轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中能量的回收與利用

胡 宇

河北鋼鐵集團(tuán)國際貿(mào)易公司唐山分公司，河北 唐山 063000

鋼鐵生產(chǎn)原材料價格的飛漲，致使鋼鐵工業(yè)的利潤銳減，鋼鐵工業(yè)必須大幅度降低能耗水平，提高資源利用率，降低生產(chǎn)成本，才能保證持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。因此，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)盡快實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼，可以降低鋼材的生產(chǎn)成本和噸鋼可比能耗，實(shí)現(xiàn)煉鋼余能的回收利用，可使我國鋼鐵工業(yè)整體噸鋼可比能耗達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。

1 影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收效果的因素

轉(zhuǎn)爐煤氣的全量回收，簡單表現(xiàn)在氣柜無法完全接收煉鋼所產(chǎn)生的合格煤氣，造成放散。在煤氣柜有限空間的前提下要實(shí)現(xiàn)全量回收，必須通過整個轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)各個組成部分充分發(fā)揮其作用才能實(shí)現(xiàn)。因此，轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)中，接收系統(tǒng)、加壓機(jī)的壓送能力、管道輸送能力和管道的配置、用戶的用量和用戶點(diǎn)的分布各個組成部分，都有可能對轉(zhuǎn)爐煤氣的回收造成影響。具體而言，最重要的是操作制度尤其是轉(zhuǎn)爐降罩制度，轉(zhuǎn)爐降罩的早晚直接影響到轉(zhuǎn)爐煤氣的回收量；其次是供氧強(qiáng)度，對250t轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度每增加10000m3/h，可多回收轉(zhuǎn)爐煤氣約7m3/t；再就是原料條件，主要是入爐鐵水的碳含量和加入爐內(nèi)的碳質(zhì)發(fā)熱劑的量。此外，困擾大多數(shù)鋼鐵企業(yè)的另一個因素就是用戶不足導(dǎo)致柜滿放散，這主要是生產(chǎn)管理方面的原因。

將轉(zhuǎn)爐煤氣安全、高效地回收利用所具備的條件如下：較好的煙氣冷卻與除塵效果，使外排煙氣組成達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)；較高的密封效果，以減少氧氣的吸入，使回收的轉(zhuǎn)爐煤氣中氧的體積分?jǐn)?shù)控制在1.5%以下；較高的自動化水平，反應(yīng)靈敏，及時切斷不合格煤氣，使其不進(jìn)入回收系統(tǒng)；有與生產(chǎn)相結(jié)合的回收軟件技術(shù)；有穩(wěn)定的儲存設(shè)備和用戶。

2 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼的技術(shù)途徑

1）優(yōu)化轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝，降低消耗。為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐“負(fù)能煉鋼”，應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化煉鋼工藝，縮短吹煉時間，降低各項(xiàng)消耗。主要的技術(shù)措施是：（1）采用高效供氧技術(shù)，縮短冶煉時間，加快鋼包周轉(zhuǎn)；（2）努力降低鐵鋼比，增加廢鋼用量；（3）采用鐵水“三脫”預(yù)處理技術(shù)減少轉(zhuǎn)爐渣；（4）優(yōu)化復(fù)合吹煉工藝，降低氧耗，提高金屬收得率；（5）采用自動煉鋼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不倒?fàn)t出鋼。

2）計算機(jī)控制煉鋼技術(shù)，降低工序能耗。轉(zhuǎn)爐消耗的能源主要是氧氣，因此降低氧氣消耗是實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼的重要因素之一，要不斷改進(jìn)計算機(jī)控制軟件，調(diào)整、優(yōu)化工藝參數(shù)，完善計算機(jī)控制煉鋼技術(shù)，同時，為了能隨時對鋼廠的生產(chǎn)能源消耗進(jìn)行分析，要設(shè)制能耗計算機(jī)動態(tài)分析系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)對全廠各主要能源消耗數(shù)據(jù)的日分析、月統(tǒng)計、年累計，使廠內(nèi)各級領(lǐng)導(dǎo)和管理人員隨時掌握全廠動態(tài)的工序能耗情況，及時采取措施進(jìn)行調(diào)整。

3）提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收的措施：（1）降罩吹煉和合理供氧。吹煉期爐口是轉(zhuǎn)爐煙氣與外界接觸的唯一通道。因此，提倡吹煉中降罩早，降罩到位。此外，在實(shí)踐中摸索出供氧強(qiáng)度、氧槍槍位的合理控制規(guī)律，兼顧轉(zhuǎn)爐脫碳、造渣及煤氣回收之間的關(guān)系，提高煉鋼一次終點(diǎn)命中率，延長達(dá)標(biāo)煤氣回收時間也會取得較好的回收效果；（2）降罩到位與爐口微差壓調(diào)控并行，提高回收煤氣品質(zhì)。在生產(chǎn)操作中，空氣吸入量主要受活動煙罩與爐口間隙的大小以及爐口微差壓的影響。因此，在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，要嚴(yán)格實(shí)行降罩操作，盡早將煙罩降至最低位，防止空氣吸入造成二次燃燒，確保煤氣回收的質(zhì)量；同時，合理調(diào)控爐口微差壓，限制空氣吸入的不良影響，提高轉(zhuǎn)爐煤氣品質(zhì)；（3）改進(jìn)取壓管和均壓環(huán)管的機(jī)械結(jié)構(gòu)，減少因積水而影響煤氣回收的現(xiàn)象發(fā)生；（4）優(yōu)化轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)運(yùn)行，采用合理的拒位位置控制方式，以減少因柜位過高而影響煤氣回收；（5）改進(jìn)供氧制度和造渣制度，使吹煉過程中轉(zhuǎn)爐渣返干期明顯下降，減少了爐口積渣和大噴濺現(xiàn)象，提高煤氣的回收量和質(zhì)量。

4）提高轉(zhuǎn)爐余熱蒸汽的回收利用水平：（1）改造轉(zhuǎn)爐的氮封系統(tǒng)，用蒸汽代替氮?dú)夥庋鯓尶?，減少氮?dú)庀?，在增加蒸汽自產(chǎn)自用的同時，將余熱鍋爐所產(chǎn)蒸汽并入廠區(qū)蒸汽外網(wǎng)，使回收蒸汽得到有效利用；（2）降低轉(zhuǎn)爐的工序能耗。轉(zhuǎn)爐余熱蒸汽存在壓力波動大、含水量大。要選擇合適的汽包運(yùn)行壓力及外輸蒸汽流量，使汽化蒸汽既不放散，又不沖擊外蒸汽管網(wǎng)；（3）采用轉(zhuǎn)爐蒸汽作為真空處理氣源的供汽系統(tǒng)，不但可以節(jié)能還可以節(jié)約資金，而且也便于調(diào)節(jié)。通過建立汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，也可以更好的回收余熱資源；（4）增加蓄熱器，可以穩(wěn)定余熱蒸汽壓力，可以使其具備并網(wǎng)的條件。

5）合理的利用水是轉(zhuǎn)爐節(jié)能的重要手段之一，要合理處理好水資源。首先，水污染問題。煉鋼廠原轉(zhuǎn)爐污水循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)水流量一般為800～900 m3/h，近年隨鋼產(chǎn)量的增加，污水處理能力已不適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，循環(huán)水濃縮倍率過高，管道結(jié)垢嚴(yán)重，污水水質(zhì)較差，水塔噴淋水噴頭堵塞嚴(yán)重。因此，應(yīng)對轉(zhuǎn)爐污水處理系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募夹g(shù)改造，保證污水循環(huán)系統(tǒng)的水質(zhì)、水溫等穩(wěn)定，逐步實(shí)現(xiàn)污水的零排放。其次，水消耗問題。就轉(zhuǎn)爐的OG除塵水而言，由于其硬度及pH值都比較高，新水經(jīng)過使用后，回水往往在處理上要使用大量的藥劑，所以在條件允許的情況下，可考慮以除塵上用過的回水代替新水來進(jìn)行渣處理，減少渣處理中新水耗量。

6）對煤氣回收分析和計量儀器的改進(jìn)。計量及分析數(shù)據(jù)的正確與否，將直接影響到煤氣回收工作的順利進(jìn)行，生產(chǎn)中，由于取樣管道積灰堵塞、泄漏、煤氣分析儀探頭污染等，都會影響到計量數(shù)據(jù)的可靠性及煤氣回收時間，進(jìn)而影響煤氣回收量。因此，在日常運(yùn)行中要強(qiáng)化對計量設(shè)備的管理，明確取樣管道檢查、吹掃周期，定期清理及標(biāo)定；重視煤氣回收分析和計量儀器的隱患排除、缺陷修正等工作。

總之，負(fù)能煉鋼需要緊緊抓住能源與節(jié)流兩項(xiàng)重點(diǎn)工作，一方面不斷提高轉(zhuǎn)爐煤氣、蒸汽回收水平；另一方面降低轉(zhuǎn)爐的能源消耗，采用各種節(jié)能新技術(shù)，利用科技進(jìn)步，優(yōu)化用能模式，使轉(zhuǎn)爐工序能耗逐年大幅下降，為安全、高效地回收轉(zhuǎn)爐煤氣提供重要保證。

[1]史翠畢，陳廣言，史德明，等.馬鋼95噸轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼實(shí)踐[J].中國冶金，2004（2）.

[2]劉瀏.國內(nèi)轉(zhuǎn)爐“負(fù)能煉鋼”的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展.全國轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼工藝技術(shù)戰(zhàn)略研討會會議資料，2005.