電熔耐火原料在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵和有害氣體,既污染環(huán)境又浪費(fèi)資源,雖然大多數(shù)企業(yè)在工廠建設(shè)時(shí)都配套了除塵設(shè)施,但由于工藝條件復(fù)雜, 除塵設(shè)施在配合上都不同程度地存在一些問(wèn)題,除塵效果很難達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求,。

　　在電熔耐火原料的生產(chǎn)中, 一般電熔剛玉的熔點(diǎn)在2100 ℃以下,煙氣溫度相應(yīng)的比較低,除塵的設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,除塵效果也比較好。但電熔氧化鋯熔點(diǎn)很高,比氧化鋁高500 ℃左右,煙氣溫度高達(dá)1000 ℃,除塵的設(shè)計(jì)相對(duì)比較復(fù)雜,。我們?cè)?002年設(shè)計(jì)了一條2000 t電熔氧化鋯耐火材料生產(chǎn)線,該生產(chǎn)線采用1250 kVA的電弧爐,除塵設(shè)計(jì)中采用了水冷風(fēng)管以及旋風(fēng),、布袋兩級(jí)除塵的設(shè)計(jì)方案,除塵效果良好,有效地解決了電熔氧化鋯原料生產(chǎn)中工作環(huán)境惡劣、污染環(huán)境的 問(wèn)題,。

1　生產(chǎn)工藝概況

　　該生產(chǎn)線生產(chǎn)的主要產(chǎn)品是電熔氧化鋯砂和氧化鋯空心球,采用的原料是工業(yè)氧化鋯和穩(wěn)定劑(為氧化釔,、碳酸鈣或氧化 鎂) ,熔融溫度2700 ℃以上。熔化設(shè)備采用傾倒式電弧爐(平面布置圖如圖1所示) ,最大傾爐角度為60°,電極可旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)最大角度為60°;爐子上方設(shè)加料平臺(tái),進(jìn)行半機(jī)械化加料,。

　　在冶煉過(guò)程中產(chǎn)生大量的高溫含塵煙氣和粉 塵,。煙氣成分主要為N2 , 其他為O2、CO,、CO2 等; 含塵量約為5 ～ 10g·m- 3 ,根據(jù)加料的多少和冶煉的時(shí)段而不同,。粉塵成分主要為ZrO2 , 其他為SiO2、MgO,、Fe2O3、CaO,、Al2O3 等,屬堿性,密度約2. 5 g·cm- 3 ,磨蝕性較強(qiáng);粒徑分布為: < 5μm的占30% ～40% , 5～10 μm的占25% ～30% , 10～40μm的占15%～20% , > 40μm的占15%～20%,。

2　除塵設(shè)計(jì)
1250 kVA電弧爐熔煉氧化鋯時(shí),爐氣溫度一般為800～


1 - 電極; 2 - 水冷爐殼; 3 - 流槽; 4 - 觀察孔; 5 - 除塵管; 6 - 加料斗
圖1　電弧爐平面布置圖
1100 ℃,在冶煉后期一般采用明弧操作,爐氣溫度高達(dá)1000℃以上。除塵管路在靠近爐子的部位呈暗紅色,非常容易發(fā)生將操作工人燙傷的意外事故,。為解決這一問(wèn) 題,在除塵管路靠近爐子的部分設(shè)計(jì)了約2 m長(zhǎng)的水冷套,將煙氣溫度大幅度降低,既解決了容易發(fā)生將操作工人燙傷的危險(xiǎn),又解決了煙氣溫度過(guò)高而導(dǎo)致的布袋除塵器濾袋使用壽命降低的問(wèn)題,。

　　電 弧爐上部設(shè)水冷式密閉爐蓋,實(shí)為矮煙罩的作用,其上有一檢查孔為常開(kāi),可滲入爐外空氣,補(bǔ)風(fēng)兼使煙氣溫度降低。爐蓋可升降和旋轉(zhuǎn),密閉排煙量為8000 m3 ·h- 1 ,煙氣含塵濃度約為4500～8000 mg·m- 3,。煙氣溫度根據(jù)冶煉時(shí)間和爐外空氣混合比的不同而有所差異,。
為最大限度 的減少煙塵對(duì)環(huán)境的污染,設(shè)計(jì)中對(duì)煙氣采用了旋風(fēng)除塵器和袋式除塵器二級(jí)除塵方案。對(duì)電弧爐進(jìn)行密閉抽風(fēng),煙氣先經(jīng)旋風(fēng)除塵器一級(jí)除塵后,再進(jìn)入袋式除塵 器進(jìn)行二級(jí)除塵,凈化后的氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)高空排放,。旋風(fēng)除塵器為四筒式,袋式除塵器濾袋用諾梅克斯耐高溫濾料,過(guò)濾面積96 m2,。采用脈沖清灰方式,過(guò)濾風(fēng)速可提高到2. 0 m·min- 1左右,這樣除塵器就可選用較小型號(hào),減小了占地面積,體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)和實(shí)用。

　　通 風(fēng)機(jī)的選擇也是決定除塵系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的一個(gè)重要因素,風(fēng)機(jī)過(guò)大,則較多物料會(huì)被抽走,影響工藝系統(tǒng),電耗也會(huì)增多;風(fēng)機(jī)過(guò)小,則電弧爐設(shè)備的負(fù)壓值不 足,粉塵外逸,除塵效果不理想,。通過(guò)計(jì)算管路和各設(shè)備的阻力,按風(fēng)量和風(fēng)壓選用C4 - 73 №5. 5C 排塵離心通風(fēng)機(jī), 置于除塵系統(tǒng)末端,。

　　由 于電弧爐為傾倒式電弧爐,故設(shè)計(jì)可脫開(kāi)式爐內(nèi)排煙。排煙風(fēng)管端口設(shè)活動(dòng)套管,電弧爐爐蓋上引出水冷排煙彎管,通過(guò)活動(dòng)套管的左右位移實(shí)現(xiàn)兩管的連接和脫 開(kāi),設(shè)計(jì)和制作套管時(shí)注意其和排煙管的間隙不宜太大,并注意其操作的靈活和方便。風(fēng)管管路較長(zhǎng)(40 m) ,利用了其較大的表面積自然冷卻,省去了冷卻設(shè)備;煙氣降溫后,煙氣量隨之減少,除塵器的工況條件也得以改善,。除塵系統(tǒng)圖如圖2所示,。

3　除塵系 統(tǒng)運(yùn)行情況
除塵系統(tǒng)在投入使用后,運(yùn)行平穩(wěn),工作區(qū)濃度、排放濃度等指標(biāo)均符合要求,達(dá)到設(shè)計(jì)目的,。
根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),系統(tǒng)運(yùn)行各項(xiàng)指標(biāo)如 下:
電弧爐除塵管道吸入煙氣溫度: 800 ℃;
旋風(fēng)除塵器入口煙氣溫度: 120 ℃;
旋風(fēng)除塵器出口煙氣溫度: 95 ℃;
袋 式除塵器入口煙氣溫度: 70 ℃;
電弧爐后除塵管道吸入煙氣量: 14000 m3 ·h- 1 (含爐蓋
滲入空氣量) ;

圖 2　除塵系統(tǒng)圖
旋風(fēng)除塵器前煙氣量: 11000 m3 ·h- 1 ;
氣袋式除塵器前煙氣量: 11500 m3 ·h- 1 (含10%摻入空氣量) ;
煙囪排放濃度: 35 ～ 45 mg·m- 3 (國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為: ≯100mg·m- 3 ) ;
工作區(qū)濃 度: ～3. 5 mg·m- 3 (國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為: ≯4 mg·m- 3 ) ;
每班(8 h)收塵量: 70 kg,。

4　結(jié)語(yǔ)
電 熔氧化鋯的生產(chǎn)中,在電弧爐的排煙風(fēng)管設(shè)水冷套可以大幅度地降低煙氣溫度,保障操作工人的安全,并延長(zhǎng)布袋除塵器濾袋的使用壽命;使用旋風(fēng)和布袋兩級(jí)除塵 方式可以有效地回收粉塵,并使煙氣達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。