轉爐煉鋼過程中能量的回收與利用

胡 宇

河北鋼鐵集團國際貿易公司唐山分公司，河北 唐山 063000

鋼鐵生產原材料價格的飛漲，致使鋼鐵工業的利潤銳減，鋼鐵工業必須大幅度降低能耗水平，提高資源利用率，降低生產成本，才能保證持續穩定的發展。因此，國內鋼鐵企業盡快實現轉爐負能煉鋼，可以降低鋼材的生產成本和噸鋼可比能耗，實現煉鋼余能的回收利用，可使我國鋼鐵工業整體噸鋼可比能耗達到或接近國際先進水平。

1 影響轉爐煤氣回收效果的因素

轉爐煤氣的全量回收，簡單表現在氣柜無法完全接收煉鋼所產生的合格煤氣，造成放散。在煤氣柜有限空間的前提下要實現全量回收，必須通過整個轉爐煤氣系統各個組成部分充分發揮其作用才能實現。因此，轉爐煤氣系統中，接收系統、加壓機的壓送能力、管道輸送能力和管道的配置、用戶的用量和用戶點的分布各個組成部分，都有可能對轉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爐降罩制度，轉爐降罩的早晚直接影響到轉爐煤氣的回收量；其次是供氧強度，對250t轉爐供氧強度每增加10000m3/h，可多回收轉爐煤氣約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的碳質發熱劑的量。此外，困擾大多數鋼鐵企業的另一個因素就是用戶不足導致柜滿放散，這主要是生產管理方面的原因。

將轉爐煤氣安全、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，使外排煙氣組成達到國家標準；較高的密封效果，以減少氧氣的吸入，使回收的轉爐煤氣中氧的體積分數控制在1.5%以下；較高的自動化水平，反應靈敏，及時切斷不合格煤氣，使其不進入回收系統；有與生產相結合的回收軟件技術；有穩定的儲存設備和用戶。

2 實現轉爐負能煉鋼的技術途徑

1）優化轉爐煉鋼工藝，降低消耗。為實現轉爐“負能煉鋼”，應進一步優化煉鋼工藝，縮短吹煉時間，降低各項消耗。主要的技術措施是：（1）采用高效供氧技術，縮短冶煉時間，加快鋼包周轉；（2）努力降低鐵鋼比，增加廢鋼用量；（3）采用鐵水“三脫”預處理技術減少轉爐渣；（4）優化復合吹煉工藝，降低氧耗，提高金屬收得率；（5）采用自動煉鋼技術，實現不倒爐出鋼。

2）計算機控制煉鋼技術，降低工序能耗。轉爐消耗的能源主要是氧氣，因此降低氧氣消耗是實現負能煉鋼的重要因素之一，要不斷改進計算機控制軟件，調整、優化工藝參數，完善計算機控制煉鋼技術，同時，為了能隨時對鋼廠的生產能源消耗進行分析，要設制能耗計算機動態分析系統，逐步實現對全廠各主要能源消耗數據的日分析、月統計、年累計，使廠內各級領導和管理人員隨時掌握全廠動態的工序能耗情況，及時采取措施進行調整。

3）提高轉爐煤氣回收的措施：（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，在實踐中摸索出供氧強度、氧槍槍位的合理控制規律，兼顧轉爐脫碳、造渣及煤氣回收之間的關系，提高煉鋼一次終點命中率，延長達標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控并行，提高回收煤氣品質。在生產操作中，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，在轉爐吹煉過程中，要嚴格實行降罩操作，盡早將煙罩降至最低位，防止空氣吸入造成二次燃燒，確保煤氣回收的質量；同時，合理調控爐口微差壓，限制空氣吸入的不良影響，提高轉爐煤氣品質；（3）改進取壓管和均壓環管的機械結構，減少因積水而影響煤氣回收的現象發生；（4）優化轉爐煤氣系統運行，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）改進供氧制度和造渣制度，使吹煉過程中轉爐渣返干期明顯下降，減少了爐口積渣和大噴濺現象，提高煤氣的回收量和質量。

4）提高轉爐余熱蒸汽的回收利用水平：（1）改造轉爐的氮封系統，用蒸汽代替氮氣封氧槍口，減少氮氣消耗，在增加蒸汽自產自用的同時，將余熱鍋爐所產蒸汽并入廠區蒸汽外網，使回收蒸汽得到有效利用；（2）降低轉爐的工序能耗。轉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；（3）采用轉爐蒸汽作為真空處理氣源的供汽系統，不但可以節能還可以節約資金，而且也便于調節。通過建立汽輪發電機組發電，也可以更好的回收余熱資源；（4）增加蓄熱器，可以穩定余熱蒸汽壓力，可以使其具備并網的條件。

5）合理的利用水是轉爐節能的重要手段之一，要合理處理好水資源。首先，水污染問題。煉鋼廠原轉爐污水循環系統循環水流量一般為800～900 m3/h，近年隨鋼產量的增加，污水處理能力已不適應生產發展的需要，循環水濃縮倍率過高，管道結垢嚴重，污水水質較差，水塔噴淋水噴頭堵塞嚴重。因此，應對轉爐污水處理系統進行適當的技術改造，保證污水循環系統的水質、水溫等穩定，逐步實現污水的零排放。其次，水消耗問題。就轉爐的OG除塵水而言，由于其硬度及pH值都比較高，新水經過使用后，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。計量及分析數據的正確與否，將直接影響到煤氣回收工作的順利進行，生產中，由于取樣管道積灰堵塞、泄漏、煤氣分析儀探頭污染等，都會影響到計量數據的可靠性及煤氣回收時間，進而影響煤氣回收量。因此，在日常運行中要強化對計量設備的管理，明確取樣管道檢查、吹掃周期，定期清理及標定；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，負能煉鋼需要緊緊抓住能源與節流兩項重點工作，一方面不斷提高轉爐煤氣、蒸汽回收水平；另一方面降低轉爐的能源消耗，采用各種節能新技術，利用科技進步，優化用能模式，使轉爐工序能耗逐年大幅下降，為安全、高效地回收轉爐煤氣提供重要保證。

[1]史翠畢，陳廣言，史德明，等.馬鋼95噸轉爐負能煉鋼實踐[J].中國冶金，2004（2）.

[2]劉瀏.國內轉爐“負能煉鋼”的技術現狀和發展.全國轉爐負能煉鋼工藝技術戰略研討會會議資料，2005.