[发明专利]一种转炉烟道防爆提效方法和防爆提效系统

说明书

本发明公开了一种转炉烟道防爆提效方法和相应的防爆提效系统，方法包括吹炼前期防爆方法和/或吹炼后期防爆方法，其中吹炼前期防爆方法在吹炼开始前，利用低氧烟气对转炉烟道进行吹扫；将活动烟罩下降并在封盖转炉炉口后利用低氧烟气对转炉炉口与活动烟罩的缝隙进行气封；当转炉烟道内气体中氧气的体积百分数小于第一预设值时停止吹扫并开始吹炼，开始吹炼后的一段时间内采用氧气和氮气双介质吹炼；吹炼后期防爆方法也采用类似方法。防爆系统的结构与上述方法相配合。该方法和系统能够根本有效解决转炉烟道发生的泄爆问题，运行成本低，同时可以提升煤气回收量及余热回收量，实现防爆提效。

技术领域

本发明涉及转炉煤气除尘及余热利用技术领域，具体涉及一种转炉烟道中防止泄爆并能提升煤气回收和余热利用效率同时降低运行成本的防爆提效方法和防爆提效系统。

背景技术

转炉炼钢生产过程具有特定的周期性，一般分为吹炼期与出钢期，转炉在吹炼期产生烟气，出钢期不产生烟气。吹炼期根据烟气成分划分为吹炼前期、吹炼中期和吹炼后期。吹炼开始前，转炉烟道内为高氧气体或空气，当吹炼开始后产生一氧化碳气体时，随着一氧化碳浓度的提升而使一氧化碳与氧气的比例进入爆炸极限范围从而容易发生爆炸事故；吹炼中期，转炉烟道内的氧气基本被消耗，一氧化碳与氧气比例不在爆炸极限范围内，此时转炉烟道内的烟气安全不会爆炸；在吹炼接近尾声时，随着钢水中碳的消耗殆尽，产生的一氧化碳浓度不断下降，一氧化碳与氧气的比例又进入爆炸极限范围从而容易爆炸。因此转炉的安全运转需要进行有效的烟道防爆处理，而关键在于吹炼前期和吹炼后期的烟道防爆处理。

目前，现有转炉煤气余热回收在防爆处理上主要存在以下问题：

1. 吹炼前期，转炉开始吹炼时，转炉活动烟罩上升并向转炉烟道内吸入大量空气，使转炉吹炼产生的CO燃烧，以便形成一段烟气，并利用这段烟气将吹炼前业已存在于转炉烟道内的空气吹扫出转炉烟道，当烟道内空气被烟气置换完毕后再降罩运行封盖转炉炉口。以上做法的目的是防止吹炼产生的CO与烟道内空气混合发生爆炸。但本发明发现该方法存在根本性的工艺缺陷：在刚开始吹炼的一分钟内，产生的转炉烟气少并且吸入的冷空气多，此时温度低，转炉烟气内的CO并不能着火燃烧，可见，这一阶段依然存在CO与O₂浓度处于爆炸浓度范围而不能燃烧的问题，该部分煤气流过转炉烟道时存在爆炸的浓度条件，所以转炉烟道安全问题并未得到根本性解决，致使实际生产中在吹炼前期转炉烟道经常发生泄爆事故。

2. 吹炼后期，转炉即将结束吹炼时，转炉活动烟罩上升向转炉烟道内吸入大量空气，使转炉吹炼产生的CO燃烧，以便形成一段烟气，并利用这段烟气将吹炼期存在于转炉烟道内的煤气置换出转炉烟道，当烟道内煤气被烟气置换完毕后再停止吹炼。以上操作的目的是防止烟道内CO与烟罩下端吸入的空气混合发生爆炸，但该方法同样存在根本性的工艺缺陷：在钢水吹炼最后1～2分钟内，由于此时产生的转炉煤气少、吸入的冷空气多，此时温度低，转炉煤气内的CO并不能着火燃烧，所以，这一阶段依然存在CO与O₂浓度处于爆炸浓度范围的问题，转炉烟道安全问题依然未得到根本性解决，实际生产中同样发生在吹炼后期转炉烟道经常泄爆的事故。

3. 上述吹炼前期和吹炼后期通过自燃烟气吹扫进行防爆的方法中，除了会发生泄爆事故外，还使转炉烟道中漏入大量空气，导致较大数量的转炉煤气被燃烧掉，而且，由于上述两吹炼阶段内转炉煤气中O₂的浓度在绝大多数时间高于转炉煤气回收要求的O₂浓度上限（国家规定转炉煤气回收时O₂体积百分比浓度上限1.5%），所以这些不符合要求的转炉煤气只能放散，这就导致转炉煤气放散量加大、煤气损失率升高及煤气回收量降低（一般吹炼前期和吹炼后期煤气放散时间各为2～3分钟左右）。所以，亟需研究降低吹炼前期及吹炼后期转炉煤气损失的方法，以提高转炉煤气回收率。