梅钢150t转炉铁水脱硫站喷吹系统优化设计

梅钢150t转炉铁水脱硫站喷吹系统优化设计 镁粉卸料 化的大型钢铁公司普遍设有铁水脱硫设施。钢铁生产中 采用的铁水脱硫工艺主要有两种:(1)KR(搅拌法)铁水 镁粉料仓 脱硫。(2)钙基、镁基喷吹(喷吹法)铁水脱硫。由于喷吹法 石灰料仓 喷枪 脱硫工艺设备简单、建设和运行费用低，所以新建的铁水 脱硫设备多以喷吹法的形式为主。 镁粉喷吹罐 石灰喷吹罐 近期，梅钢炼钢厂进行了炼钢技术改造，使其生产规 模达到年产合格板坯 350万 吨以满足前后工序的匹配要 求。炼钢厂现有一座 150t 铁水脱硫站，采用石灰粉和钝 石灰罐车 化镁粉复合喷吹脱硫工艺，无法满足全铁水脱硫的工序 要求，需要配套升级改造。现有铁水脱硫设备使用至今， 图 1 现有脱硫喷吹系统示意图 日常生产维护发现主要的设备存在一些问题，影响日常 脱硫工序的生产效率和环保。现有脱硫的主要问题有: 该脱硫喷吹系统设计原理如下:石灰罐车送来的石(1)脱硫喷溅大;(2)设备系统故障率高。 灰通过气体输送到石灰料仓内，袋装的镁粉使用卸料葫 为解决现有脱硫设备问题，在改造升级脱硫项目中，芦装入镁粉料仓。石灰、镁粉粉剂从料仓通过重力下料到 本着实现工艺优化、设备改进、环境友好的原则，确定了 地面的喷吹罐。喷吹时，喷吹罐内的粉剂通过罐压和助吹 脱硫喷吹系统的设备技术方案。 气体将按一定的石灰和镁粉比例(1 ? 3 或 1 ? 4)沿着喷2 现有脱硫站喷吹系统原理及组成 吹 管路、喷枪喷吹进盛有铁水的铁水罐内实现脱硫。 3石灰和镁粉喷吹罐的容积为 2.27m，喷吹过程中通 梅钢炼钢厂现有脱硫站喷吹系统由石灰料仓、镁粉 过调节罐下部流态化喷嘴管道的氮气压力调节阀设定两 料仓、石灰喷吹罐、镁粉喷吹罐、控制阀门、粉剂管道、喷 罐内的罐压。喷吹粉剂比例的调节通过预先更换喷吹罐 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 200 倍，能够观察到一块比较大的磨损区域的形貌，由于 磨损机理是磨粒磨损、粘着磨损、表面疲劳T1;0 的磨损 放大倍数小，可以观察到比较广的表面擦伤，但是胶合和 机理是磨粒磨损和疲劳磨损。 (3)可以选择电镜扫描不同的放大倍数来研究材料 破落不是很清楚地表现。图 5(b)放大倍数是 1000倍 ，从 表面磨损的形貌机理。 图中可以很清晰地看到摩擦磨损造成的划痕、擦伤和破,参考文献, 落形成凹陷的形状。通过分析表面形貌，可以发现:磨损 ,1, 温诗铸.摩擦学原理,M,.北京:清华大学出版社，1990. 原因主要是磨粒磨损、粘结磨损和一定的疲劳磨损，它们 ,2, 张胜华，等.三种特殊黄铜的显微组织与摩擦磨损性能研究J,,.的共同作用造成了材料的磨损。所以得出的结论是:不同 机械工程材料，2004，28(6):35-38. 的放大倍数能够满足研究摩擦磨损表面的需要，能够进 一步了解磨损形貌的特征，从而弄清磨损机理。 ,3, 赵程，杨建民.机械工程材料,M,.北京:机械工业出版社200，3: 4 结 论 60-110. (1)通过金相组织观察可以发现，在接触方式、润滑 ,4, 屠世润，等.金相原理与实践,M,.北京:机械工业出版社1，990: 方式、润滑剂、载荷、热处理等条件相同的情况下，45 钢 36-210. ,编辑 黄 荻, 金相组织比 T10 更容易变化。 !!!!!!!!!!(2)通过观察电镜扫描的表面形貌可以得出:40Cr 的 作者简介,韦海民,1967,-,女,中教一级,主要从事汽车发动机的研。究 收稿日期,2011,03,07 机械工程师 2011 年第 6 期 39 2B 喷枪 出口喉口阀不同规格的孔板来实现，一定规格孔径的喉2#镁粉 口阀在一定的罐压下实现一定的下料速度。在石灰罐的 喷吹罐 镁粉卸料 下部出口，系统设置了有流量控制的助吹气体管道，通过 石 灰 该管道内的载气将从喷吹罐喷出的粉剂喷入铁水中。 镁 2#石灰 料仓 粉料 3 现有脱硫站喷吹系统问题分析 喷吹罐仓 (1)脱硫喷溅大。由于喷吹管道自地面的喷吹罐出口敷 石 ,12A 喷枪输 输送罐 设到喷吹平台的喷枪入口，管道路弯曲较多，管道的阻损 镁粉 灰 石 粉罐 , 送 1 大，喷吹过程中镁粉的流量波动大，镁粉流量 8kg/min 时，波 镁 喷 吹灰 喷 动为?2kg/min。喷吹粉剂流量的波动导致铁水喷吹脱硫时 罐吹 石灰罐车1, 喷枪 喷溅大，铁损高，使车辆清渣量加大、维护难度增加。 图 2 新脱硫喷吹系统示意图 罐 (2)脱硫时间长。由于喷吹过程中喷溅大，镁粉喷吹 速度无法提高，维持在 8kg/min。在铁水原始硫量增加的 情况下，粉剂喷吹时间延长，一般为 12min 以上。喷吹时 粉速度波动可控制在?0.5kg/min 范围内，实际喷吹过程 间长导致脱硫工序总时间增长。 喷溅大大减少。镁粉的速度可达到 9kg/min 以上。(3)固定喉口阀设计。由于喷吹系统喷吹罐下部的流 (2)集中脱硫中心。喷吹系统设计的两站三工位脱 量调节阀采用固定喉口调节阀形式，流量的调节只能在 一定范围内通过调节喷吹罐罐压实现，喷吹罐罐压由流 中心，即通过管路设计实现两套喷吹罐对三工位喷枪 态化管路的压力调节阀控制。脱硫喷吹系统镁粉和石灰 设计，提高了喷吹罐的使用效率。一方面，喷吹系统无 的喷吹比例无法在线调节，每次只能通过更换喷吹调节 是管路气源还是 PLC控制都是严格将脱 硫中心在物理 阀的喉口进行调节。这种设计使得喷吹系统在实际喷吹 面上将新建站(2A/B)和现有站(1, 站)分开设计，以保 控制中无法实现动态控制和柔性操作。 系统故障时，脱硫单系统和工位能维持工作。另一方面4 脱硫喷吹系统优化设计 系统将脱硫操作室集中监控，统一操作，实现了脱硫中脱硫操作要求处理周期越短越好，造成粉剂尤其是 的设计。中间一套脱硫工位(2A 号脱硫工位)的粉剂可 在复合喷吹工艺中主要的脱硫剂镁粉的喷吹速度最大 由任一套喷粉罐供给，实现了生产的柔性设计要求。 化。但是，镁粉喷吹到高温金属液体中时将造成紊流，由 (3)可调喉口阀的使用。新设计的喷吹系统升级采 于喷溅是我们不想得到的，镁粉的喷吹速度受到了限制。了可调喉口阀技术，即将原喷吹罐下料的固定喉口阀 石灰和镁粉的喷吹比也与处理过程铁水的紊流有 关，需要有效控制。总的来说，一个高的比率意味着小的 级为可调喉口阀。在其他条件不变的情况下，粉剂的下 紊流，然而，高的比率也意味着更多的粉剂喷吹进铁水， 速度可通过可调喉口阀进行调节。新系统通过控制喷 增加了扒渣的重量和温度的损失。总的工艺趋势是4 :? 1 罐的罐压、助吹气体、下料可调喉口阀实现了喷吹过程 的比率用在如 150t 的中等规格铁水罐，当镁粉的成本认 粉剂的流量动态控制和石灰、镁粉配比的在线调整。 为比现在的成本高时，采用高于 5 ? 1 的高喷吹比率，可减 少粉剂的成本。 5 结 论 因此，新喷吹系统优化粉剂管路的设计提高了喷吹 梅钢炼钢厂相关技术人员正是通过对现有脱硫设 速率，动态调节粉剂比是提高喷吹效率的途径。新改造项 布置存在的情况和问题分析 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ，才有在升级改造过程 目确定新增的 1 套脱硫装置仍采用石灰粉和钝化镁粉复 配合工艺变化的设备优化设计。建成后新脱硫系统满足合喷吹方式。本次脱硫改造设计着重形成喷吹两站三工 梅钢年产量 350 万吨转炉冶炼用铁水 100,进行炉外脱 位的脱硫中心，使用中间罐技术改善喷吹效果。新设计镁 处理的要求，实际主要生产指标如下:(1) 脱硫后最小 粉和石灰料仓、2 台中间输送罐、2 台 2, 喷吹罐、2 套 2, 喷枪系统，利旧升级现有 2 台 1, 喷吹罐、1 套 1, 喷枪量:<0.002%;(2)脱硫消耗命中率:95,;(3)脱硫温度降 系<1.2?C/min;(4)镁粉喷吹速率:9kg/min，喷溅减少。 统。新脱硫喷吹系统流程示意图如图 2。生产指标的提高说明新喷吹系统设备设计的优化提 了脱硫工序脱硫喷吹的效率，提高了铁水的收得率。实 此次脱硫喷吹系统的改造有如下特点: (1)中间罐技术。针对改善脱硫喷溅大的问题，系统有 证明该新脱硫站的设备优化设计是较为成功的工程应用意设计了中间罐输送系统。传统的喷吹系统从料仓到喷吹 ,参考文献,罐的装料一般都设计为流态化重力下料工艺。为了改进喷 ,1, 赵沛.炉外精炼及铁水预处理实用技术手册,M,.北京:冶金 吹管路的设计，系统设计脱硫喷吹粉剂从料仓经中间输送 业出版社，2004. 罐气体输送到喷吹罐中，而将喷吹罐布置从地面移到了喷 ,2, 郑飞远，陈林权.梅山铁水脱硫工艺的选择及实践,J,.梅山 技，200(22):5,.9 吹平台，缩短了喷吹管路的距离。正是通过该优化管路措 施保证了喷吹过程控制中喷吹速度的稳定性，系统设计镁 ,3, 马传凯，李镇，张志文，张国垣.鞍钢铁水脱硫扒渣发展综述, 中国冶金，200(511):1114. -,编辑 立 明 !!!!!!!!!! 作者简介,李英杰,1976-,,工程师,工程硕士,现从事扩建项目管 理 冶金机械等工作。 收稿日期,2011-04-01 机械工程师 2011 年第 6 期 40