炼钢厂连铸中包倾翻除尘工艺的研究与应用

马国迁 梁娜娜 蒋毅

摘要：炼钢厂连铸工艺中间包作用主要是防止钢水二次氧化和吸气，改善钢水流动状态，防止卷渣和促进夹杂物上浮，微调钢水成分，控制夹杂物形态和精确控制钢水过热度。连铸中间包浇注结束后，吊运至过跨车上，经过跨车道运输到渣跨中包倾翻位，将包内铸余渣倾倒至现场热焖渣备用。中间包是由耐火材料做的钢水隔离层，中间包使用后残留的铸余渣倾倒过程会瞬间产生大量的粉尘随热量迅速扩散，含有耐火材料的粉尘对人的身体伤害极大。

原连铸中间包倾翻除尘系统为接入转炉二次除尘系统，由于除尘罩设计不合理、风量小、吸尘点位设置不合理，移动除尘罩密封不严导致除尘效果差，除尘罩与生产交叉影响作业效率，通过改造原有移动除尘罩、新建除尘设施合理布置吸尘点位，并增设封板及移动装置，增强密封性，提高捕集效果的方式，提高除尘效果，改善现场环境。

关键词：连铸、中包倾翻、无组织扬尘、环境治理、职业健康

1.解决问题的背景

炼钢厂连铸中间包冶金是一项特殊的炉外精炼技术，是从钢的熔炼和精炼到制成固态连铸坯这个生产流程中保证获得优良刚质量的关键一环。中间包主要起到稳定钢流，减少钢流对结晶器中出生坯壳的冲刷;储存钢水，保证钢水温度均匀;是非金属杂物和钢液分离上浮;在多流连铸机上，中间包把钢水分配给各个结晶器，起到分流作用;在更换钢包时能起间接作用，从而保证多炉连铸的正常进行。浇注完毕后，损坏的耐火材料和形成的铸余渣需要倾倒至焖渣坑内进行焖渣处理，含有耐火材料的粉尘对人体的伤害极大，岗位人员长期处于这种环境中，会导致尘肺病、肺癌等呼吸疾病。连铸中间包倾翻给岗位人员带来极大的粉尘伤害和热辐射，中包倾翻瞬间产生庞大的烟气量一直是钢厂较为棘手的问题。

原连铸中间包倾翻除尘系统为接入转炉二次除尘系统，由于处于系统末端，除尘管道较细，除尘效果不理想;原移动罩为对开式移动罩，罩体庞大，周边密封性不好，倾翻过程中产生的大量烟尘，极大部分弥散到厂房内，给现场环境及员工健康带来极大的隐患。

2.问题解决措施

2.1 方案论证

中包倾翻每天作业一次，每次持续时间5-10分钟，倾翻瞬间产生大量的粉尘及热辐射，对除尘风量的要求极高，以抑尘率大于80%或现场无组织扬尘<8mg/m?为设计目标（检测点位为中包倾翻东侧2-3米），进行方案论证。

设计方案一：在原有基础上改造除尘管道、移动罩密封等措施处理，投资成本低，通过核算烟气量，需要风量约20万㎡/h，通过核算转炉二次除尘全速运行的余量不足10万m?/h，不能满足该点位风量要求，如再接入二次除尘系统可能导致二次除尘系统其它点位除尘能力下降，造成扬尘，经过论证后此方案不可行。

设计方案二：新建一台24万m?/h的除尘器，计划投资500万，投资较大，由于中包倾翻每天仅作业1次，使用率低，资源浪费严重，方案不可行。

设计方案三：将除尘管道接入废钢切割除尘系统，废钢切割除尘设计风量为25万m?/h，废钢切割工位、废钢加料工位均为间断性作业，除尘设施使用效率80%，通过论证计划在废钢切割及废钢加料作业间隙进行中包倾翻作业，通过自动化程序控制，除尘自动全速运行，废钢上料及废钢切割点位除尘关闭，除尘器全速运行，同时，对移动罩进行改造，由现有的半封闭改为全封闭，杜绝风量浪費，经论证，此方案能在投资最少的同时，保障除尘效果，计划实施第三种方案。

2.2 实施安装

通过对现场的分析，决定对现有移动罩及除尘管道进行改造，以提高移动罩的密封性和除尘系统改造双走向的方式，对问题进行解决。

2.2.1设计将原除尘管道去除，增加两个DN1200的除尘管道，接入废钢切割除尘系统，增加联锁，在中包倾翻时除尘自动全速运行，废钢切割除尘及废钢上料除尘两个点位除尘自动关闭，保障倾翻过程中烟气捕集效果。

2.2.2利用移动罩现有轨道梁柱结构，对罩体进行改造，将罩体长度加长、适当降低一点罩体高度，不影响正常中间包翻包作业和行车吊运，设置二个上侧吸吸口，下部两端在混凝土与低位轨道梁之间设置封板，前侧在低位轨道梁下部设置移门装置，罩体下挂设静电条，增强密封、减少野风混入增强密封性，增大风量，提高捕集效果。

3.问题解决后效果

根据方案三改造完成后，当过跨车载着中间包到达作业点位时，此点位设置的联锁系统控制除尘阀门自动开启，同时废钢上料及废钢切割点位的除尘阀门自动关闭，除尘器全速运行，保证该点位烟气捕集效果，倾翻作业开始后，过程中产生的瞬时热量及粉尘，全部被废钢切割除尘器抽走，有效地阻止了粉尘及热量的扩散，极大地改善了现场环境，保证员工身体健康，经检测，现场粉尘无组织扬尘5.4mg/m?，满足职业健康要求及环保超低排放要求。

结束语

高效、高质量的解决无组织扬尘污染源，是冶金行业环保及职业健康共同要求的目标，给员工提供健康舒适的作业环境是每一位炼钢厂管理技术人员的责任和义务，炼钢厂的工艺流程决定了无组织扬尘点位多、散、杂等特点，连铸中包倾翻除尘系统改善前，瞬间烟气量检测结果达100mg/m?，严重威胁了岗位人员的职业健康，为呼吸系统疾病埋下隐患，炼钢厂以问题为导向，积极研究解决方案，通过方案论证对比及现场观察，有效地解决了此项问题，在中包倾翻作业时，现场无组织扬尘控制在8 mg/m?以下，同时满足职业健康及超低排放要求，体现了企业以安全职业健康为红线，以环保为底线的原则及态度。

参考文件：

[1] 关于执行2020年大气污染物排放标准的的通知

[2] 关于推进实施钢铁行业超低排放的意见

[3] 钢铁企业超低排放评估监测技术指南

[4]《中华人民共和国职业病防治法》