一、前言
煉鋼電爐產(chǎn)生的煙氣如果不經(jīng)任何處理直接排放于大氣，將對大氣造成污染，給周圍居民生活造成一定影響，而且危害煉鋼工人身體健康。本文就煉鋼電爐煙塵的治理進行探討分析。
二、電爐工藝參數(shù)
1.電爐煙塵
電爐煙塵的特點是：輕、細、分散性大和流動性差，極易糊袋。
電爐煙塵的化學組成（%）如表1所示：
表1
見表
電爐煙塵粒徑分布。如表2。
三、除塵系統(tǒng)工藝流程
系統(tǒng)工藝流程如下圖所示：
表2
見表
2.煙氣溫度
煙氣溫度直接影響密閉罩及廠房屋頂排煙效果、爐內(nèi)微負壓形成和布袋壽命。如果進入除塵器的煙氣溫度過高，布袋收縮變形使運行阻力增加。若煙氣溫度超過濾料軟化溫度，將使布袋失效或燒毀。因此含塵氣體進入除塵器前必須有事故保護的混風機構一野風閥，使得外界自然空氣充分與煙氣混合、冷卻，保證煙氣在布袋軟化點以下進入除塵器。進入除塵器的氣體溫度一般控制在110℃以下，瞬間不得超過120℃。
四、關鍵技術問題
1.集塵罩的選擇
電爐除塵系統(tǒng)包括一、二次煙塵的捕集和含塵煙氣的凈化。隨著除塵設備種類、性能和質(zhì)量的不斷改進與完善，目前國內(nèi)中?。?0t以下）電爐除塵技術的焦點主要集中在出爐煙氣捕集方式的選擇上，煙氣捕集率的大小直接影響到煉鋼工人的工作環(huán)境和身心健康。國家規(guī)定，車間內(nèi)粉塵的濃度應不小于10mg/Nm3，噪聲應小于85dBA。而實際上煉鋼時車間內(nèi)的粉塵濃度不經(jīng)治理時可達到300mg/Nm3以上，噪聲可達95dBA，煉鋼時煙塵影響吊車工的視線，對安全生產(chǎn)造成一定隱患。
目前國內(nèi)中小電爐煙塵捕集罩的種類比較多，現(xiàn)就以下幾種煙塵捕集罩進行比較：
（1）側吸罩
這種捕集罩制作簡單，處理風量中等，捕集煙塵只能在冶煉時起作用，加料時不能捕集煙塵，加氧期間煙塵捕集率低，只能達到60—70%。由于捕集罩距高溫煙氣較近，很容易發(fā)生燒布袋現(xiàn)象。
（2）鉗形罩
鉗形罩制作比側吸罩稍復雜，它緊扣在電極孔上，捕集率較側吸罩高一些。由于罩子的吸口面積和容積受限制，吹氧時捕集率只能達到70%。由于捕集罩距火焰太近，為防止受熱變形，罩子上要設置水冷裝置，如維修不及時，容易泄漏，對安全生產(chǎn)造成一定隱患。鉗形罩使用壽命較低，若水質(zhì)不好只能使用三個月左右，而且捕集的煙塵溫度很高，也容易發(fā)生燒布袋現(xiàn)象。
（3）爐頂罩
爐頂罩安裝在電爐上方，為方便更換電極，罩子設計成旋轉擺動罩，基本不影響冶煉操作。爐頂罩的煙塵捕集率一般，在吹氧時煙塵捕集率比前兩種捕集罩高一些。這種罩子要求系統(tǒng)風量較大，由于爐頂罩離爐蓋有一定距離（約2m以上），所以易受橫向風影響，其煙塵捕集率很難達到80%。
（4）屋頂大罩
屋頂大罩對電爐冶煉全過程的煙塵都可起到捕集作用，不影響電爐冶煉操作。這種捕集罩離電爐遠，只有煙塵上升到罩口附近，屋頂大罩才能發(fā)揮捕集作用，屬于接受型捕集罩。在高溫煙氣上升過程中，不斷有冷空氣摻入，一方面降低了煙氣溫度，另一方面增加了含塵氣體總量，而且隨著煙氣上升，擴散范圍越來越大，捕集罩的罩口面積必須隨之增大，因此，除塵系統(tǒng)所需的處理風量比其它捕集罩都大，從而使除塵器過濾面積、管路直徑、系統(tǒng)動力消耗等大大增加。屋頂大罩是一種投資很高的電爐除塵方式，而且比爐頂罩更易受橫向風影響，吹氧時煙塵捕集率只有60—70%左右。
（5）移動式半密閉罩
移動式半密閉罩由固定罩和移動罩組成，電爐在出鋼和換電極等操作時，移動罩打開以方便操作。電爐冶煉時移動罩閉合，因此，移動式半封閉罩在熔化期、氧化期、還原期能有效地捕集操作，捕集率高達95%以上，電爐廠房上空不見煙塵，且基本不影響電爐操作，還能起到降低電爐冶煉噪聲的作用。另外，在發(fā)生瀑火或鋼水飛濺事故時，這種捕集罩還可起到安全防護作用。其缺點是加料和出鋼不能捕集煙塵。移動式半密閉罩采用的系統(tǒng)風量和設備投資都較為適中，從性價比來看是一種比較好的投資方式。
通過以上幾種煙塵集罩的對比，認為電爐煙塵治理采用移動式半密閉罩捕集煙塵是比較合適的。
2.除塵器的選擇
常用的除塵器主要有分室反吹袋式除塵器，機械回轉扁布除塵器，低壓脈沖長袋除塵器，三種除塵器各有優(yōu)缺點。
分室反吹處理風量范圍寬，尤適于大風量系統(tǒng)；備品備件少，維護量?。蝗绮捎脙?nèi)濾，濾袋安裝時不需骨架，濾袋無磨損，換袋簡單干凈；反吹風機清灰，對外圍條件要求少。其缺點是相對面積較大；清灰能力中等。
機械回轉扁布袋除塵器設備緊湊，占地面積較小；反吹風機清灰，對外圍條件要求少。其缺點是過濾面積受限制；換袋困難，布袋易磨損，人直接接觸粉塵；若過濾風速偏高，常有清不下灰的現(xiàn)象。
低壓脈沖長袋除塵器氣布比高，設備緊湊，占地面積小，適于處理中等風量系統(tǒng)；壓縮空氣直噴式清灰，動力大，效果好，運行阻力低。其缺點是布袋直徑受限制；零部件多，脈沖閥易損壞，維護、維修量大；外圍條件要求多；壓縮空氣要除油除水；有骨架外濾，布袋易磨損；換袋時人接觸粉塵。
綜合各方面因素考慮，認為在電爐煙塵治理中選用分室反吹袋式除塵器比較適宜。
3.除塵器濾料的材質(zhì)
濾料是袋式除塵器的核心部分，其性能對除塵器運轉有很大影響，選擇濾料時必須考慮含塵氣體的特征，如粉塵和氣體性質(zhì)（溫度、濕度、粒徑、含塵濃度等）。
性能良好的濾料應容量大，吸濕性好，效率高，阻力低，使用壽命長，同時具備耐濕、耐磨、耐腐蝕、機械強度高等優(yōu)點。從性價比來看，建議選用傳統(tǒng)的滌綸針刺氈。
4.清灰技術
清灰性能的好壞直接影響過濾效率和布袋壽命，目前國內(nèi)各種袋式除塵器其清灰方式大致可分為機械振動、氣流反吹、脈沖噴吹三大類，這三種方式各有利敝。
機械振動清灰雖然耗電少、維修方便，但由于清灰作用不強、影響布袋壽命等原因在電爐冶煉時應用越來越少。
脈沖噴吹清灰屬于強清灰方式，清灰動力大，效果好，可允許較高的過濾風速（2～3m/s），但布袋直徑受限制（＜120mm），零部件多，維修量大，由于多采用外濾，因而布袋易磨損，換袋工作環(huán)境惡劣。
氣流反吹清灰分為大氣反吹和風機反吹兩種方式。大氣反吹屬于弱清灰方式，清灰效果不明顯且易結露糊袋，在電爐除塵系統(tǒng)中，由于粉塵粘性較大，現(xiàn)已很少使用。風機反吹清灰能力雖屬中等，但清灰較為徹底，再附積的機會少，清灰效率高，可靠性高，分室結構維修方便，目前國內(nèi)應用較為廣泛。因此采用風機反吹清灰比較可靠。反吹風機的風量為每室處理風量的1.5～2倍。
五、結論
綜合以上分析，優(yōu)化選擇系統(tǒng)各項技術參數(shù)，本著以最低的投資獲得最好的除塵凈化效果、節(jié)能降耗的目標，在不影響原有煉鋼工藝和工人操作的前提下，以半密閉移動罩和分室反吹除塵器組成除塵系統(tǒng)，選擇防油防水滌綸針刺氈，采用PLC定時清灰、控制除塵系統(tǒng)煙氣溫度，三者有機結合，即可使除塵系統(tǒng)長期運行穩(wěn)定、安全、可靠，改善煉鋼工人工作環(huán)境，排放達標。 （楊麗莉）
