CONSTEEL电炉炼钢法

《冶金学名词》第二版2100433B

在电炉的一侧设置隧道型废钢连续加热炉，热的废钢可以连续输入熔池，熔化过程在液态熔池内进行，供电电网负荷较稳定的电弧炉炼钢法。

以废钢为原料的电炉炼钢，比之高炉转炉法基建投资少，同时由于直接还原的发展，为电炉提供金属化球团代替大部分废钢，因此就大大地推动了电炉炼钢。世界上现有较大型的电炉约1400座，目前电炉正在向大型、超高功率以及电子计算机自动控制等方面发展，最大电炉容量为400t。

国外150t以上的电炉几乎都用于冶炼普通钢，许多国家电炉钢产量的60～80%均为低碳钢。我国由于电力和废钢不足，目前主要用于冶炼优质钢和合金钢。

炼钢厂70吨constee电炉使用的意大利得兴MoRE炉门碳氧枪和美国普莱克斯炉壁集束氧枪是按电炉全铁水、50%铁水 废钢、80%铁水 废钢的冶炼模式进行设计的口由于电炉已进行了扩容(平均出钢量70t），在电炉热装铁水情况下，脱碳能力也明显不足，最大脱碳速度约为0.08%/min氧流对熔池的有效搅拌动能低，熔池内温度和成份不均匀，在冶炼中经常发生“大沸腾”现象，给安全生产带来了严重威胁口同时，该枪无法解决炉内的冷区现象，导致废钢熔化速度慢，石灰经常结块，严重制约了生产节奏的提高及正常的化渣操作，而且炉衬侵蚀也极不均匀，影响了炉龄的提高。

1、电炉烟尘

电炉烟尘的特点是：轻、细、分散性大和流动性差，极易糊袋。

2、烟气温度

烟气温度直接影响密闭罩及厂房屋顶排烟效果、炉内微负压形成和布袋寿命。如果进入除尘器的烟气温度过高，布袋收缩变形使运行阻力增加。若烟气温度超过滤料软化温度，将使布袋失效或烧毁。因此含尘气体进入除尘器前必须有事故保护的混风机构一野风阀，使得外界自然空气充分与烟气混合、冷却，保证烟气在布袋软化点以下进入除尘器。进入除尘器的气体温度一般控制在110℃以下，瞬间不得超过

3、关键技术问题

1.集尘罩的选择

电炉除尘系统包括一、二次烟尘的捕集和含尘烟气的净化。随着除尘设备种类、性能和质量的不断改进与完善，目前国内中小（30t以下）电炉除尘技术的焦点主要集中在出炉烟气捕集方式的选择上，烟气捕集率的大小直接影响到炼钢工人的工作环境和身心健康。国家规定，车间内粉尘的浓度应不小于10mg/Nm3，噪声应小于85dBA。而实际上炼钢时车间内的粉尘浓度不经治理时可达到300mg/Nm3以上，噪声可达95dBA，炼钢时烟尘影响吊车工的视线，对安全生产造成一定隐患。

目前国内中小电炉烟尘捕集罩的种类比较多，现就以下几种烟尘捕集罩进行比较：

（1）侧吸罩

这种捕集罩制作简单，处理风量中等，捕集烟尘只能在冶炼时起作用，加料时不能捕集烟尘，加氧期间烟尘捕集率低，只能达到60—70%。由于捕集罩距高温烟气较近，很容易发生烧布袋现象。

（2）钳形罩

钳形罩制作比侧吸罩稍复杂，它紧扣在电极孔上，捕集率较侧吸罩高一些。由于罩子的吸口面积和容积受限制，吹氧时捕集率只能达到70%。由于捕集罩距火焰太近，为防止受热变形，罩子上要设置水冷装置，如维修不及时，容易泄漏，对安全生产造成一定隐患。钳形罩使用寿命较低，若水质不好只能使用三个月左右，而且捕集的烟尘温度很高，也容易发生烧布袋现象。

（3）炉顶罩

炉顶罩安装在电炉上方，为方便更换电极，罩子设计成旋转摆动罩，基本不影响冶炼操作。炉顶罩的烟尘捕集率一般，在吹氧时烟尘捕集率比前两种捕集罩高一些。这种罩子要求系统风量较大，由于炉顶罩离炉盖有一定距离（约2m以上），所以易受横向风影响，其烟尘捕集率很难达到80%。

（4）屋顶大罩

屋顶大罩对电炉冶炼全过程的烟尘都可起到捕集作用，不影响电炉冶炼操作。这种捕集罩离电炉远，只有烟尘上升到罩口附近，屋顶大罩才能发挥捕集作用，属于接受型捕集罩。在高温烟气上升过程中，不断有冷空气掺入，一方面降低了烟气温度，另一方面增加了含尘气体总量，而且随着烟气上升，扩散范围越来越大，捕集罩的罩口面积必须随之增大，因此，除尘系统所需的处理风量比其它捕集罩都大，从而使除尘器过滤面积、管路直径、系统动力消耗等大大增加。屋顶大罩是一种投资很高的电炉除尘方式，而且比炉顶罩更易受横向风影响，吹氧时烟尘捕集率只有60—70%左右。

（5）移动式半密闭罩

移动式半密闭罩由固定罩和移动罩组成，电炉在出钢和换电极等操作时，移动罩打开以方便操作。电炉冶炼时移动罩闭合，因此，移动式半封闭罩在熔化期、氧化期、还原期能有效地捕集操作，捕集率高达95%以上，电炉厂房上空不见烟尘，且基本不影响电炉操作，还能起到降低电炉冶炼噪声的作用。另外，在发生瀑火或钢水飞溅事故时，这种捕集罩还可起到安全防护作用。其缺点是加料和出钢不能捕集烟尘。移动式半密闭罩采用的系统风量和设备投资都较为适中，从性价比来看是一种比较好的投资方式。

通过以上几种烟尘集罩的对比，认为电炉烟尘治理采用移动式半密闭罩捕集烟尘是比较合适的。

2.除尘器的选择

常用的除尘器主要有分室反吹袋式除尘器，机械回转扁布除尘器，低压脉冲长袋除尘器，三种除尘器各有优缺点。

分室反吹处理风量范围宽，尤适于大风量系统；备品备件少，维护量小；如采用内滤，滤袋安装时不需骨架，滤袋无磨损，换袋简单干净；反吹风机清灰，对外围条件要求少。其缺点是相对面积较大；清灰能力中等。

机械回转扁布袋除尘器设备紧凑，占地面积较小；反吹风机清灰，对外围条件要求少。其缺点是过滤面积受限制；换袋困难，布袋易磨损，人直接接触粉尘；若过滤风速偏高，常有清不下灰的现象。

低压脉冲长袋除尘器气布比高，设备紧凑，占地面积小，适于处理中等风量系统；压缩空气直喷式清灰，动力大，效果好，运行阻力低。其缺点是布袋直径受限制；零部件多，脉冲阀易损坏，维护、维修量大；外围条件要求多；压缩空气要除油除水；有骨架外滤，布袋易磨损；换袋时人接触粉尘。

综合各方面因素考虑，认为在电炉烟尘治理中选用分室反吹袋式除尘器比较适宜。

3.除尘器滤料的材质

滤料是袋式除尘器的核心部分，其性能对除尘器运转有很大影响，选择滤料时必须考虑含尘气体的特征，如粉尘和气体性质（温度、湿度、粒径、含尘浓度等）。

性能良好的滤料应容量大，吸湿性好，效率高，阻力低，使用寿命长，同时具备耐湿、耐磨、耐腐蚀、机械强度高等优点。从性价比来看，建议选用传统的涤纶针刺毡。

4.清灰技术

清灰性能的好坏直接影响过滤效率和布袋寿命，目前国内各种袋式除尘器其清灰方式大致可分为机械振动、气流反吹、脉冲喷吹三大类，这三种方式各有利敝。

机械振动清灰虽然耗电少、维修方便，但由于清灰作用不强、影响布袋寿命等原因在电炉冶炼时应用越来越少。