热连轧轧机喷雾除尘新技术开发及应用

热连轧轧机喷雾除尘新技术开发及应用

裴智勇

河钢集团唐钢一钢轧厂 河北省唐山市 063000

摘要：近年来，随着目前环保要求的日益严格，为创建花园式清洁工厂，热连轧轧机除尘效果亟需改善；同时针对热轧卷板面质量的要求日益严苛，板面粉尘压入造成质量缺陷的情况时有发生。原设计采用的喷水除尘加风机除尘，仅可以抑制少部分钢种轧制过程产生的烟尘，大部分烟尘会逃逸出去。同时因除尘喷嘴孔小，水质要求高，易出现喷嘴堵塞的情况，且喷嘴难于拆卸，维护难度大，存在堵塞后板面冷却不均匀造成的质量风险。

关键词：热连轧轧机；喷雾除尘；新技术开发；应用

引言

不仅造成车间烟尘飞扬，影响职工的身心健康，而且对车间内的电机造成严重威胁。有些电机虽然建了房子、盖了钢罩、裹上塑料布等，仍无法从根本上解决细粉尘带来的影响，需经常进行电机吹扫除尘，仍有的电机如精轧 F 2 因进铁皮粉尘而烧损。

1粉尘的危害

（１） 影响人的身体健康。粉尘中含有大量的氧化粉尘，被人吸入后容易患尘肺。尽管现场作业工人足额配发口罩，但仍不能避免部分粉尘被吸入。

（２） 对设备运行造成隐患。粉尘无孔不入，降落堆积在电缆接头处会造成短路，导致设备故障；冷却风机入口进入的大量粉尘经常将过滤棉堵塞，导致冷却不足等。

（３） 给设备点检维修造成困难。大量的粉尘油污沉积在设备表面，使设备点检人员不能辨清设备的工作状态，使部分连续运转的设备处于未知状态；另外在检修设备时表面的尘污使检修的难度加大。

（４） 增加了现场管理的难度。现场的灰尘一直是现场管理中的难题。

2应用除尘技术的目的

2.1 职工身心健康的要求

在轧钢生产中，粉尘的主要成份是Fe2O3，它严重危害作业工人的身体健康。人体吸入后，可刺激呼吸道，引起鼻炎、咽炎、支气管炎等上呼吸道炎症，严重的可发展成为尘肺病；同时，又可刺激皮肤，引起皮肤干燥、毛囊炎、脓皮病等疾病。人体吸人过量会导致矽肺。矽肺是职业病学中最严重的病种之一，临床一般表现为气短、胸闷、胸痛、咳嗽和咯痰等呼吸功能障碍症状。

2.2 降低向大气排放粉尘浓度，环境保护的要求

生产中粉尘若不加处理随意向大气排放，可以造成对环境的污染，造成环境的破坏。目前，节能减排已成为社会发展趋势，钢铁企业的自身特点决定了需要更加减少排放。

3热连轧轧机喷雾除尘新技术开发及应用

3.1设备选型

根据烟气温度较高、含油、含水量较大的工况条件，可选择的除尘器有干式塑烧板除尘器和湿式除尘器，虽然根据经验采用塑烧板除尘器在技术上最为可靠，但受投资额所限，同时考虑到现场附件有现成的污水处理站可以利用，因此本系统采用湿式除尘器。根据资料[2]的各种常见湿式除尘器比较表，采用了处理量大、除尘效率较高、阻力较低和耗水量少的冲激式除尘器。该冲激式除尘器处理量为40×104m3/h，除尘效率≥98%，风速5.4m/s，耗水量≤4t/h，阻力≤1500Pa。风机采用Y5-2×48-14№22.5F型双吸双支撑离心式通风机，流量40×104m3/h，全压6000Pa。

3.2除尘方案

为了减少粉尘对作业环境的污染，改善操作条件，在精轧机组后几个机架设置除尘系统。 除尘系统由集尘罩、支管道、总管道、除尘器、风机和烟囱组成。 在精轧机组 F1 至 F5 机架共有 5个除尘点，每点设计风量为 30 000m 3 ／h 。 轧机产生的烟气集入封闭式烟气罩内， 通过排烟管道进入水雾除尘器进行净化后排入大气。在两个机架间的上方用整体钢板封闭形成集尘罩 （根据需要可迅速拆装），并将支管道的吸风口开在集尘罩传动侧，支管道接在总管上，总管的另一端接在南侧厂房外的除尘器入口，出口接风机。为防止空气流动对粉尘上浮进入集尘罩造成影响， 对主轧跨与电机跨进行全封闭，同时将 F1 至 F5 机架传动侧全封闭。 而为操作观察与调整方便，对操作侧只进行半封闭，轧制线以上 1．2米为观察空间。 考虑到 F5 出口粉尘量最大而且扩散速度最快，因此在 F5 出口将集尘罩的高度降低至距离辊道 1．2 米， 并将罩体下沿长度延长 1 米。 同时为防止附在带钢表面的粉尘外逸，在前端安装吹扫管，将罩体外下方粉尘吹入罩体内。

3.3改进方向

系统建设后投入使用以来，运行良好，极大地改善了车间环境，提高了企业形象。但仍然存在一些问题值得改进：1）由于吸尘罩口离轧辊高度过高，导致吸尘罩对烟气的有效控制风速稍微不足，仍然偶尔有少量烟气逃逸，这主要受限于吸尘罩的固定位置，因此建议轧机设计者在往后的设计中与环保人员事先沟通，预留吸尘罩的固定位置，这样可以保证吸尘效果并且大大减少风量，从而降低能耗；2）由于冲激式除尘器的除尘水池水位波动过大，导致系统阻力不够稳定，有时排气筒出口会夹带水滴。因此建议类似项目最好采用干式塑烧板除尘器，如实在要采用冲激式除尘器，必须控制好水位线的稳定，同时风机全压可降低1000Pa。

3.4除尘器工作原理

除尘器入口处将总管道直径迅速缩小后再扩张开， 使得粉尘高速通过径缩管口，在此处引入一定压力的水流，相对速度很高，喷入的水立即被雾化为很细的水滴，这些水滴成为妨碍尘通过的屏障，用于捕集粉尘。 高速运动的粉尘颗粒碰撞在这些水滴上即被捕集，捕集了粉尘颗粒后的水滴，在其后通过的 3 道集水板上凝聚后经排水管道流入浊环水池。 经过 3 道集水板脱水后的气体由引风机经烟囱排入大气。

3.5除尘器布置的选择

中宽带轧机除尘器的位置与布置是本项目难点之一，经过多次现场察看，最理想的是布置于磨辊间厂房西侧的草坪上，但除尘烟道要经过轧线到工作侧，影响天车吊运轧辊等作业。而在主电楼南侧地方小且有碍于主轧跨传动侧物品运输，若布置于食堂南侧则对现场办公室噪声太大且不利于该处的成品钢卷大车的运输。经过慎重方案论证，最终放于加热炉上料跨东侧、浴池之北。除尘器与风机系统一般分为平面和立体 2 种方式，前者占地较大、投资小，后者在地方较小的情况下除尘器与风机上下布置、但投资大。由于中宽带生产线新建加热炉要提高产能、增加炉体长度，而除尘器处正好位于新建成加热炉推钢机、风机和引风机的位置。经过与加热炉供应商几次现场测量和规划，同时加热炉风机和变压器又不能在煤气管道的正下方，给除尘器与风机选择平面布置增加了难度。平面布置的风机要进出口同风道成 45°，又要与 2 个除尘器出口相对应。风机出口安装消声器和排放烟囱，与新加热炉新建推钢厂房留有 5 m 的消防通道。除尘器入口烟道采用中分、各分 4 个烟道分别进入两除尘器下部，经过塑烧板过滤后，符合标准排放的空气由顶部引出，经过风机、消声器、烟囱排到大气中。

结语

通过将新钢热连轧精轧机组的轧机喷雾除尘改造后，已实现了轧制喷雾除尘的自动化控制，除尘效果达到预期效果。硅钢、优钢等烟尘大的钢种轧制过程中，粉尘抑制≥90%以上，风机除尘已减少75%以上的开起率，部分情况采用降频运行，粉尘压入降次率明显下降，厂房环境得到有效改善。通过轧机喷雾除尘改造应用后，项目创效明显：减少风机除尘运转电耗200余万元；减少氧化铁皮灰压入钢卷量月均400t，若钢卷规格降级则每吨少卖200元，全年可减少经济损失：400×12×200=96万元；同时改善厂房内环境，减少电气故障及机械设备的维护成本，属国内热连轧生产线领先水平。

参考文献:

[1]韩海伟.塑烧板除尘控制系统设计与实现[J].山西电子技术. 2008年, (第 3 期):45-46 转 52.

[2]王晓.塑烧板除尘器在热轧带钢生产工况的应用[J].工业安全与环保.2009 年, 第 35 卷(第 4 期):19-20.

[3] 郝晓荣. 塑烧板除尘器自动控制系统的应用 [J]. 山西电子技术.2010 年, (第 2 期):42-43.

[4]鲍丽珣,周早龙.塑烧板除尘系统改造[J].自动化应用.2010 年, (第 8期):4-5 转 8.

[5]高宇琦.塑烧板除尘自动控制系统及应用前景[J].山西电子技术.2009 年, (第 03 期):89-90 转 94.