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轉爐汽化煙道(也稱為余熱鍋爐)是轉爐煉鋼的主要配套設備之一,該設備在工作時要最大限度地收集高溫煙氣,承受最高的爐氣溫度與劇烈頻繁的溫度變化,同時工況最為惡劣,最容易粘結噴濺的鋼渣。一種煉鋼轉爐用汽化冷卻煙道,包括:活動煙罩、爐口固定段煙道、中間段煙道和末段煙道,活動煙罩置于轉爐上方,活動煙罩、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:活動煙罩和爐口固定段煙道的上氣泡和下聯箱之間的循環水回路中增置一循環泵,爐口固定段煙道與中間段煙道之間采用膨脹節連接,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構,活動煙罩和爐口固定段煙道內表面涂有鎳-鉻涂層。本發明能使管內水流動始終保持充足、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表面粘渣和煙氣沖刷問題。
冷卻煙道主要技術方案是在管道的外壁安裝散熱翅片,在管道外套接外套管,在外套管的一端利用風管連接軸流風機,在外套管的另一端設置排氣口。所述風管以傾斜狀與外套管連接,風管的出口面對外套管上安裝有排氣口的一端。在外套管上連接噴嘴組件,噴嘴組件中的噴嘴面向外套管與管道間的空腔,噴嘴組件利用接管與供水管連接。轉爐汽化冷卻煙道,包括位于轉爐爐口上方的活動煙罩,活動煙罩上部與爐口固定段煙道下部相連接,爐口固定段煙道上部與中間段煙道下部通過密封伸縮連接裝置相連接,中間段煙道上部與末端煙道相連接,爐口固定段煙道與中間段煙道之間存在安裝間隙,安裝間隙中設置有環形水箱,環形水箱上設置有進水管和出水管。上述的轉爐汽化冷卻煙道中設置了能遮擋爐口固定段煙道和中間段煙道之間安裝間隙的環形水箱,使熾熱紅渣不易進入由爐口固定段煙道、中間段煙道、密封伸縮連接裝置圍成的腔室中結渣。
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點)冷卻鋼鐵冶金設備并吸收大量的熱量從而產生蒸汽的裝置。其工作過程是,高溫煙氣通過汽化器(汽化煙道壁面),煙氣與汽化器存在著較大的溫差,發生熱傳遞, 高溫煙氣將自身的熱量傳遞給受熱面,同時自身溫度降低。受熱面另一側蒸發管中的水吸收煙氣熱量部分被蒸發,并在蒸發管內形成了汽水混合物。由于水蒸氣的密度相對與水較小,在壓強的作用下蒸氣在蒸發管內上升,通過上升管最終進入汽包,經過汽水分離,水蒸氣從汽包引出進入蓄熱器存儲,最后送入蒸汽管網供生產生活使用。同時水下降到蒸發管底部重新進入到汽化器的下聯箱內,補充的水供給蒸發管內繼續蒸發使用。如此反復循環,不斷冷卻高溫煙氣,產生蒸氣。優點(1)采用水冷卻時,一般用工業水,由于其硬度較高,所以管道易結垢, 結垢后傳熱系數變小,影響傳熱效果,同時使部分管道發生過熱燒壞。當采用汽化冷卻時,一般用軟水可以避免結垢,從而可延長水冷管的使用壽命,減小檢修的工作量。(2)用工業水冷卻時,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,不但達到冷卻了煙氣的目的,而且可以產生蒸氣回收大量熱能供生產、生活方面使用,如果蒸氣質量較好甚至可以用來發電, 極大的降低了煉鋼成本,有效的降低了能耗。同時也是貫徹治理三廢,綜合利用這一政策的部分措施。(3)從經濟的角度來看,汽化冷卻省水省電,綜合投資費用較少,而且返本較水冷快。
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。
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。。
從國內外氧氣轉爐煉鋼科技創新的發展趨勢來看,以下幾個方面值得重點關注。3.1、節能環保技術的發展鋼鐵生產的技術進步必須與環境協調發展。重點研發各種工藝條件下優化“負能煉鋼”的工藝與裝備技術,必須采用各種綜合節能技術,實現“負能煉鋼”。雖然轉爐煉鋼是當代鋼鐵生產中耗能最少,混鐵爐托輥專業廠家玉林且是唯一可以實現總能耗為“負值”的工序,但進一步降低工序能耗和物耗,更加高效地實現能源轉換和回收,更加有效地利用二次能源,開發低溫余熱回收利用新途徑等許多問題還要進行深入研究和優化。主要思路有:1)流程優化應成為煉鋼廠進一步節能的重點流程優化主要體現在緊湊、高效、自控三個方面。流程功能的解析、優化重組,實現轉爐煉鋼生產的緊湊化,即工序時間的最小化、銜接最優化,這是最有效的節能措施;高效化是轉爐煉鋼節能的重要措施;自動化是轉爐煉鋼節能的重要保證2)優化節能技術提高煉鋼能源轉換效率煙氣能量的高效轉換及回收利用;連鑄坯熱送熱裝是銜接煉鋼、軋鋼兩大工序的重要節能措施;爐渣余熱回收和利用;冷卻水余熱回收利用技術是轉爐煉鋼廠進一步提高能源轉換與利用效率的難題。3)進一步挖掘煉鋼工序的節能潛力加大全過程保溫措施是轉爐鋼廠節能的重要基礎;以穩定的工藝操作,實現全廠低溫制度的運行,有效地節能降耗;混鐵爐托輥廠家專業玉林在全鋼鐵企業能源高效轉換利用和構建能量流網絡以及優化的總體思路下,研究轉爐煉鋼廠進一步節能降耗的新措施。