某钢厂出铁场除尘布袋灼损探析

从2015年9月到2016年7月，1#高炉、2#高炉相继投产至今，2座炉的出铁场除尘布袋累计更换近8000条。其中，1#高炉运行28个月更换4870条滤袋，2#高炉运行18个月更换3130条滤袋。目前，所用为PTFE覆膜涤纶针刺毡滤袋，近似于在5~6年间完成1次全部滤袋的更新。新滤袋、旧/损滤袋见图3~图4。

图3 新滤袋

图4 旧/损滤袋 (含灼孔)

3 场内观察

经场内观察发现：出铁场内产生铁花的主要位置为铁口和摆动流槽(如图5)，成因是铁流喷射、抛坠中碎裂脱出铁素或渣皮颗粒。而撇渣器处虽液面相对稳定，但亦会迸发矮小铁花(或受铁水性质或沟衬材质影响所致)。在出铁各时段不同抽风情况下，铁花吸引情况如表2所示。

图5 正常出铁的铁口与摆动流槽

表2 铁花吸引情况

4 过程原因分析

灼损除尘器布袋的火花除来自上述铁花外，还有一部分是炽热稻壳，但此两者并非全数成为火花，否则滤袋必是千疮百孔，除尘器也将不能使用。

粒径2.5~3.3mm铁丸的自由悬浮速度(指气流自下而上，且铁丸在某平面微幅上下摆动时的流速)为24.8~27.4m/s，低于此流速铁丸将坠底。

由此，除尘立管设计风速≥21m/s，不足以顶升铁花，况且横管内流速与自由悬浮速度成90°相交，不能裹挟铁花前进(铁花与粉尘不同，后者按μm计，具有某水平速度的气体通过粘滞力能克服乃至忽略重力影响带动粉尘)。

进入除尘吸风罩的铁花主要是粘附在罩体口部或沉降在其后一段长度的管底。除尘器进风主流道风速12~13m/s，分风支流道风速9~10m/s，灰斗横截面(最大处)风速0.8m/s，这些数据表明可能成为火花的铁花在接触滤袋之前有多次沉降机会。且滤袋灼孔大小表明火花直径至少3~8mm，而相同尺寸铁花的自由悬浮速度处于更高水平，从理论上讲，其接触滤袋的难度也更大，但不能完全排除铁花接触滤袋的可能。

车间内炉前作业会使用碳化稻壳作为液流覆面保温材料。该材料是将稻壳加热至临近其燃点经不完全燃烧后制得，其主要成分是碳和硅。碳化稻壳颗粒长7~12mm、宽3~4mm，具有质量轻、导热性低等特点。

覆面稻壳中靠近液流的部分会被加热到炽热状态，若其因操作或喷溅而扬起，除尘抽风会将其裹挟 (谷物粉尘风动速度为10~12m/s，碳化稻壳更低于此流速)，随风流动。在此过程中，稻壳与空气中的氧反应燃烧，逐渐灰化并保有一定温度，在接触滤袋前如未燃毕，则可能对布袋造成灼伤。

在有限范围内观察的除尘器收集灰中，未能发现颗状尘粒。但滤袋上有灼孔分布的事实说明，仍有微量铁花或稻壳突破前述阻碍因素最终附着于滤袋，灼损滤袋。

5 运营实绩与预期效果

在生产过程中，运营部门已采取如下措施：

1、在铁口竖向侧吸罩的下半口部蒙设孔径为1cm×5cm的多孔板或在水平距罩口10cm处架设1块浮空挡板(蒙板或挡板平均2周清除1次粘附物)；

2、在距除尘器入口最近的弯管内设少量挡板，可起到一定的阻火花效果。

经实地踏勘与讨论分析，提出以下措施：

1)将除尘末端(即除尘吸风罩或壁面抽风口)进风面积扩大，在不影响烟尘捕集前提下减小气流速度，降低铁花吸入率。铁口侧吸在施工安装中为拓展炉体水冷管检修间隙实际上已经改小，摆动流槽和撇渣器则受制于平台板梁及安装空间，无法改动。

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