以上)用4~6個噴嘴。為了使煉鋼產(chǎn)生的CO氣在爐內(nèi)燃燒成CO2(二次燃燒)的比例增大,需應(yīng)用雙流噴頭或分流噴頭。雙流噴頭有利于主氧流和副氧流比值的調(diào)節(jié),但要在槍身處增加一層副氧流道。平爐和電弧爐所用噴頭,氧氣沿內(nèi)管和中管間的空隙流入,噴嘴為直圓筒形,但孔數(shù)較多,而且和中心線的夾角也大得多。槍身為3根(雙流氧槍為4根)同心的無縫鋼管,下端連接噴頭,上端和槍尾相連。槍尾包括供氧、進(jìn)水和排水支管及連接法蘭和密封膠圈,通過槍尾和車間的氧氣管網(wǎng)和高壓水管網(wǎng)相連接。
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(dǎo)致煙道冷卻水外溢。1、高溫沖蝕腐蝕:熱水冷卻煙道隨著環(huán)境溫度增加,金屬表而產(chǎn)生的氧化皮膜會逐漸變厚,氧化皮膜與基材間的結(jié)合強(qiáng)度會更高,足以抵抗隨后的磨粒沖擊,當(dāng)達(dá)到臨界溫度(570攝氏度)后,這時材料進(jìn)人沖蝕氧化破壞區(qū)。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(guān)的常數(shù)可從0.8 變化到7,這與高溫下氧化或腐蝕產(chǎn)物的皮層塑性增加有較大關(guān)系,致使管壁不斷減薄,導(dǎo)致爆管漏水。2、交變溫差:煙氣對管束產(chǎn)生橫向沖刷,一方面因溫差急劇變化導(dǎo)致管束出現(xiàn)高溫膨脹與降溫收縮,產(chǎn)生外部機(jī)械應(yīng)力,由于受余熱鍋爐與下部固定支座的制約。另一方面當(dāng)管束出現(xiàn)漏水時,為迅速恢復(fù)生產(chǎn),則立即將管束內(nèi)高達(dá)近300攝氏度的熱冷卻水排出降到室溫,補(bǔ)焊后再補(bǔ)水。因此管束應(yīng)力無法消除,極易產(chǎn)生疲勞脆化,最終出現(xiàn)橫向裂紋。3、焊縫開裂漏水形成粘結(jié)性爐膛:為確保煙氣收集質(zhì)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(dāng)?shù)?,?dǎo)致管壁局部變薄,同時滿焊過程中管束將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力,在應(yīng)力釋放時會對管壁產(chǎn)生變形出現(xiàn)裂紋,導(dǎo)致漏水。因此,當(dāng)煙道(此外還包括吹氧管、下料孔煙道、水冷爐口等)出現(xiàn)漏水時,外溢的水在高溫下迅速形成霧氣與冷卻高溫?zé)焿m,形成粘結(jié)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(zhuǎn)爐冶煉任務(wù)繁重,操作中為多產(chǎn)鋼而采取增大裝人量而減少爐容比,提高供氧強(qiáng)度,縮短供氧時間,導(dǎo)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(qiáng)制吹掃熾熱的紅渣,一方面高溫下管束表面開始氧化,出現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)冶煉時產(chǎn)生的煙氣量大于系統(tǒng)抽出量,致使煙氣外溢嚴(yán)重,部分粘附性較強(qiáng)的渣就粘附在管束上,非正常的轉(zhuǎn)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(xiàn)扁形或爐膛過小等將會出現(xiàn)爐渣外溢嚴(yán)重時還夾帶金屬,粘附在水冷爐口上,導(dǎo)致爐口直徑變小,在風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制抽力作用下,高溫?zé)煹缼Ы饘俚脑M(jìn)入各區(qū),堵塞煙道。
【中國環(huán)保在線 應(yīng)用方案】為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國大氣污染防治法》,推動大氣污染防治領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步,滿足污染治理對先進(jìn)技術(shù)的需求,生態(tài)環(huán)境部編制并發(fā)布了2018年《國家先進(jìn)污染防治技術(shù)目錄(大氣污染防治領(lǐng)域)》(生態(tài)環(huán)境部公告2018年第76號)(簡稱《目錄》)。在生態(tài)環(huán)境部指導(dǎo)下,中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會具體承擔(dān)《目錄》的項目篩選和編制工作。為便于各相關(guān)方使用《目錄》,中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會配套編制了《目錄》典型應(yīng)用案例,將陸續(xù)在微信平臺上發(fā)布。所有案例均來自目錄入選項目的申報材料,案例內(nèi)容經(jīng)業(yè)主單位和申報單位蓋章確認(rèn)。技術(shù)概要工藝路線轉(zhuǎn)爐一次煙氣經(jīng)濕法洗滌除塵后進(jìn)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(lián)形式的復(fù)合除塵系統(tǒng)。濕式電除塵極板上收集的粉塵經(jīng)水沖洗后送至水處理廠處理。主要技術(shù)指標(biāo)出口顆粒物濃度可<20mg/m3。技術(shù)特點濕法洗滌結(jié)合濕式電除塵,大幅提高轉(zhuǎn)爐煙氣除塵效率。適用范圍鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)爐一次煙氣除塵。工藝流程轉(zhuǎn)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(fēng)機(jī)。如果煙氣中一氧化碳含量未達(dá)到20%,將通過煙囪排放到環(huán)境中,如果含量達(dá)到20%,將回收到煤氣柜中。除塵系統(tǒng)有三條管道,即定期沖洗系統(tǒng)管道、連續(xù)霧化系統(tǒng)管道和污水回流系統(tǒng)管道。在出鋼結(jié)束后,風(fēng)機(jī)抽拉的煙氣為環(huán)境空氣,二文位置不再需要使用更多的濁環(huán)水,可以均出多余濁環(huán)水對極線極板進(jìn)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(huán)水,24h持續(xù)噴霧,具有調(diào)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(shù)極距400mm,運行壓力損失≤300Pa,設(shè)計電負(fù)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(huán)水(霧化水)2m3/h,24h使用。濁環(huán)水(沖洗水)35m3/h,每冶煉周期使用約4min。濕式電除塵器設(shè)計參數(shù):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。