转炉活动烟罩论文

转炉活动烟罩论文

摘要：对太钢炼钢二厂南区转炉原活动烟罩冷却系统结构进行改造，直接从发电厂管网上接进软水，使其进入75 m3水箱，通过冷却泵送到活动烟罩，经过在活动烟罩内循环后直接返回水箱，完成强制循环。

关键词：活动烟罩；漏水；汽化冷却；强制循环

太钢炼钢二厂南区转炉原活动烟罩冷却系统采用的是自然循环

方式，由于循环效果不好，活动烟罩经常烧坏、漏水，影响炼钢生产，浪费水资源。为了有效延长活动烟罩的使用寿命，减少检修时间，提高不锈钢的产量，增加企业效益，决定对1#炉活动烟罩循环系统进行必要的改造。

1 主要设备组成及工艺介绍

转炉汽化冷却系统主要由给水箱、给水泵、汽包、烟道、蓄热器、活动烟罩、一段、二段、三段、四段、末段组成。烟道直径为2 100 mm，总长约35 m，受热面积225.2 m2。排管设计为

Ф38的无缝钢管，汽包直径为Ф2 100 mm，长为10 542 mm，工作压力为2.5 MPa，容积50 m3，蒸汽温度225 ℃。蓄热器直径Ф3 000 mm，长13 172 mm，工作压力2.5 MPa，容积80 m3。各段为法兰连接，在一段与二段、二段与三段之间没有膨胀伸缩节，用以减小由于转炉内钢水或煤气爆炸时对汽化冷却烟道造成损坏，同时保证汽化冷却烟道在运行中自由膨胀。每一段都设置了下降管和回升管，汽包、下降管、下联箱和上升管（即水冷壁）组成一个循环回

路。由于上升管中的水在炉内受热产生了蒸汽，汽水混合物的重度小，而下降管在炉外不受热，管中是水，其重度大，两者重度差就产生推动力。水沿下降管向下流动，而汽水混合物则沿上升管向上流动，进入汽包，这样就形成水的自然循环流动。汽水混合物进入汽包后进行分离，未汽化的水与给水混合后继续参加水循环从而进行新的循环。具体情况如图1所示。

图1 转炉汽化冷却工艺图

2 改造前状况

活动烟罩也采用自然循环，使用中由于转炉炉口处高温，烟气冲刷剧烈、结渣等原因，烟罩受热管、集箱容易发生漏水。在2007

年1#炉扩容改造后，由于出钢方式改为炉口出钢，漏水问题更加突出，几乎每隔几天就出现漏水，每月至少焊烟罩三四次，每次焊接需2～3 h。由于转炉长时间在漏水情况下炼钢，半年时间就更换了烟罩，但新烟罩仍频繁漏水，漏水问题已经严重影响了不锈钢线产能释放和生产安全，也加重了检修人员负担，到了必须解决的程度。为解决此问题，尝试了多种方案均未取得明显效果。

3 技术改造方案及措施

通过分析认为，造成活动烟罩频繁漏水可能有以下几种原因：①循环水停滞和倒流。在循环回路内成排的上升管中，由于管壁清洁情况和燃烧室温度场的分布情况，各根管子会产生受热偏差。在受热少的上升管中，汽水混合物的重度大于受热强的上升管中汽水混合物的重度。因此，在受热少的管子中流动压头就比较小，甚至不

能保证足够快的循环水流速。如果循环水流速接近于零，便成为循环水停滞。②汽水分层。在水平或倾斜度很小的上升管中，当其中循环水流速很低，到0.4 m/s以下时，因重力作用可能发生管子上部为蒸汽下部为水的“汽水分层”现象。这时，上部管壁便会过热，导致活动烟罩出现漏水现象。③当炉水从汽包进入下降管上口时，流动截面突然缩小，发生加速流动，因而造成压力损失。另一种情况是，下降管上部水面形成了漩涡，使一部分蒸汽被吸入下降管，也会形成“汽穴”，从而导致活动烟罩出现漏水现象。

为了改善这种状况，我们通过比照电炉水冷件原理增加活动烟罩抵抗高温的能力，从水循环的根本上改变运行模式，即由汽化自然循环方式改为强制水冷方式，采用强制循环。这样，循环水停滞和倒流、汽水分层、下降管带汽的问题就得到了彻底解决。

4 具体方案

从水泵房净水箱接用软水，使其通过软水泵送到活动烟罩，在活动烟罩内循环后直接返回净水箱完成强制循环。具体做法是切除原活动烟罩上升管、下降管，从水泵房净水箱接用软水，通过软水泵实现对DN219管道供水210 m3/h，切除原烟罩上升管、下降管，接入循环软水，完成循环。为了保证安全，接进水回水温度信号引入1#炉操作画面，并与氧枪联锁。具体情况如图2所示。

5 效果分析

6 转炉活动烟罩强制循环系统使用维护规程

6.1 1#炉活动烟罩水冷系统构成

二钢厂1#炉活动烟罩采用强制水冷循环，与锅炉系统分离，主要工作流程如图3所示。

图3 活动烟罩强制循环流程图

净环水泵房净水箱通过水泵将软水打入活动烟罩，在活动烟罩中升温2～5 ℃后又返回净水箱。

6.2 设备组成

设备组成：①净水箱。与供转炉氧枪口、溜槽冷却水共用2个20 m3净水箱。②2台水泵。型号：8sh-6，流量：234 m3/h，扬程：9 m，电机功率：110 kW，额定电流：203 A。③管路。

流量计、温度取样、进出口阀门、金属软管。④活动烟罩。

6.3 联锁及控制

联锁及控制：①回水温度高于60 ℃时报警，高于80 ℃时提枪；

②水泵房2台水泵同时停运时提枪；③转炉操作室引入温度、流量信号，锅炉操作室引入温度信号进行监控。

6.4 运行规程

系统安装有温度、流量信号，1#转炉操作室和锅炉操作室负责对运行中烟罩温度、流量信号随时监视，出现异常或报警及时联系调整，具体规定：①当烟罩回水温度高于50 ℃时，1#转炉操作室和锅炉操作室通知水泵房调整系统。②当回水温度高于60 ℃时，转炉操作室通知调度室，调度室通知设备科专业员，动力车间主管现场组织检查处理，对正在吹炼炉次加强监视随时做好停产准备，吹炼完成后暂停装炉，等到查明原因后方可生产。③当动力水泵房接

回水温度高于50 ℃时通知检查系统，及时调整回水进入净水箱和净环冷却水塔比例，加强补水，使系统温度降低；如果回水温度与仪表显示不符，通知电气车间对温度取样及传输进行检查校正。④动力水泵房在运行时，随时监控电流表正常与否（正常运行电流约190～210 A），巡检水泵声音正常，无发热、漏水等异常，出口压力稳定（0.5～0.6 MPa）。发现异常及时调整处理，同时对备用泵检查维护，保证随时可以启动。⑤动力锅炉操作引入温度信号，监盘人员对此信号随时监视，并与氧枪冷却软水温度比对，发现异常通知水泵房调整。

转炉生产前，操作工确认烟罩进回水温度正常后，方可开始生产。2台软水泵与转炉吹氧联锁，当2台泵全停时，转炉不能吹氧，炉前通知水泵房启动备用泵，水泵房启动备用泵并检查正常运行后与炉前联系确认恢复生产。