轉爐一次除塵風機爆炸原因分析與對策

李涌 孫水波

【摘要】本文分析了轉爐一次除塵風機爆炸的原因，針對分析出的污泥球使用不當等原因提出了相應的有效對策，并對提出的對策應用效果進行研究。

【關鍵詞】轉爐一次除塵風機；爆炸原因；有效對策；效果研究

0.引言

轉爐一次除塵風機是轉爐OG（OXYGEN CONVERTER GAS RECOVERY）系統的最重要設備[1]。能將轉爐在運作過程中產生的煙氣冷卻和凈化，并排放至煙囪或者將這些煙氣輸送到煤氣回收系統中，達到了轉爐使用的環保化和生產安全化的目的。不過，為了更好的實施降溫、化渣、降低鋼鐵消耗和生產成本，目前國內的一些鋼鐵企業把由煉鋼污泥、氧化鐵、石灰等原料制成的污泥球代替了溶劑。這雖然控制了鋼鐵的消耗和生產成本，實現了廢棄物的回收循環利用，但是易產生灰塵大、系統負荷大等問題，給轉爐一次除塵風機的安全運轉帶來一定的隱患。

1.轉爐一次除塵風機的爆炸原因

1.1污泥球的原材料配比不合理

工作人員采取取樣化驗的方式，通過對使用的污泥球進行跟蹤查看，對污泥球的成分配比以及加入的時間進行實驗，發現了這些污泥球在原材料的配比存在很大問題，氧化鐵皮、污泥、石灰、粗顆粒、水泥、粘結劑等材料的比例不合理。正常情況下，氧化鐵皮的比例占40-50%，污泥占20-35%，粗顆粒占10-20%，石灰、水泥、粘結劑共占10-15%[2]。

1.2污泥球的粉化現象嚴重

受污泥球的原材料配比不合理影響，工作人員在對污泥球的成分檢驗中發現，污泥球的粉化問題較為嚴重，這加重了除塵風機系統的負荷，影響了除塵效果，導致風機振動，是引發爆炸的一個重要原因。一旦污泥球粉化嚴重的話，就會使得大量的粉塵與運行中的風機摩擦生火，引發爆炸。

1.3污泥球的碳含量和水分含量過高

在污泥球的成分檢驗結果出來后，工作人員分別對污泥球的原材料碳含量進行了檢驗，發現了污泥球原料的碳含量多數都超過了10%，最高的達到了20.27%（見表1）。當污泥球的碳含量過高時，除塵風機與污泥球的粉末容易產生摩擦生火的現象，碳氧化大量產生的一氧化碳就會與氧氣發生劇烈的化學反應，引發爆炸。污泥球的碳含量正常標準是小于2%。此外，經調查發現，污泥球的水分含量也過高，這不僅加重了除塵風機的負荷，還容易導致水分氣化。

名稱 C/%

除塵灰 20.27

污泥 3.41

粗顆粒 1.59

1.4污泥球的加量和時機不對

經過多次研究實驗發現，轉爐一次除塵風機爆炸在運行中的一個重要原因是污泥球加量不對以及沒有把握好加入的時機。在煉鋼污泥球使用、鐵水的加入、廢鋼的加入等方面都存在問題，在分批加入污泥球中間的間隔時間上也沒能很好的把握。

2.防止轉爐一次除塵風機爆炸的有效對策

從上述分析可以得知，引發轉爐一次除塵風機爆炸的原因有原料的配比不準確、碳含量高、水分含量高、粉塵含量大、加量和時機不對等。為了有效解決這些問題，降低鋼鐵原料的消耗和煉鋼成本，實現對廢棄物的循環利用，必須在原料的選擇、配比，粉塵和水分的控制以及加料控制上采取一系列有效的對策。

2.1優化原料，合理原料配比

污泥球的原料有除塵系統產生的污泥、粗顆粒以及由軋鋼系統產生的氧化鐵皮、石灰、水泥、粘貼劑。工作人員在造球過程中必須優化原材料的配比，提高造球的成功率，以提高污泥球在風機中的作用。在污泥的選用上，要使用由煉鋼過程產生的污泥，而不是使用煉鐵污泥，主要是因為煉鐵污泥和除塵灰的碳含量超過了百分之二十，容易使得成品污泥球的碳含量超過10%；石灰在加入量上也要適當控制，一旦使用不當，會增大煉鋼中的渣量，加大消耗；水分也不宜過高，否則會使得成品球的粘性不夠，即便成形了，需要烘干和晾曬的時間過長會影響了后續工作，浪費了人力，加大了制作成本。工作人員在造球過程中，要選擇含碳量低的粗顆粒、煉鋼污泥以及氧化鐵皮。

2.2減少倒運次數，控制粉塵含量

粉塵含量的高低是判斷污泥球質量好壞的重要標志之一。一般而言，粉塵的含量越高，除塵風機系統的負荷就會加重，這不僅影響了除塵風機的除塵效果，還會造成除塵風機震蕩，降低除塵風機轉子的使用壽命，嚴重的話還會引發爆炸。因此，工作人員在造球、倒運、晾曬以及最后上料倉前的篩分過程中，都要嚴格控制污泥球的粉塵含量。

2.3加強晾曬和烘烤，控制水分含量

轉爐一次除塵風機的安全運轉對物料水分的要求很高，一般情況下是不允許含水物料進入轉爐的，主要是因為水分在高速運轉下容易氣化，是爆炸的一個重大隱患。然而污泥球的制作需要水分的溶劑，因此工作人員在將污泥球加入轉爐時一定要先控制水分，對其進行烘干或者晾曬。直到污泥球的水分含量低于6%時才能投入使用[3]。烘烤一般使用蒸汽烘烤，晾曬的話，夏季的晾曬時間在7天左右，冬季的晾曬時間則相對延長，具體時間視天氣而定。

2.4制定完善的加料控制制度

上述已經提到，污泥球每批次加入的量和加入的時間不合理會影響除塵風機的運轉和除塵效果，嚴重的話會引發爆炸。為此，相關單位必須制定完善的加料控制制度，確保風機的安全運轉。以污泥球的水分含量為標準，當污泥球的水分含量在區間（3%，6%]時，煉鋼污泥球可以分三次加入，每次加入的分量≤2t，每次間隔的時間>40秒；當污泥球的水分含量≤3%時，煉鋼污泥球可以分兩次加入，先兌入鐵水加一次，再加入廢鋼后加一次，或者直接兌入鐵水直接加入兩次，每次加入的分量≤3t，每次間隔的時間>2分鐘。

3.效果研究

通過了優化原料，合理原料配比，減少倒運次數，控制粉塵含量，加強晾曬和烘烤，控制水分含量，制定完善的加料控制制度，定期對污泥球的碳含量、水分含量以及粉塵含量進行檢測等措施，污泥球的各項指標逐漸合理化（見表2）。污泥球的使用量也逐漸恢復到標準水平，解決了污泥球在使用過程中出現異常聲音的問題。同時，轉爐一次除塵風機轉子振動的現象基本消失，除塵效果也逐步提高，風機恢復了正常作業，煉鋼的過程也較穩定。

TFe CaO SiO2 MgO P S C 水份

≥30 ≤25 ≤5 ≤5 ≤0.035 ≤0.130 ≤2 ≤3

表2 污泥球理化指標（%）

4.結語

總之，轉爐一次除塵風機是轉爐OG系統的最重要設備，對鋼鐵冶煉有重要作用。但是受污泥球的原料配比不合理、水分含量高、碳含量高、粉塵含量高以及加量和時機不對等因素影響，轉爐一次除塵風機容易出現爆炸的現象，影響了風機的安全運行。因此，在防止風機爆炸的對策上必須優化原料配比、控制粉塵含量、控制水分含量、制定完善的加料控制制度，以保障轉爐一次除塵風機的安全運行。

【參考文獻】

[1]楊志軍.轉爐一次除塵風機振動原因分析及解決方案[J].冶金動力，2011，16（04）：23-24.

[2]黃在強.300T轉爐一次除塵風機的維護檢修[J].安徽冶金科技職業學院學報，2011，27（01）：12-13.

[3]任兆華，王君連，穆慧靈.除塵風機的高壓變頻節能改造[J].冶金自動化，2011，14（01）：09-10.