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煉鋼電弧爐的工藝過(guò)程一般分為熔化、氧化和還原三個(gè)期。熔化期主要是爐料中油類可燃物質(zhì)的燃燒和金屬物質(zhì)在高溫時(shí)氣化而產(chǎn)生黑褐色煙塵。氧化期是強(qiáng)化脫碳,由于吹氧或加礦石而產(chǎn)生大量赤褐色濃煙。還原期是除去鋼中氧和硫,調(diào)整化學(xué)成分而投入炭粉等造渣材料,產(chǎn)生白色和黑色煙塵。其中氧化期產(chǎn)生的煙氣量最大,含塵濃度和煙氣溫度最高,所以電爐煙氣凈化系統(tǒng)應(yīng)按氧化期進(jìn)行設(shè)計(jì)。 有爐外橢煉裝置的高功率和超高功率電爐則無(wú)還原期。 1.排煙方式 煉鋼電弧爐的排煙方式較多,大致可分為:爐外排煙、爐內(nèi)排煙、爐內(nèi)外結(jié)合排煙和屋頂排煙等方式。排煙方式應(yīng)根據(jù)治煉鋼種、工藝操作、工藝布、爐型、廠房條件、水源情況、投資大小、環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)衛(wèi)生和節(jié)能等要求以及維護(hù)管理水平進(jìn)行具體分析和綜合比較來(lái)確定。 煙塵性質(zhì) (1)煙塵成分 煉鋼電弧爐煙氣的主要成分有:CO、CO2、N2和O2等。煙氣中還含有少量的SO2和氟化物。經(jīng)有關(guān)單位測(cè)定,當(dāng)電弧爐有排煙凈化措施時(shí),CO、SO2及氟化物的排放濃度都不會(huì)超過(guò)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),因此可不設(shè)專門的凈化設(shè)施。煙氣中粉塵的主要成分有:FeO、FeO3、SiO2、CaO、MgO、C以及少量的Al2O)、MnO和S等。其中含量最多的是FeO、Fe2O、CaO等。 2)煙氣起始含塵量及其質(zhì)量粒徑分布率 煙氣起始含塵量取決于原材料狀況、冶煉鋼種、治煉工藝和排煙方式。設(shè)計(jì)參考值如下: 爐內(nèi)排煙時(shí),含塵量大?？砂慈蹮挌皣嶄摦a(chǎn)生粉塵8~12kg計(jì)算。煙氣含塵濃度約為13~20g/m3,最大為22g/m3爐外排煙時(shí),含塵量相對(duì)較小?？砂慈蹮捗繃嶄摦a(chǎn)生粉塵6~10kg計(jì)算。煙氣含塵濃度約為1.0~3.-0g/mk。爐蓋單等爐外排煙,其煙氣起始含塵量為1.3~1.5g/m;屋頂排煙與爐內(nèi)排煙方式結(jié)合時(shí)為1.0~1.5g/m,最大為3.0g/m。 煙塵質(zhì)量粉徑分布率根據(jù)操作條件而變化,見(jiàn)表5-21。在吹氧期,煙塵的平均粒徑在0.01~0.1m范圍內(nèi),大約有85%以上是4am以下的塵粒。 煙塵的堆積密度:國(guó)內(nèi)實(shí)測(cè)500~550kg/m2,國(guó)外資料650~800kg/m3。 (3)煙氣溫度 煙氣溫度的高低取決于爐子容量大小,治煉鋼種及不同冶煉期和排煙方式。用于風(fēng)管計(jì)算,通風(fēng)機(jī)和冷卻凈化設(shè)備的選擇,可采用以下參考值: ≥20的電弧爐爐內(nèi)排煙=1250~1400C; ≤1就的電弧爐爐內(nèi)排煙=1000~1200℃; 爐外排煙=100~160℃,一般熔煉時(shí)≤100℃,吹氧時(shí)=100~200℃。設(shè)計(jì)時(shí)可按=150C; 屋頂排煙=70℃。      

硅鐵電爐大多采用半封閉跟,煙軍罩口距電爐爐口約1.8m左右,罩口以下周圍設(shè)有隔熱材料或水冷圍壁,稱矮煙罩。也有罩口距電爐爐口約5.0m左右的高煙軍。圍壁都有活動(dòng)操作門 生產(chǎn)硅鐵時(shí),散發(fā)大量細(xì)微粉塵和CO,CO在料層上部燃燒,高溫?zé)煔馀c半封閉罩開(kāi)口處吸入的空氣混合后,經(jīng)除塵器凈化后排入大氣。煙氣量、煙氣溫度、煙氣成分和含塵 量等主要取決于冶煉爐況和半封閉罩操作工藝。 1.煙塵性質(zhì) 常見(jiàn)的冶煉硅鐵的煙塵性質(zhì)如下 (1)爐氣成分:主要有N27.16%、CH40.47%、H23.92%、CO20.54%、CO87.92% (2)煙塵成分:主要有SiO28839%、AI2O、0.4%、Fe-O30.6%、CaO0.2%、Mg0.17%、C1.4%。 (3)煙氣含塵量及粉塵顆粒粒徑 爐氣的含塵量達(dá)90~175g/m.,治煉每噸硅鐵產(chǎn)生粉塵200~300kg,1.0pm以下的粉塵占80%以上。煙氣的含塵量一般為1.6~2.69g/mk,搗爐時(shí)為2.1~4.8g/m粉塵的堆積密度為0.22~0,3/m2。 (4)煙氣溫度 爐氣的溫度一般為500~700℃,當(dāng)出現(xiàn)刺火、翻渣和塌料時(shí),爐氣溫度可達(dá)~1000℃爐氣與罩外進(jìn)入空氣混合后的煙氣溫度決定于采用何種煙氣凈化方式:如采用回收煙氣顯熱的熱能回收時(shí),煙氣溫度可采用800~900℃;如不回收顯熱而采用冷卻煙氣時(shí),則一般為500~600℃;治煉硅鐵采用半封閉罩時(shí),煙氣溫度控制在~450℃。煙氣溫度的控制主要依靠調(diào)整罩外進(jìn)入空氣量的大小。由于煙氣溫度降低時(shí),粉塵的粘性大大增加,故煙氣溫度應(yīng)控制在140C以上。 2.排風(fēng)量(排煙量)的確定 采用半封閉罩時(shí),其排煙量可按以下方法確定 (1)按爐氣量的50~100倍計(jì)算排煙還。治煉硅鐵的爐氣量約為1500~2000m3/產(chǎn)品。 治金行業(yè)估算指標(biāo):煙氣量一般為50000m3/產(chǎn)品,刺火瞬時(shí)排煙量為10000m3/產(chǎn)品。 (2)在缺乏治煉工藝數(shù)據(jù)時(shí),可參考挪威?？?ELKEM)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值確定。 采用半封閉罩,如用空氣冷卻器冷卻煙氣時(shí),煙氣溫度400~700℃,煙氣量為6~8m/kWh,當(dāng)采用余熱鍋爐時(shí),煙氣溫度800~1200C,煙氣量3~5m/kWh。 (3)國(guó)內(nèi)硅鐵電爐的排煙量,按電爐容景和煙氣溫度為450℃時(shí)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下: 1800kVA-9000m3/h;3000kVA-18000m3/h;6000kVA-35000m3/h;12500kVA-65000m3/h;2000VA-9000mn3/h25000kVA-125000m/h。 3.煙氣冷卻裝置和除塵器選擇 國(guó)內(nèi)硅鐵爐煙氣冷卻裝置一般采用風(fēng)冷冷卻器或余熱鍋爐,也有采用直接噴霧冷卻塔的實(shí)例。 由于硅鐵電爐粉塵的比電阻為33&imes;102~5.5&imes;10Q?cm,所以普遍采用袋式除塵器。 當(dāng)濾料為無(wú)堿玻璃纖維時(shí)過(guò)濾風(fēng)速&l;.5m/min;一般為0.3~0.4m/min,速料為合成纖維時(shí)過(guò)濾風(fēng)速&l;1.m/min,一般為0.6~0.8m/min。清灰方式用反吹清灰居多。