中頻爐除塵系統的設計與運用分析

周建林

（浙江武精機器制造有限公司，浙江 金華 321200）

某市合金廠現在有二電三爐設備（2套電源與3臺爐體以及爐體是2用1備），還有3 t中頻爐一套，熔煉過程中會產生大量的煙霧，煙霧的CO、石油和氣體、塵埃及其他有害物質，對環境的污染非常嚴重，對操作工人的身心健康帶來嚴重影響。因此，在中頻爐除塵系統設計的上部安裝中，中頻爐煙氣將通過全收集和凈化輸出，使行業的煙氣排放達到標準要求。

1 除塵系統設計

1.1 工藝流程

通過中頻加熱爐的吸力罩收集煙氣后，在調整閥瓣閥后，收塵管的粉塵進入布袋過濾器，這個時候煙塵之中大顆粒于除塵器沒有與布袋接觸前，在重力的作用之下發生分離，其中，大顆粒粉塵進入除塵器的灰斗，細顆粒粉塵進入布袋除塵器。濾袋的過濾和脈沖的吹掃，布袋表面的灰塵首先集中在除塵器的除塵器上，控制器用于回收或應用。經過布袋的除塵器進行處理之后，再通過風機排放出去。最終由煙囪排放到大氣中。袋式的除塵器所收集粉塵經過翻擺閥排出。其系統工藝的流程如下圖1。

圖1 除塵系統工藝流程

1.2 整體式的除塵罩

中頻爐的充電方式是爐體上部的手動進料。在熔煉后，鋼水傾向于在爐體前部卸料。為了不影響工藝和人員的操作，在爐頂安裝整體除塵罩，灰塵罩和爐臺需要鉸接在一塊，爐口和爐臺被覆蓋，形成一個更狹窄的空間。在除塵器中工作時，外殼會產生一定的負壓，高溫煙氣具有一定的向上力，由吸力和向上的力產生，使塵埃和氣體被吸進外殼，進入過濾器。除塵罩操作：在中頻加熱爐工作時，爐體上覆蓋著防塵罩。在需要中頻爐充電的情況下，在液壓缸內的變頻器的前翻蓋和后的翻蓋都要開啟，而爐體的平臺形成一個80度角的角度，不會對工作產生影響。澆注鋼水時，應將操作爐蓋聯鎖，并將前傾爐蓋鎖好，使后轉蓋通過液壓缸向上翹起，便于鋼水流出，根據工藝要求，在進氣歧管上設置調節閥，可手動控制抽吸罩的排氣量。

1.3 除塵器

除塵系統由CMC脈沖長袋式過濾器組成，過濾器在箱體、灰斗、卸料裝置和噴射裝置中分別由這些部件組成的控制系統。

在箱體下部，煙灰氣體形成在擋風玻璃位置的預分離腔內，大顆粒的灰塵在慣性的情況下，落進了粉塵漏斗，并進入煙氣除塵袋，粉塵將從除塵袋的外部切斷，通過過濾煙氣進入袋中，通過排氣口排氣到大氣中。隨著除塵袋表面灰塵吸附量的增加，除塵系統的阻力也會增加。當電阻上升到設定值時，吹出系統開始工作，這個系統利用很短的時間內往箱內部噴入 0．4 -0．6 MPa壓縮的空氣，盒子里的壓縮空氣將高速的擴張，利用高頻振動，集塵袋和反向流動的影響，吸附灰塵袋使其橫向灰塵進入料斗脫落，在噴灑結束后，除塵袋將立即回到過濾狀態，并進行下室(組)的清洗。

這個除塵袋的材料選用的是防水與防油以及易進行清灰處理的滌綸氈，它表面利用亞光處理，以防止糊袋以及防止毛孔堵塞的情況出現。

2 中頻爐除塵系統應用介紹

2.1 工藝使用說明

中頻爐除塵系統由防塵罩、風管、電動閥、混合閥、袋式過濾器、風機、煙囪、電控等組成。中頻爐煙氣和粉塵的除塵罩收集后，調整后碟閥、進風管進入除塵器，收集大顆粒，并起到阻燃作用，然后利用脈沖袋濾器，灰塵被困在濾袋外，旋風除塵器和袋式除塵器收集的粉塵經擺閥進行回收利用。

2.2 目前常用幾種捕集形式的比較

目前國內中頻爐煙氣采集的主要形式是傘式旋轉罩，其設置在爐嘴上方，并與兩個中頻爐的中心線來回旋轉。在進行加料的時候，旋轉蓋被取下，可以直接進行通過行車加料。進行出鋼時，中頻爐的爐臺翻轉，爐口在傘罩外。在這兩種情況下，傘罩都處于失位狀態，無法有效地清除煙霧，導致煙霧直接進入屋頂。由于進行不間斷的加料，傘罩的有效工作時間非常短，捕獲率約為50%。

一些制造商考慮使用屋頂二次除塵來解決傘罩的問題，但未能在車間內發現殘留的煙霧。二次除塵是在車間屋頂安裝一些吸塵罩，并通過獨立的除塵器將剩余的煙抽掉。實際使用過程中，容易出現以下問題：系統風量要求高，設備投資大，吸嘴位置的風速度很慢，吸煙效果不明顯，特別是在冬季條件下的大氣壓力低，排放煙霧的底部沉積在車間的下面，到不了屋頂，屋頂吸塵罩沒發揮作用。

2.3 中頻爐煙氣捕集形式的確定

對于每組中頻爐設計低位移動式排煙罩一套。排煙罩設置高低梁，上方安裝軌道，煙罩在軌道上行走。高端梁通過支撐設置在平臺側的廠房支柱上，低端梁設置在地面上。煙罩具體尺寸以不影響中頻爐活動平臺翻轉及加料而定。

低位移動式集塵罩相比以上兩種集煙形式有如下特點：（1）系統風量要求合理，投資較低，結構牢固，使用壽命長，操作簡易。（2）加料時，解決了煙氣散發的問題。出鋼時，由于罩體將出鋼坑覆蓋，出鋼在罩體內完成，實現了中頻爐冶煉、加料、出鋼時煙氣的全過程捕集。（3）我公司開發的中頻爐移動式集煙罩最根本的特點在于煙氣捕集效率高達95%，可有效解決加料、出鋼時煙氣捕集困難的問題，實現中頻爐煉鋼過程中煙氣的全過程捕集。

2.4 加料方式

加料時，通過加料設備進行加料，可根據現場實際情況采取后加料或側加料方式，加料平臺與冶煉平臺連成一體，因此通過在中頻爐冶煉平臺布置軌道，加料車在軌道上行走。加料時，加料車裝滿料后通過軌道開入罩內，完成加料，因此加料的煙氣可得到有效控制。采取液壓加料后，使得加料工序更規范化，減少了操作工的勞動強度，提高了工作效率。

2.5 出鋼方式

出鋼時，采取鋼包車出鋼形式。通過在平臺前方設置出鋼坑和出鋼平車，操作平臺在煙罩內翻轉，鋼水出到鋼包內，出鋼過程在煙罩內完成，保證出鋼時的煙氣得到有效的捕集，最后鋼包車開出煙罩，完成出鋼過程。采取鋼包車出鋼后，出鋼工藝得到改善，不需要行車吊著鋼包出鋼，改善了行車的工作條件，減少了行車的維修率，延長行車的使用壽命。

因此，總煙氣的煙氣捕集效率可達到95%以上，可以滿足國家的環保要求。同時，通過加料、出鋼的機械化操作，使冶煉工藝更加合理，提高了工作效率。

2.6 電氣控制系統的設計

低位移動式集塵罩、加料車、鋼包車均具有現場無線遙控裝置，操作迅捷、方便、實用性強。除塵系統的控制系統承擔除塵器正常運行所需要的清灰、卸灰工作及除塵器安全保護的自動控制任務，采用PLC可編程控制器，具有更高的可靠性、靈活性及兼容性。

3 結語

環保除塵系統工程設計的關鍵為煙塵捕集方面形式選擇以及系統風量確定。有效將煙塵的捕集罩以及煙塵的爆發點間的距離給減小，使得除塵系統其所需的風量降低，使得工程的投資得到節約，非常利于該煙塵其捕集形式方面的設計以及選擇。在這個基礎上，與國內外在中頻爐的煙塵凈化系統方面先進的技術設計相結合，將可以開發出有更高除塵效率，且工程的投資更加少，所占地的面積更小，還有運行的費用更低中頻爐的除塵系統。