提高馬鋼新區轉爐煤氣回收率的分析與實踐

劉健，陳軍

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司能源總廠，安徽馬鞍山243000）

提高馬鋼新區轉爐煤氣回收率的分析與實踐

劉健，陳軍

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司能源總廠，安徽馬鞍山243000）

分析、研究了影響馬鋼新區轉爐煤氣回收的各類因素，提出了延長回收區間、改善回收操作、優化系統平衡等具體措施。結果表明，部分措施實施后轉爐煤氣回收率提高3.21 m3/t。

轉爐煤氣；影響因素；回收率

1 前言

馬鋼新區現有三座300 t轉爐，采用兩座8萬m3威金斯柜按主、輔柜壓力等級并聯運行。2012年新區轉爐煤氣回收率為105.76 m3/t（折合成8373.6 kJ/m3），平均熱值8243.8 kJ/m3，其中柜滿拒收現象較為嚴重。2012年整爐拒收275次，末期拒收469次，估算拒收煤氣總量為969.5萬m3。目前，國內許多鋼廠都優化回收的控制參數，延長回收時間。南鋼回收終點條件為O2＞1.2%，CO＜30%及關氧槍閥門信號。寶鋼開展轉爐煤氣回收極限值的研究，轉爐煤氣回收率達到99 m3/t（折合成8373.6 kJ/m3），系統損失率僅為5%。隨著鋼軋產業鏈的延伸，煤氣平衡日趨緊張，做好轉爐煤氣的全量回收、全量使用，具有顯著的經濟效益。

2 影響LDG回收率的主要因素

轉爐煤氣是轉爐煉鋼時的副產氣體。影響轉爐煤氣回收率的主要因素有原料組成、冶煉鋼種C含量、鐵鋼比、煉鋼添加物中（主要是廢鋼）的C含量、轉爐回收操作水平、回收區間、供氧強度、柜滿拒收、氧含量等。

2.1 轉爐煤氣回收操作

通過降罩高度和爐口壓力來控制空氣吸入系數，是提高轉爐煤氣熱值的重要手段。目前空氣吸入系數未知，從煤氣熱值、噸鋼蒸汽回收率指標分析，空氣吸入系數應有降低空間。

2.2 轉爐煤氣回收區間

供應協議中回收轉爐煤氣的組分要求為CO濃度大于40%。目前1#轉爐回收起點的CO濃度在40%左右，2#、3#轉爐回收起點在45%左右，回收終點的CO濃度均在40%～50%左右?；厥諈^間短，雖然提高了煤氣的熱值，但降低了煤氣的回收量。

2.3 供氧強度

根據相關文獻，轉爐吹煉供氧強度每增加1 m3/t·min，噸鋼轉爐煤氣回收可提高11.96 m3/t?，F新區煉鋼供氧強度約3.1 m3/t·min，供氧強度的提高需要鋼廠工藝方確定。

2.4 柜滿拒收

新區回收的轉爐煤氣加壓后直接供煉鋼、連鑄、石灰窯等使用，熱風爐、電廠鍋爐、熱軋加熱爐等作為緩沖用戶也可摻燒使用。為保證轉爐煤氣的連續供應，氣柜設有人工合成裝置。柜滿拒收主要原因為：一是大的焦爐煤氣用戶檢修，避免COG放散，而加大人工合成量；二是轉爐煤氣短時的產用不均衡。

3 提高LDG回收率的主要途徑

3.1 延長轉爐煤氣回收區間

3.1.1 前提轉爐煤氣回收起點

鋼廠調整轉爐煤氣回收條件：O2、CO分別由0.5%、35%調到1%、30%。與調整前相比，回收時間延長約20 s（見圖1），轉爐煤氣回收率提高2 m3/t。

針對偶爾的氧含量超標現象（見圖2），探尋原因，增加適當的延時，規避短時的氧含量超標的影響。

圖1 轉爐煤氣回收參數曲線

圖2 轉爐煤氣回收過程氧含量異常曲線

3.1.2 延長轉爐煤氣回收終點

鋼廠基本兩次吹氧，第二次吹氧不回收煤氣，第一次吹氧回收終點決定因素為氧累，即吹煉氧量達到氧累設定的95%時，回收終止，吹氧繼續，生成大量CO2作為煙道的保護氣，5%為回收系統安全設定值。目前實際吹氧量大于氧累設定值95%，吹煉末期仍有較大回收空間（見圖3）。

抽樣分析，LDG回收停止與吹煉停止間隔時間間隔時間大于60 s的爐數占總爐數64%左右（見圖4）。根據鐵水中含C量，靈活調整氧累設定值，可有效延長回收終點。

圖3 煉鋼回收終止與吹煉結束時間間隔

圖4 間隔時間

3.1.3 安全評估

氧含量是確保轉爐煤氣安全的重要因素，在回收區間延長后，更加接近氧含量超標的區域，需對氧分析儀的靈敏度和監控提出較高要求?！睹簹獍惨嶨B6222-2005》中要求LDG中O2低于2%。目前EP前、柜前在線氧表顯示均在0.2%左右，人工取樣化驗均小于1.8%（見圖5）。

圖5 氧含量分析趨勢圖

實際CO中O2的爆炸極限為5%～17.5%，煤氣安規的要求留有余地。由于煤氣柜的緩沖，瞬時LDG中O2超過1%，基本不存在危害性。

3.1.4 熱值影響

延長煤氣回收區間，轉爐煤氣熱值會有變化?；厥掌瘘c提前20 s，熱值下降約113.8 kJ/m3；回收終點延長40 s，熱值下降約226.1 kJ/m3。石灰窯等轉爐煤氣用戶要求熱值不低于7536.24 kJ/m3即可，回收區間延長后轉爐煤氣熱值仍能滿足要求。

3.2 柜滿拒收

優化平衡調整原則，減少柜滿拒收現象。充分利用EMS平臺，了解鋼軋系統生產負荷及生產用能狀態的變化情況，預先調整煤氣平衡。增加專門的轉爐煤氣用戶，是轉爐煤氣系統調節緩沖能力提升的最佳途徑。新區高爐休風期間，高爐煤氣緊缺，焦爐煤氣富余已成常態，利用熱風爐加大轉爐煤氣的摻燒，實現轉爐煤氣向高爐煤氣轉化，既減少焦爐煤氣放散，又杜絕了轉爐煤氣的拒收。完成人工合成裝置擴容改造。轉爐煤氣系統的調節緩沖能力增加，在轉爐生產間隙，人工合成系統合成流量大幅度增加，降低了因轉爐煤氣不足造成用戶生產受限的可能性，提高了系統運行的安全穩定性。目前，LDG拒收現象有效緩解，2014年約為120萬m3。

3.3 轉爐煤氣回收操作

目前煉鋼轉爐正常操作降罩高度控制在400 mm，根據爐口結渣高度情況，修改降罩高度設定值（一般控制在200～500 mm之間）。爐口微正壓控制設定值10 Pa，由PID控制，正常生產時爐口微正壓在8～12 Pa之間波動。通過對爐口微正壓和降罩高度的優化操作，降低空氣吸入系數，提高轉爐煤氣的熱值。

3.4 供氧強度

適當提高供氧強度，提高轉爐煤氣的回收量。鋼廠計劃冶煉高磷鋼時，嘗試提高供氧強度試驗。

4 存在的問題

4.1 鐵鋼比調整

經計算，鐵鋼比每下降0.01，轉爐煤氣回收率下降1.068 m3/t?，F四鋼軋鐵鋼比整體呈下降趨勢，2014年5月較2013年1月份鐵鋼比下降0.056，對轉爐煤氣回收率的影響為5.98 m3/t。

4.2 煉鋼工藝變化

從2013年5月開始，四鋼軋煉鋼采用雙倒渣工藝，倒渣期間，轉爐煤氣中斷回收，影響回收率約0.72 m3/t。

5 結語

通過延長LDG的回收區間、LDG的全量回收等措施，轉爐煤氣回收率呈逐年上升趨勢，緩解了煤氣供應緊張的局面，有效降低了天然氣等外購能源費用。與2012年相比，2013年、2014年回收率（扣除損失率）分別提升3.15 m3/t、3.26 m3/t，按照LDG內部結算價，分別增加經濟效益242萬元/年、339萬元/年。

Analysis and Practice of Increasing the Recovery Ratio of LDG at M aSteel New Area

LIU Jian,CHEN Jun
(The General Power Plant of Maanshan Iron and Steel Co.,Ltd.,Maanshan,Anhui 243000,China)

Various factors affecting LDG recovery ratio at MaSteel New Area were analyzed and studied and specific measures for extending the recovery areas,improving recovery operation and optimizing system balance were put forward.Results showed that after implementing some of the measures the LDG recovery ratio has increased by 3.21 m3/t。

LDG;affecting factor;recovery ratio

X757

B

1006-6764(2015)08-0020-03

2015-04-20

劉健（1974-），男，1996年畢業于安徽工業大學，高級工程師，現從事冶金能源生產管理工作。