噴粉設備在電爐生產中的應用

陸彬 繆亮

摘 要：該文主要介紹噴粉設備在江陰興澄特鋼三煉鋼生產中的應用，對噴粉設備的機械硬件裝置和電氣控制系統的安裝調試進行了說明，并對噴粉設備在調試和實際使用維護中的問題提供分析和解決方案，通過不斷地完善與改進，完全滿足安全運行和生產要求。

關鍵詞：噴粉設備 電爐 應用

中圖分類號：TF345 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（c）-0073-02

現代電爐煉鋼技術除了采用高功率、超高功率技術，提高電爐的電能輸入外，通過使用輔助粉料從而強化冶煉過程，作為行之有效的手段已被普遍認同，電爐爐內噴粉技術不同于傳統的人工加入法，而是借助于壓縮空氣載流輸送原理將需要的粉料，以一定的速度噴入熔池，可更均勻地進入熔池深處，化學反應充分。從目前使用的效果分析，可明顯改善電爐技術經濟指標，降低消耗，提高生產率。

興澄鋼鐵有限公司三煉鋼一方面隨著熱裝鐵水比在電爐入料爐料中不斷地增加，影響渣中氧化鐵的生成速度和生成量，阻礙電爐冶煉過程中的脫磷、脫碳過程，尤其影響早期脫磷，嚴重制約電爐的運行效率；另一方面為了解決執行富氧工藝的缺陷，還原爐渣中氧化鐵提高鋼水收得率，迅速造渣，實現泡沫渣埋弧加熱。在陸續對3臺40 t電爐煉鋼進行超高功率技術改造的同時，同步安裝使用爐內噴粉設備進行噴碳操作，取得了巨大的經濟效益。該文旨在介紹噴粉設備機械組成和電控及稱重顯示系統，對噴粉設備在調試和實際使用維護中的問題提供分析和解決方案。

1 噴粉設備機械組成和氣路電控及稱重顯示系統

1.1 碳粉設備機械組成

碳粉設備機械組成主要由貯粉罐，加粉裝置，噴粉罐，流化及引噴裝置組成如表1、圖1所示。

1.1.1 貯粉罐

貯粉罐頂部設有頂尖裝置，行車工可完成加粉過程，不需另外人工加料。貯粉罐上部安裝網篩，以免大尺寸雜物進入，堵塞管路，下部安裝有氣路松動裝置和振動電機使粉料能夠順利下落，貯粉罐設超聲波料位計，便于操作人員通過控制面板顯示的數據了解倉內碳粉重量信息。

1.1.2 加粉裝量

加粉裝量由二只氣動碟閥、一只手動碟閥及喉管組成，通過電控系統控制閥門的動作順序，實現加粉操作。按照“加料先開加料后開卸料，關閉先關卸料后關加料”時序動作，減少閥門動作時的磨損，延長使用壽命，減少維護費用。

1.1.3 噴粉罐

噴粉罐主要由罐體及有關儀表組成。罐體上裝有電接點壓力表及自動放散閥，罐體的容積為2 m3。

1.1.4 流化裝量和引噴裝量

流化裝量主要作用使碳粉小結塊在噴粉罐底部流態化，利于碳粉順暢噴出。引噴裝量是利用宏吸原理使碳粉得到加速，出口處安裝加速氣動閥和噴粉調節閥分二路噴管，分別連接2個噴槍，向爐內噴吹。

1.2 氣路電控及稱重顯示裝置

1.2.1 氣路電控系統

對一套S7-200PLC進行電氣設計編程，就地或遠程控制各氣路閥門，完成噴粉系統各裝量的工藝操作。位于現場的閥門位置信號通過中間繼電器進入PLC的DI模塊，實現電氣隔離，有利于PLC的安全運行。通過各種連鎖關系，確保安全有效自動完成整個噴粉和加粉過程。氣路電控系統有多重連鎖功能，防止誤操作。現場和遠程有急停操作，現場使用中粉料顆粒在氣源壓力作用下嚴重侵蝕管道，導致管道可能破損發生壓力外泄，急停操作可以應對突發事故的發生。

1.2.2 稱重顯示裝量

稱重顯示裝量主要由傳感器，接線中繼盒，重量變送儀和顯示儀組成。采用壓式傳感器，現場和遠距顯示噴粉罐內碳粉量，便于統計碳粉的使用量，并給操作人員提供準確的加粉信息。

2 碳粉設備系統工作原理

（1）噴粉罐電接點壓力表為零并有數字接點信號輸出時才能加粉，保證無壓加粉，避免粉塵飛揚污染環境。（2）貯粉罐松動氣閥打開后，加粉和卸料氣閥先后按序打開，保證料管系統暢通，不堆積粉料。（3）當噴粉罐內充壓達到0.25MPa以上，才能遵循“先開加速后開噴粉，先停噴粉后停加速”的原則進行噴粉操作，以便于對噴粉管路中剩余粉料的吹掃。根據現場實際管路長度，自動操作時間間隔為6 s。

3 安裝調試和實際使用維護中問題的分析和解決

（1）電控系統的安裝選址，電爐冶煉過程中現場環境相對比較惡劣，噴粉設備工作電控系統應安裝在環境干凈的室內，現場只留有機械裝置和端子箱，保證PLC的長期穩定運行。

（2）噴粉設備對粉料的要求，針對在安裝調試初期時常出現粉料中夾雜的塑料膜，編織繩帶堵塞噴粉管道的現象，加裝網篩進行雜物篩選，同時在原有氣路料倉松動的基礎上增加0.25 kW小型振動電機使粉料減少阻力順利加入，不至于出現堆積，斷流現象。另外粉料必須干燥防潮，以免造成管路堵塞。

（3）噴粉設備對噴粉罐的稱重要求比較嚴格和精確，現場使用中發現由于稱重信號出現偏差，導致噴粉罐中加入了過多粉料，幾乎占據了全部噴粉罐的容積，導致動力不足無法噴粉。在提高稱重穩定性的同時加裝性價比較高的阻旋式料位計雙重保障，杜絕故障的發生。

（4）在長期的使用和維護中還發現，當加速和引噴管路發生堵塞時，每次必須先把噴粉罐法蘭連接處擰開，把噴粉罐中的剩余粉料清空，維護人員工作量很大，建議設計中考慮隔離閘板，方便檢修維護。

4 實際運行情況

高阻抗超高功率電弧爐采用噴粉工藝手段來控制爐況并強化冶煉過程提高電爐生產率，對提高鋼水收得率、降低石灰消耗量和環境保護等有明顯意義。

此外還可以考慮增加語音報警功能，語音報警功能實際上就是將機器或設備的狀況告知人們，使人們了解并掌握設備或機器損壞，劣化程度，故障隱患等情況，避免事故，節約維修時間，降低成本，通過對設備參數點的基準值和監測周期進行診斷，與正常進行標準樣本進行比較，實行早期預警和維修咨詢都是非常重要的。

參考文獻

[1] 蔡嘵景，陳少杰，林名馳.珠鋼150T電弧爐噴碳系統的改進[J].冶金叢刊，2011（2）：27-29，33.