[发明专利]不锈钢冶炼过程中不同成分粉尘分离的方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种在不锈钢冶炼过程中分离不同成分粉尘的方法及系统。

背景技术

不锈钢冶炼过程中产生大量冶炼粉尘，炼钢粉尘的处理成为钢铁行业所面临的世界性难题之一。粉尘中含有镍、铬、镉、铅、锌等多种重金属，粉尘填埋弃置时其中的重金属易被雨水或地下水浸出，会对环境造成不利影响。我国目前对于不锈钢粉尘的处理，只是将粉尘简单堆放于环境之中，易造成污染，且尘中含大量的镍、铬等我国匮乏的金属资源。中南大学通过大量的研究开发出不锈钢冶炼粉尘直接回收技术，即将粉尘与还原剂混合制粒后返回炼钢炉，利用炼钢炉内的高温条件将粉尘中的镍、铬、铁等有价金属还原回收于不锈钢母液之中，该技术不仅保护环境同时可回收粉尘中金属资源。但要实施不锈钢冶炼粉尘的直接回收工艺，必需分离出不同成分的粉尘，仅将高镍、铬含量的粉尘直接还原回收，这样可避免铅、锌、硅、钙、镁等在系统中循环积累造成炼钢炉况恶化而影响正常生产。

现有技术中，将不锈钢冶炼烟气经烟道冷却降温后再采用袋式除尘器捕集烟气中的粉尘，获得的粉尘中含有炉渣、钢液和铅锌等多种物相成分，给进一步的金属回收造成困难。若通过除尘系统的改造和控制烟气处理条件，在冶炼过程中分离不同成分粉尘，可便利粉尘的进一步回收和处理。而现有技术中还缺乏针对不锈钢冶炼烟气中不同成分粉尘的分离技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种不锈钢冶炼过程中不同成分粉尘分离的方法及系统，利用膜滴、喷射液滴物理化学特性的差异和铅、锌及其氧化物的蒸汽压的差别，获得炉渣粉尘、镍铬粉尘和铅锌粉尘，从而达到不同成分粉尘分离的目的。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种不锈钢冶炼过程中不同成分粉尘分离的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)第一级重力除尘，在防止空气进入的条件下，将不锈钢冶炼出炉烟气引入重力沉降室，分离炉渣粉尘；烟气进入重力沉降室的温度为1000～1400℃；

2)第二级除尘，在防止空气进入的条件下，将经过第一级重力除尘处理后的烟气引入旋风除尘器，分离镍铬粉尘；烟气离开旋风除尘器的温度为960～1000℃；

3)将经过第二级除尘的烟气燃烧后，再进入第三级布袋除尘，捕获铅锌粉尘。

在所述步骤1)中，控制烟气在重力沉降室断面上的临界流速为0.2～0.8m/s。在所述步骤2)中，控制烟气进入旋风除尘器流速为15～25m/s，进入旋风除尘器的烟气含尘浓度低于200g/Nm³。

所述的布袋除尘是将燃烧后的烟气通过袋式除尘器，其过滤速度v＝1～2m/min，控制烟气温度为高于露点温度30～50℃。

电炉炼钢时采用第四孔排烟的方式，对烟气保温。

本发明所涉及的一种不锈钢冶炼过程中不同成分的粉尘分离系统，其特征在于：包括重力沉降室、旋风除尘器、燃烧室和袋式除尘器，所述重力沉降室的入口连接炼钢炉的排烟管道，所述的重力沉降室、旋风除尘器、燃烧室和袋式除尘器通过管道依次串接，其中炼钢炉、重力沉降室、旋风除尘器均为防止空气进入的封闭连接。

连接炼钢炉、重力沉降室、旋风除尘器的排烟管道采用保温材料和耐火材料，所述的重力除尘器内衬耐火材料，所述的旋风除尘器内衬耐火材料或采用陶瓷材料。

所述的重力沉降室的高度H、长度L、颗粒沉降速度v_s和烟气流速v₀满足以下关系：H＜L*v_s/v₀。

作为改进，旋风除尘器为2N个，分为两组并联使用，每组N个串联，其中N为正整数。

作为改进，所述的燃烧室设置有强制送风系统或自然进风活套调节装置，所述的燃烧室安装有用于检测烟气中CO浓度的传感器和用于控制所述强制送风系统或自然进风活套调节装置的控制器，该传感器输出信号到所述的控制器。

所述的袋式除尘器的滤袋的总过滤面积F＝Q/60v，Q为烟气流量。

本发明的技术原理如下：

通过不锈钢冶炼生产实践观察和收集的不同成份粉尘分析研究中发现，从冶金炉内由热气流带出的钢液和炉渣熔体有如下四种形式：

①冶炼过程加入的物料直接被热气流带出，如补充的造渣剂和喷入的煤粉等，这些粉料通常以固体颗粒的形式直接进入除尘系统。

②低沸点金属的挥发，如入炉料中铅、锌、镉等金属被还原后在局部的高温区或吹氧区挥发进入除尘系统。

③在冶金炉内因剧烈的搅动，熔池内的熔体被搅起以小液滴进入烟气。