[發明專利]不銹鋼冶煉過程中不同成分粉塵分離的方法及系統

有效

• 申請號: 200810031116.6
• 申請日: 2008-04-21
• 公開（公告）號: CN101260472A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 彭兵;柴立元;彭及;張傳福;閔小波;王云燕;何德文;楊志輝;王海鷹;黃燕
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，涉及一種在不銹鋼冶煉過程中分離不同成分粉塵的方法及系統。

背景技術

不銹鋼冶煉過程中產生大量冶煉粉塵，煉鋼粉塵的處理成為鋼鐵行業所面臨的世界性難題之一。粉塵中含有鎳、鉻、鎘、鉛、鋅等多種重金屬，粉塵填埋棄置時其中的重金屬易被雨水或地下水浸出，會對環境造成不利影響。我國目前對于不銹鋼粉塵的處理，只是將粉塵簡單堆放于環境之中，易造成污染，且塵中含大量的鎳、鉻等我國匱乏的金屬資源。中南大學通過大量的研究開發出不銹鋼冶煉粉塵直接回收技術，即將粉塵與還原劑混合制粒后返回煉鋼爐，利用煉鋼爐內的高溫條件將粉塵中的鎳、鉻、鐵等有價金屬還原回收于不銹鋼母液之中，該技術不僅保護環境同時可回收粉塵中金屬資源。但要實施不銹鋼冶煉粉塵的直接回收工藝，必需分離出不同成分的粉塵，僅將高鎳、鉻含量的粉塵直接還原回收，這樣可避免鉛、鋅、硅、鈣、鎂等在系統中循環積累造成煉鋼爐況惡化而影響正常生產。

現有技術中，將不銹鋼冶煉煙氣經煙道冷卻降溫后再采用袋式除塵器捕集煙氣中的粉塵，獲得的粉塵中含有爐渣、鋼液和鉛鋅等多種物相成分，給進一步的金屬回收造成困難。若通過除塵系統的改造和控制煙氣處理條件，在冶煉過程中分離不同成分粉塵，可便利粉塵的進一步回收和處理。而現有技術中還缺乏針對不銹鋼冶煉煙氣中不同成分粉塵的分離技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種不銹鋼冶煉過程中不同成分粉塵分離的方法及系統，利用膜滴、噴射液滴物理化學特性的差異和鉛、鋅及其氧化物的蒸汽壓的差別，獲得爐渣粉塵、鎳鉻粉塵和鉛鋅粉塵，從而達到不同成分粉塵分離的目的。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種不銹鋼冶煉過程中不同成分粉塵分離的方法，其特征在于，包括以下步驟：1)第一級重力除塵，在防止空氣進入的條件下，將不銹鋼冶煉出爐煙氣引入重力沉降室，分離爐渣粉塵；煙氣進入重力沉降室的溫度為1000～1400℃；

2)第二級除塵，在防止空氣進入的條件下，將經過第一級重力除塵處理后的煙氣引入旋風除塵器，分離鎳鉻粉塵；煙氣離開旋風除塵器的溫度為960～1000℃；

3)將經過第二級除塵的煙氣燃燒后，再進入第三級布袋除塵，捕獲鉛鋅粉塵。

在所述步驟1)中，控制煙氣在重力沉降室斷面上的臨界流速為0.2～0.8m/s。在所述步驟2)中，控制煙氣進入旋風除塵器流速為15～25m/s，進入旋風除塵器的煙氣含塵濃度低于200g/Nm³。

所述的布袋除塵是將燃燒后的煙氣通過袋式除塵器，其過濾速度v＝1～2m/min，控制煙氣溫度為高于露點溫度30～50℃。

電爐煉鋼時采用第四孔排煙的方式，對煙氣保溫。

本發明所涉及的一種不銹鋼冶煉過程中不同成分的粉塵分離系統，其特征在于：包括重力沉降室、旋風除塵器、燃燒室和袋式除塵器，所述重力沉降室的入口連接煉鋼爐的排煙管道，所述的重力沉降室、旋風除塵器、燃燒室和袋式除塵器通過管道依次串接，其中煉鋼爐、重力沉降室、旋風除塵器均為防止空氣進入的封閉連接。

連接煉鋼爐、重力沉降室、旋風除塵器的排煙管道采用保溫材料和耐火材料，所述的重力除塵器內襯耐火材料，所述的旋風除塵器內襯耐火材料或采用陶瓷材料。

所述的重力沉降室的高度H、長度L、顆粒沉降速度v_s和煙氣流速v₀滿足以下關系：H＜L*v_s/v₀。

作為改進，旋風除塵器為2N個，分為兩組并聯使用，每組N個串聯，其中N為正整數。

作為改進，所述的燃燒室設置有強制送風系統或自然進風活套調節裝置，所述的燃燒室安裝有用于檢測煙氣中CO濃度的傳感器和用于控制所述強制送風系統或自然進風活套調節裝置的控制器，該傳感器輸出信號到所述的控制器。

所述的袋式除塵器的濾袋的總過濾面積F＝Q/60v，Q為煙氣流量。

本發明的技術原理如下：

通過不銹鋼冶煉生產實踐觀察和收集的不同成份粉塵分析研究中發現，從冶金爐內由熱氣流帶出的鋼液和爐渣熔體有如下四種形式：

①冶煉過程加入的物料直接被熱氣流帶出，如補充的造渣劑和噴入的煤粉等，這些粉料通常以固體顆粒的形式直接進入除塵系統。

②低沸點金屬的揮發，如入爐料中鉛、鋅、鎘等金屬被還原后在局部的高溫區或吹氧區揮發進入除塵系統。

③在冶金爐內因劇烈的攪動，熔池內的熔體被攪起以小液滴進入煙氣。