一种全程回收煤气的转炉冶炼设备与方法技术

本发明专利技术的一种全程回收煤气的转炉冶炼设备与方法，属于钢铁冶金领域。设备包括依次相连的转炉炉体、烟气蒸发冷却系统、除尘系统、烟气检测系统和煤气柜，还包括氧煤枪和喷煤控制系统，所述的氧煤枪深入转炉炉体内，所述的氧煤枪包括枪体，底部设有氧枪喷头和煤粉喷嘴，所述的氧煤枪枪体上部设有煤粉及载气管、氧气管、冷却水进水管和出水管，分别用于输送煤粉、输送氧气、冷却水进水和出水，枪体内部设有煤粉通道，氧气通道，冷却水进水通道和冷却水出水通道，煤粉及载气管与制粉及喷吹系统连接。该工艺与设备的综合使用能够实现全程回收煤气，且减少CO放散，设备运行平稳，大幅降低生产成本。成本。

A converter smelting equipment and method for full recovery of gas

【技术实现步骤摘要】
一种全程回收煤气的转炉冶炼设备与方法

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[0001]本专利技术属于钢铁冶金领域，特别涉及一种全程回收煤气的转炉冶炼设备与方法。

技术介绍
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[0002]转炉冶炼前期和后期放散煤气已经成为很多地区一氧化碳超标的最重要原因，既造成了大气污染，也浪费了大量能源。转炉冶炼前期由于熔池温度低，碳氧反应不激烈，炉气中一氧化碳含量低，且氧气含量高，出于安全因素，当氧气含量必须低于安全值时方可进行煤气回收。由于炉气中一氧化碳浓度相对低，且点燃处温度低，因此，基本无法实现点燃放散，导致这部分一氧化碳直接放散到大气中；到冶炼后期，由于钢水中碳含量逐渐降低，碳氧反应逐渐减弱，炉气中一氧化碳含量再次降低，氧气含量增加，因超过煤气回收安全限定值而无法回收煤气，仍然需要点燃放散。由于一氧化碳浓度低且点燃处温度低，一氧化碳无法点燃，只能直接放散。回收煤气的氧气含量一般控制在2％以下，近几年为了增加煤气回收量，很多钢厂已将回收煤气氧含量放宽到3％左右，尽管如此，以目前的冶炼回收煤气工艺，吨钢放散一氧化碳量仍然达20
‑
30Nm3左右。
[0003]武汉科技大学周建安教授采用气化冷却烟道喷煤工艺。由于气化烟道空间小，烟道温度低，辐射热强度差，喷煤量少，前期炉气温度低时，无法消耗掉炉气中氧，干馏出的挥发分裂解不充分，容易造成后部管道和除尘系统。产生干馏煤量少。

技术实现思路
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[0004]本专利技术的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种全程回收煤气的转炉冶炼设备与方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种全程回收煤气的转炉冶炼设备，包括依次相连的转炉炉体1、烟气蒸发冷却系统6、除尘系统7、烟气检测系统10和煤气柜11，还包括氧煤枪2和喷煤控制系统20，所述的氧煤枪2深入转炉炉体1内，所述的氧煤枪2包括枪体，底部设有氧枪喷头14和煤粉喷嘴15，所述的氧煤枪2枪体上部设有煤粉及载气管16、氧气管17、冷却水进水管18和出水管19，分别用于输送煤粉、输送氧气、冷却水进水和出水，枪体内部设有煤粉通道，氧气通道，冷却水进水通道和冷却水出水通道。煤粉及载气管16与制粉及喷吹系统连接。氧煤枪结构如附图2所示；
[0007]所述氧煤枪2连接喷煤控制系统20，控制煤粉喷吹速度；所述氧煤枪2下部为氧气喷头 14，在氧气喷头14上部设煤粉喷嘴15。所述的煤粉喷嘴15的喷吹方向与氧枪的夹角为60～120
°
，优选90
°
，以避免角度过度向下导致喷吹到渣面或钢液面，避免钢水增炭，同时避免角度过度向上，导致煤粉在炉内停留时间过短，煤粉干馏不充分，挥发分裂解时间不足。
[0008]所述的转炉炉口设有炉口炉气测温系统3，所述的炉口炉气测温系统3包括测温仪和信号传输导线，所述的炉口炉气测温系统3连接喷煤控制系统20，将测温信号送至喷煤控制系统。
[0009]所述的煤粉喷嘴15为带导槽耐磨陶瓷喷嘴，喷吹的煤粉实现旋转分散喷出，以强化喷出的煤粉分散便于加热快速干馏。
[0010]所述的氧枪喷头14的喷孔为3～8孔，煤粉喷嘴15的喷孔为3～8孔，喷孔均匀布置，以实现将氧气与喷粉均匀喷入炉内四周。
[0011]所述的转炉炉体1上方设有集气罩4，所述的集气罩4为可升降炉气收集罩，能够阻止空气进入，当氧煤枪2落下吹氧喷煤时，集气罩4降到最低处，阻止空气进入。
[0012]除尘系统7出口设有引风机8，在引风机8后并联设有煤气柜11和烟囱9，烟囱9入口设有第一阀门12，煤气柜入口管道上设有煤气检测系统10，煤气柜入口与煤气检测系统10 之间管道上设有第二阀门13。
[0013]所述的汽化冷却烟道余热回收系统5和后部的烟气蒸发冷却系统6都是原有新建转炉采用的设备，本技术不涉及这部分系统。
[0014]所述的除尘系统7为二级除尘系统，包括串联的两组除尘器，以减轻因喷吹煤粉增加的除尘压力，回收部分大颗粒粉尘。
[0015]由于喷煤和增加粗除尘，系统阻力增加，所述的引风机8根据系统阻力，选择性更换或调整风页，保证引风能力。
[0016]一种全程回收煤气的转炉冶炼方法，采用上述设备，包括以下步骤：
[0017](1)转炉冶炼中包括前期、中期与后期，转炉冶炼前期向熔池内加入废钢与造渣料，向熔池内喷吹氧气同时喷吹煤粉，煤粉被干馏，干馏出的挥发分被高温裂解成短链易燃气体，这些易燃气体会迅速与炉气中氧气燃烧，消耗降低炉气中氧气浓度，使炉气中的氧气含量进入安全可回收值，启动回收炉气，减少或避免CO放散逃逸；其中，所述的煤粉喷吹量控制过程如下：
[0018]①
控制转炉炉气温度，保证炉口炉气温度高于1000℃；避免挥发分裂解不充分，造成后部管道冷凝结构，糊堵管道或影响除尘器正常工作；
[0019]②
炉气中氧含量，喷吹煤粉保证炉气中氧含量在安全科回收值范围内，其中，氧含量高时，需要多喷吹煤粉，同时保证炉口炉气温度不低于1000℃；具体喷吹量和煤粉的挥发分有关，挥发分越高的煤粉，需要的喷吹量就越少，反之就越多；因此，在选择喷吹煤粉时，要考虑这个因素；尤其是冶炼前期，炉温较低，这个因素必须考虑，特别是低温出钢的企业。此时可以考虑采用天然气或者焦炉煤气做载气，加大载气量，减少煤粉量，待炉温升高后再切换回高炉煤气做载气；
[0020](2)冶炼中期时，炉气中氧含量进入安全可回收浓度，根据生产需要选择性进行煤粉喷吹，其中，如不是想多获得干馏煤或者煤气，则停止喷吹煤粉；如果想利用转炉烟气余热，多生产干馏煤粉或煤气，则继续喷吹煤粉，并保证炉口炉气温度不低于1000℃；
[0021](3)冶炼后期时，钢水中炭含量逐渐降低，冶炼产生的煤气越来越少，炉气中氧含量逐渐增加，当炉气中氧含量增加到接近安全临界值时，启动喷煤，至炉气中氧气含量进入安全可回收浓度，同时保证炉口温度不得低于1000℃，由于后期炉温较高，受控制基本取决于炉气中氧气含量；如果想更多获得干馏煤或者煤气的，受控于炉口炉气温度；转炉吹氧结束后停止喷吹煤粉。
[0022]所述的步骤(1)中，煤粉被干馏，获得干馏炭与挥发分，干馏出的挥发分被迅速裂解，获得裂解产物，所述的裂解产物中包括氢气与各种短链易燃气，不再含有长链苯萘芬焦
油类物质；裂解产物更易与过剩氧气反应，大部分过剩氧气与裂解产物反应，同时降低生成煤气中氧气质量浓度。
[0023]所述的步骤(1)中，经检测，生成煤气中氧气质量浓度≤2％，实现安全回收，避免向大气放散。
[0024]所述的步骤(1)中，冶炼前期炉内温度低，不易过多喷吹煤粉，要保证炉口排烟温度高于 1000℃，煤粉喷入量控制目的在于保证煤气中氧气质量浓度达到煤气回收标准，煤气含氧量进入安全值后可以停止喷煤；当需要回收更多的煤气或干馏煤粉，则继续喷吹煤粉。
[0025]所述的步骤(3)中，转炉冶炼过程中，生成煤气同时产生炼钢粉尘，所述的炼钢粉尘与干馏煤粉一并经气化烟道余热回收系统进行余热回收，烟气蒸发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全程回收煤气的转炉冶炼设备，其特征在于，包括依次相连的转炉炉体、烟气蒸发冷却系统、除尘系统、烟气检测系统和煤气柜，还包括氧煤枪和喷煤控制系统，所述的氧煤枪深入转炉炉体内，所述的氧煤枪包括枪体，底部设有氧枪喷头和煤粉喷嘴，所述的氧煤枪枪体上部设有煤粉及载气管、氧气管、冷却水进水管和出水管，分别用于输送煤粉、输送氧气、冷却水进水和出水，枪体内部设有煤粉通道，氧气通道，冷却水进水通道和冷却水出水通道，煤粉及载气管与制粉及喷吹系统连接。2.根据权利要求1所述的一种全程回收煤气的转炉冶炼设备，其特征在于，所述氧煤枪连接喷煤控制系统；所述氧煤枪下部为氧气喷头，在氧气喷头上部设煤粉喷嘴，所述的煤粉喷嘴的喷吹方向与氧枪的夹角为60～120
°
。3.根据权利要求1所述的一种全程回收煤气的转炉冶炼设备，其特征在于，所述的转炉炉口设有炉口炉气测温系统，所述的炉口炉气测温系统包括测温仪和信号传输导线，所述的炉口炉气测温系统连接喷煤控制系统，将测温信号送至喷煤控制系统。4.根据权利要求1所述的一种全程回收煤气的转炉冶炼设备，其特征在于，所述的煤粉喷嘴为带导槽耐磨陶瓷喷嘴，喷吹的煤粉实现旋转分散喷出，以强化喷出的煤粉分散便于加热快速干馏；所述的氧枪喷头的喷孔为3～8孔，煤粉喷嘴的喷孔为3～8孔，喷孔均匀布置，以实现将氧气与喷粉均匀喷入炉内四周。5.根据权利要求1所述的一种全程回收煤气的转炉冶炼设备，其特征在于，所述的转炉炉体上方设有集气罩，所述的集气罩为可升降炉气收集罩，能够阻止空气进入，当氧煤枪落下吹氧喷煤时，集气罩降到最低处，阻止空气进入。6.根据权利要求1所述的一种全程回收煤气的转炉冶炼设备，其特征在于，除尘系统7出口设有引风机，在引风机后并联设有煤气柜和烟囱，烟囱入口设有第一阀门，煤气柜入口管道上设有煤气检测系统，煤气柜入口与煤气检测系统之间管道上设有第二阀门；所述的除尘系统为二级除尘系统，包括串联的两组除尘器。7.一种全程回收煤气的转炉冶炼方法，采用权利要求1所述的转炉冶炼设备，包括以下步骤：(1)转炉冶炼中包括前期、中期与后期，转炉冶炼前期向熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙中强，张庆鹏，
申请(专利权)人：沈阳东大山汇环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：