【技术实现步骤摘要】
一、本专利技术属于炼钢，主要提供一种铁水“三脱”(脱硅、脱磷和脱硫)预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术。其特点是充分回收利用脱硅、脱磷和伴随的脱碳反应中被炉气带出的物理热和化学潜热，实现“负能”铁水预处理；同时净化烟气，达到国家超低排放的要求。
技术介绍
0、二、
技术介绍
1、炼钢是一种用氧化方法去除钢中硫、磷、硅、碳等杂质的工艺方法。炼钢过程中杂质氧化生成的热量，部分用于冶炼升温，而大部分随反应生成的炉气逸出。如何回收和利用炉气中的物理和化学潜热，是炼钢生产的重要任务。
2、转炉是以铁水作为主原料的炼钢方法，脱碳是主要反应，大量生成以 co为主的炉气。因此，转炉多采用未燃法回收煤气，如图1、2所示。通过调节水冷活动烟罩与炉口的间隙，控制炉口微差压避免炉口大量吸入空气，降低烟气中co含量。再利用汽化冷却烟道，回收烟气中的物理热，生产蒸汽，同时回收高浓度co的转炉煤气。烟气净化分为湿法和干法两种：湿法采用文丘里管(一文、二文)降温除尘；干法采用蒸发冷却塔和静电除尘器降温、除尘。
3、电炉以废钢作为主原料炼钢，熔化废钢是重要功能，去除杂质仅作为辅助操作，熔池脱碳量小，炉气中co含量低。一般采用全燃烧法回收烟气物理热，并采用干法进行烟气净化，如图3。近几年，不少电炉开始采用在线预热废钢回收烟气物理热。为提高电炉生产效率，缩短冶炼周期，一些电炉采用铁水+废钢混合冶炼工艺，随铁水比提高，炉气中co含量迅速增加。电炉仍采用燃烧法需要大量氧气，不仅使燃烧空气量大增，烟气温度升高。增加了除尘、管道
4、目前，铁水预处理工艺分为铁水脱硫预处理和铁水“三脱”预处理两大类。铁水脱硫预处理为还原吸热反应，通常不配备专门的烟气余热回收与净化处理系统。而国内、外少数钢厂采用脱硫后铁水兑入转炉进行脱硅、脱磷的“三脱”预处理工艺，称为脱磷转炉。仍沿用转炉未燃法煤气回收系统。因脱碳速度较低，无法实现煤气回收，仅利用汽化冷却烟道回收部分蒸汽，无法实现“负能铁水预处理”的工艺目标。
技术实现思路
0、三、
技术实现思路
1、本专利技术提供一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术。其特点是充分回收利用铁水“三脱”预处理过程中氧化脱硅、脱磷和伴随发生的脱碳反应热中被炉气带走的物理热和化学热，实现“负能铁水预处理”。同时，对烟气进行除尘净化处理的工艺方法和系统设备。
2、铁水“三脱”预处理工艺的主要冶金功能是提高铁水纯净度，采用氧化与还原的精炼方法去除铁水中硅、硫、磷、锰、钛等杂质，因此要严格控制熔池的脱碳速度在0.1～0.2％/min之间，推荐平均脱碳速度vc＝0.125％/min。根据vc可计算平均炉气量为：q炉＝g1×vc·ws(nm3/h)，式中：ws为“三脱”炉总装入量。g1为经验常数，波动在1000～1200间，推荐g1取1120。
3、烟气余热回收系统采用燃烧法回收蒸汽。为保证炉气充分燃烧，控制燃烧空气过剩系数f空＝1.5～2.0，推荐f空＝1.7。实际烟气量为：q烟＝g2×q 炉×f空(nm3/h)。g2为经验常数，波动在2.5～3.0间，推荐取2.72。
4、水冷活动烟道安装在炉体上方锥帽处，可随炉体前、后摇动。当炉体处于吹炼位置时，炉体活动烟道与固定烟道对中联接。固定烟道前端设有一段水平移动的水冷烟道，通过气缸前后运动，控制固定烟道与炉体活动烟道间的间隙，调整冷空气吸入量。整个吹炼过程，控制进口烟气温度在 1100～1400℃间。当烟气温度高于1400℃时，应增加间隙，扩大冷空气吸入量，降低烟气温度；当烟气温度低于1100℃时，应缩小间隙或通过调频风机减小抽风量。烟气温度在正常范围内，若烟气中co含量≥2％，也需调节间隙，增加冷空气吸入量，保证co充分燃烧。
5、烟气余热回收系统由两部分构成：一是以辐射换热为主的烟道式防爆型余热锅炉，主要回收高温区900～1400℃的烟气余热；二是以对流和热传导为主的列管式余热锅炉，回收200～900℃的烟气余热。
6、烟道式防爆余热锅炉，受厂房高度限制，可分为1#和2#两段管式防爆余热锅炉，中间用防爆型燃烧沉降室连接。沉降室具有两个功能，一是降低流速，使大颗粒烟尘沉降，具备连续(或间接)排渣功能；二是配有空气喷射装置，将烟气中剩余co进一步燃烧，控制烟气中co含量<2％成为安全烟气。1#烟道式余热锅炉包括固定斜烟道、弯头和下降段烟道至沉降室； 2#烟道式余热锅炉从沉降室向上至屋顶水平保温烟道为止。
7、汽化冷却后的烟道经水平保温烟道与列管式余热锅炉连接。根据厂房布置特点，可选择立式或卧式余热锅炉，结构形式与常规列管式余热锅炉相同，包括蒸发器、省煤器、除氧器、水箱和水泵等设备。
8、1#、2#烟道式余热锅炉和列管式余热锅炉可共用一个汽水分离器及相应的软水供应系统。若二者相距较远，也可以各自单独配备。
9、采用以下措施保证系统安全稳定运行：
10、(1)控制烟气入口和过程温度：在固定烟道入口、2#汽化冷却烟道末端和列管式余热锅炉入口处安装热电偶测温，通过调节活动烟道间隙与抽气量，控制入口烟道温度为1100～1400℃；在脱硫期及辅助作业时间内炉气量骤减，通过风机调节，减少吸风量，控制入口烟气温度在800～1100℃以内。
11、(2)严格控制烟气中co含量：2#管式汽化烟道出口处检测烟气成分，在正常烟气温度范围内通过控制活动烟道的间隙，增加抽风量燃烧co，降低其含量。当co>2％时，需启动沉降室燃烧系统，进一步加强co燃烧。
12、(3)设立安全防爆设施：即在1#汽化烟道顶部，燃烧沉降室，2#汽化烟道顶部和列管式余热锅炉顶部设立泄爆阀。
13、经列管式余热锅炉换热后排出的烟气温度<200℃，直接进入防爆型布袋除尘器进行粉尘过滤，使其排出的烟气粉尘含量≤10mg/nm3。布袋除尘器配有自动清灰和粉尘密闭输送等功能。
14、如图4、图5所示，本系统包括以下主体设备：安装在炉体锥帽中央的水冷活动烟道1，可水平移动调节烟道间隙的水冷固定烟道2，1#烟道式防爆余热锅炉3，防爆式燃烧沉降室4，2#烟道式防爆余热锅炉5，水平保温管道6，列管式余热锅炉7，联接管道8，布袋除尘器9，风机10，放散烟囱11，汽包12，软水供应与控制系统13，水泵14等。
15、本专利技术的操作步骤为：
16、步骤一：炉体倾斜至兑铁水和加压废钢位置，进行装料；
17、步骤二：开始吹炼，烟气余热回收及净化系统开始工作；
18、步骤三：完成吹氧进行喷粉脱硫期，产气量降低，应减小风机风量；
19、步骤四：脱硫结束开始出钢，根据入口烟气温度适当调节抽风量。
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1.本专利技术提供一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，其特点是充分回收利用铁水“三脱”预处理过程中氧化脱硅、脱磷和伴随发生的脱碳反应热中被炉气带走的物理热和化学热，实现“负能铁水预处理”，同时，对烟气进行除尘净化处理。
2.根据权利要求1所描述一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，其特征在于，应严格控制熔池平均脱碳速度VC为0.1～0.2％/min，推荐取0.125％/min；平均炉气量为：Q炉＝G1×VC·Ws(Nm3/h)，式中：Ws为“三脱”炉总装入量；G1为经验常数，波动在1000～1200间，推荐1120。
3.根据权利要求1和2所述的一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，其特征在于，烟气余热回收装置采用燃烧法回收蒸汽，控制燃烧空气过剩系数f空＝1.5～2.0，推荐f空＝1.7。实际烟气量为：Q烟＝G2×Q炉×f空(Nm3/h)。G2为经验常数，波动在2.5～3.0间，推荐取2.72。
4.根据权利要求1～3所述的一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净
5.根据权利要求4所述的一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，其设备系统特征在于，水冷活动烟道安装在炉体上方锥帽处，可随炉体前、后摇动。当炉体处于吹炼位置时，炉体活动烟道与固定烟道对中联接。固定烟道前端设有一段水平移动烟道，可通过气缸或液压缸等传动设备前后运动，控制固定烟道与炉体活动烟道间的间隙，调整冷空气吸入量。
6.根据权利要求4所述的一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，其设备系统特征在于，烟气余热回收系统由两部分构成：一是以辐射换热为主的烟道式防爆型余热锅炉；二是以对流和热传导为主的列管式余热锅炉。
7.根据权利要求4所述的一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，其设备系统特征在于，烟道式防爆余热锅炉，受厂房高度限制，分为1#和2#两段管式防爆余热锅炉，中间用防爆型燃烧沉降室连接；沉降室具有两个功能，一是降低流速，具备连续或间接排灰功能；二是配有空气喷射装置，将烟气中剩余CO进一步燃烧，控制烟气中CO含量<2％成为安全烟气。
8.根据权利要求4所述的一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，其设备系统特征在于，受厂房高度或布置面积所限，可选择立式或卧式列管式余热锅炉，结构形式与常规余热锅炉相同，包括蒸发器、省煤器、除氧器、水箱和水泵等设备；1#、2#烟道式余热锅炉和列管式余热锅炉可共用一个汽水分离器及相应的软水供应系统；若二者相距较远，也可以各自单独配备。
9.根据权利要求4所述的一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，其设备系统特征在于，采用以下措施保证系统安全稳定运行：(1)控制烟气入口和过程温度：在固定烟道入口、2#汽化冷却烟道末端和列管式余热锅炉入口处安装热电偶测温，通过调节活动烟道间隙或风机抽气量，控制入口烟道温度为1100～1400℃；在脱硫期及辅助作业时间内炉气量骤减，通过风机调节，减少吸风量，控制入口烟气温度在800～1100℃以内；(2)严格控制烟气中CO含量：在2#管式汽化冷却器出口处检测烟气成分；当CO>2％时，需启动沉降室燃烧系统，强化CO燃烧；(3)设立安全防爆设施：即在1#汽化烟道顶部，燃烧沉降室，2#汽化烟道顶部和列管式余热锅炉顶部设立泄爆阀。
10.权利要求1所述的一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，操作步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.本发明提供一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，其特点是充分回收利用铁水“三脱”预处理过程中氧化脱硅、脱磷和伴随发生的脱碳反应热中被炉气带走的物理热和化学热，实现“负能铁水预处理”，同时，对烟气进行除尘净化处理。
2.根据权利要求1所描述一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，其特征在于，应严格控制熔池平均脱碳速度vc为0.1～0.2％/min，推荐取0.125％/min；平均炉气量为：q炉＝g1×vc·ws(nm3/h)，式中：ws为“三脱”炉总装入量；g1为经验常数，波动在1000～1200间，推荐1120。
3.根据权利要求1和2所述的一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，其特征在于，烟气余热回收装置采用燃烧法回收蒸汽，控制燃烧空气过剩系数f空＝1.5～2.0，推荐f空＝1.7。实际烟气量为：q烟＝g2×q炉×f空(nm3/h)。g2为经验常数，波动在2.5～3.0间，推荐取2.72。
4.根据权利要求1～3所述的一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，其特征在于，烟气余热回收系统包括以下主体设备：安装在炉体锥帽侧壁的水冷活动烟道1，可水平移动调节烟道间隙的水冷固定烟道2，1#烟道式防爆余热锅炉3，防爆式燃烧沉降室4，2#烟道式防爆余热锅炉5，水平保温管道6，列管式余热锅炉7，布袋除尘器9，风机10，放散烟囱11，汽包12，软水供应与控制系统13，水泵14等。
5.根据权利要求4所述的一种铁水“三脱”预处理工艺烟气余热回收与净化处理工艺与装备技术，其设备系统特征在于，水冷活动烟道安装在炉体上方锥帽处，可随炉体前、后摇动。当炉体处于吹炼位置时，炉体活动烟道与固定烟道对中联接。固定烟道前端设有一段水平移动烟道，可通过气缸或液压缸等传动设备前后运动，控制固定烟道与炉体活动烟道间的间隙，调整冷空气吸入量。
6.根据权利要求4所述的一种铁...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘浏，贾志立，贾恩宝，胡砚斌，
申请(专利权)人：江苏集萃冶金技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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