中频炉冶炼烟气捕集方式的探讨

1中频炉冶炼烟气捕集方式的探讨朱国庆摘要：介绍了一种全新的中频炉冶炼烟气捕集设计思路关键词：中频炉、烟气治理、伞形罩、风楼罩、移动罩一、问题的提出尽管国家相关部门及各地方政府已将“中频炉等生产的地条钢、钢锭或连铸坯，及以其为原料生产的钢材产品”列入淘汰类行业目录，但因其冶炼成本低廉而受到许多钢厂（主要是私营小型钢厂）的追捧，而且很多厂家已在中频炉炼钢后加上了精炼这一环节，钢材质量比过去提高了很多。现在的趋势是中频炉的冶炼容量越做越大，近年中频炉生产厂家生意红火就是一个明证。既然在近期内还无法彻底淘汰掉中频炉，那么治理中频炉冶炼时产生的烟气的问题就必须要得到足够的重视，至少在其关闭之前仍在使用的时候必须对其产生的烟气进行治理（至于中频炉钢的产品质量问题，属于另一个讨论的课题了）。二、中频炉烟气的特点和产尘量一般采用中频炉炼钢的钢厂多是一些规模不大、技术相对落后的小企业，他们组织到的原材料大多是轻废钢，非金属成份太多，导致加料时产生的烟气量很大。所以，中频炉的冶炼烟气成份复杂、含尘量高。中频炉出钢时因为钢水对受钢包的冲击，钢水中分子之间的撞击、化学反应而产生大量烟气是和电炉相类似的。但和电炉炼钢相比，2因中频炉冶炼工艺的原因，决定了其烟气温度稍低、烟气的热抬升力不强的特点。中频炉冶炼一吨钢的产尘量约800立方米，其中40~50%的烟气来自冶炼阶段，50~60%来自加料和出钢阶段。按一台40吨的中频炉来计算，其产尘量约为32000立方米，如果一个半小时冶炼一炉钢的话，则一台40吨中频炉一天约产生512000立方米的烟气。这将会对当地的大气造成极大的污染。三、国内中频炉烟气治理现状很多年以来，国内对中频炉冶炼时产生的烟气主要是采用伞形罩来捕集的。部份钢厂在伞形罩的基础上增设了风楼罩。伞形罩多设置成低悬罩，其捕集烟气的效率很高，且需要的风量也不大，捕集的成本较低，很受一些企业的青睐。但问题是伞形罩只能捕集中频炉在冶炼时的烟气，而这一部份的烟气量还不到总烟气量的50%。中频炉炼钢时产生烟气较大的时候是加料和出钢时，约占到总烟气量的50~60%，这部份烟气迷散在车间内，并通过厂房漏空处向厂房外飘出，在厂房外形成一大片黄烟。如果这部份烟气没有得到有效捕集，那谈中频炉的烟气捕集就没有多大意义了。也正因为如此，一些钢厂在利用伞形罩捕集中频炉烟气的基础上增加了风楼罩。增加风楼罩的目的是：利用设置在厂房顶部的捕集口来捕集中频炉加料和出钢时没有被伞形罩捕集到的烟气。风楼罩的设置在一定程度上减少了烟气的外排，增加了车间换气速度。但由于风楼罩吸口距离中频炉产尘点的距离较远、中频炉烟气的热抬升力不强、且厂房的密闭性不够好，如果仅配置几十万风量的3话，其效果并不显著。真正要让风楼罩捕集加料和出钢时的烟气并达标的话，需配置很大的抽风量，其除尘成本将会很高，故其很难有推广价值。我们曾为广东一家钢厂的风楼罩配置了60万立方米/小时的风量，但效果并不显著。四、中频炉移动式捕集罩工艺技术介绍那么该如何捕集中频炉冶炼时产生的烟气呢？我们在捕集电炉冶炼烟气方面是有着很丰富的成功经验的，能不能借鉴电炉半密闭移动罩的成功经验设计中频炉烟气捕集罩呢？通过长期的摸索，我们终于从捕集电炉冶炼烟气的捕集罩的结构上受到了启发，再经过反复论证、设计、再论证、再设计，在业主方的配合下，一台专门用于捕集中频炉冶炼产生的烟气的移动式捕集罩终于试制成功了。由于加料、冶炼、出钢都在捕集罩内完成的，所以其烟气捕集是全过程的。从这一点来说，这个捕集罩的捕集效果要比电炉半密闭罩还要好，因为电炉半密闭罩在加料和出钢时是要开启移动罩的。中频炉移动式捕集罩的外形结构如下图所示（设计计算略）。中频炉移动式捕集罩外形结构示意图4中频炉移动式捕集罩的特点：1、实现加料、冶炼、出钢全过程烟气捕集；2、利用烟气热抬升原理，诱导捕集。需要的抽风风量小，符合节能要求；3、实现捕集率≥98％以上；4、捕集罩与炉体完全独立且操作空间大，不影响工人的视线和操作；5、不影响检修炉体设备和更换炉衬。五、中频炉除尘系统设计要点中频炉除尘系统设计时需要注意以下几点：1、必须注意捕集罩的宽度和高度方面的尺寸，避免中频炉出钢时炉体翻板与罩体相碰；2、捕集罩要有一定的容积和配置适当的风量，确保烟气捕集效果；3、捕集罩要有一定的结构强度和刚度，确保捕集罩的移动稳定性；4、中频炉烟气较粘，所以对除尘器的过滤面积和阻力要把握得准；5、除尘器灰斗里的灰必须及时清理，不能留太长时间，以免因烟灰自燃而烧损布袋。六、结语中频炉移动式捕集罩的研制成功，颠覆了中频炉冶炼烟气收集的老框框，开拓了一个全新的设计思路。从第一座移动式捕集罩试制成功到现在的近一年的时间里，我们已陆续设计、制造了十多座四十吨以上的中频炉移动式捕集罩，而且根据各厂家设备的布置的不同、加料方式的不同和出钢方式的不同，衍生出了多种型式的捕集罩，其捕集效果都十分显著，受到了用户的好评。