轉爐煉鋼工序能耗計算與分析

楊陽

摘 要：轉爐煉鋼是動態復雜的生產過程，生產過程中每一道工序都牽扯到能源消耗問題，我國的鋼鐵企業能源消耗問題情況更加嚴重，通過對轉爐煉鋼工序能耗進行計算和分析，評價轉爐煉鋼工序能耗情況，轉爐生產效率的提高可降低煉鋼能源的消耗，有效回收余熱蒸汽，本文主要根據鋼廠作業的實際操作情況，研究轉爐生產效率對煉鋼能耗的影響，探討轉爐煉鋼節能降耗的方向，提高企業生產效率。

關鍵詞：轉爐煉鋼；生效效率工序；節能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.023

0 引言

鋼鐵是社會經濟發展的物質基礎，煉鋼生產的初始原料是天然資源，通過多種生產工序得到相應的產物，每一道生產工序都會發生能源消耗的問題，只要是經過處理的能源都會經過消耗；鋼鐵企業為加強對轉爐煉鋼能耗的分析和預測，研究節能降耗的方法，通過對系統支持能耗分析，對工具合理配置的分析和配料的計算分析，節能降耗不僅關系到企業的成本，更是國家的管控重點，企業之間不同的產業結構，各種指標之間存在較大的差距，為減少能耗對企業結構的影響，規定了工序的范圍和能源消耗的指標。我國是能源大國，能源消耗量也很大，通過分析節能減排和煉鋼能耗的工序，減少對資源的消耗。

1 轉爐煉鋼生產過程的能耗

煉鋼生產過程的能耗主要分為直接能耗、間接能耗和能源回收，直接能耗是在轉爐煉鋼過程中對能源的消耗，在轉爐煉鋼過程中對輔助設備等的消耗成為間接消耗，操作工藝、設備和技術也同樣影響能源的消耗，能耗計算的分析與計算主要目的是加強對能源的管控和計劃，減少能源的消耗，提高生產效率，確定轉爐煉鋼工序中可以達到的消耗水平，為能源管理和節能提供依據，在改進工藝和降低原材料的同時充分利用能源。

在轉爐煉鋼生產過程中，電能和各種煤氣實際消耗的能量形成負能煉鋼，負能煉鋼是影響整個工序的最大能耗，加強對轉爐煤氣的回收量的研究，分析轉爐生產率對能耗的影響。

轉爐實現負能煉鋼是衡量現代化鋼廠生產技術水平的重要標志，通過對轉爐煉鋼熱平衡的計算，分析轉爐工序中各個能量消耗及回收利用的情況；影響轉爐工序的能耗因素較多，轉爐工序可以大幅度降低能耗，降低氧氣和電消耗，提高轉爐的蒸汽回收功效，特別是轉爐煤氣的回收量。鋼鐵生產過程包含化學冶金、凝固過程等變化過程，要實現鋼鐵生產流程總體優化要遵循單體優化到整體優化的原則。

2 轉爐生產效率影響的分析

（1）為加強對轉爐生產效率和煉鋼工序能耗的分析，減少因操作水平和設備配置等方面帶來的影響，企業要加強對生產和能耗的分析，企業轉爐煤氣蒸汽的回收量隨轉爐生產效率的變化而變化，除塵風機安裝可以根據煉鋼工序的進度調節電機功率，因此鋼鐵企業的生產效率可以安裝變頻器提供設計。轉爐生產率的提高，可以提高吹氧脫碳效率，加快冶煉進度，氧氣消耗隨著轉爐生產效率的提高而呈現減少的趨勢。

（2）對轉爐煤氣和蒸汽回收的影響。轉爐煤氣回收量是轉爐煉鋼工序中占據份額最大的量，轉爐煤氣回收的高低是對轉爐煉鋼工序的能耗決定的，其中操作制度、回收標準等都是直接影響轉爐煤氣回收的因素。轉爐煤氣回收標準是對轉爐煤氣回收的影響較大，企業中一般采用轉爐煤氣CO含量確定是否回收，對轉爐煤氣的回收量產生不同的影響。但隨著轉爐生產效率的提高，轉爐煤氣回收率呈現出不明顯的降低趨勢。轉爐煤氣成分達到回收標準較晚，造成轉爐煤氣回收時間較短的情況。

3 實現節能減排的主要措施

（1）轉爐煤氣回收受PLC控制的路口和轉爐吹煉相互配合完成的，通過計算機對煤氣回收程序的改進，控制升降的時間，確定最佳回收時間，提高煉鋼煤氣的回收量和熱值。對爐口采取正壓控制，在生產中將壓力控制在5pa左右，采取分段控制保障煤氣回收的順利進行。另外需要控制好升降的時機，分配系統點的壓力，縮短回收時間。

（2）轉爐煉鋼工序的氧氣消耗是總消耗量的19%左右，降低氧氣消耗可以通過降低出鋼溫度，控制高溫鋼的數量，提高拉碳率，嚴禁使用氧氣吹煙罩等措施，通過該措施轉爐氧氣的消耗量逐漸降低，降低轉爐煉鋼的工序能耗。轉爐煤氣是煉鋼工序中的主要能源，由于轉爐煤氣的技術設備水平不完善，回收量波動較大，轉爐操作時多數作業人員按照經驗控制，不實行降罩回收，導致管道中充滿大量的空氣，將CO含量降低才能保障煤氣的回收量的下降，回收后的煤氣提供給煉鋼電熱爐使用，部分煤氣放散造成資源的浪費。

（3）提高轉爐蒸汽的回收，降低電力消耗。回收煤氣時，煤氣可以產生較多的蒸汽，轉爐蒸汽回收波動較大，將轉爐蒸汽用于石灰回轉窯可以減少制約因素對轉爐余能回收的影響。煉鋼廠系統運行遵循能耗最小的原則，從2006年左右開始，對轉爐煉鋼工序的時間、溫度等進行優化之后，制定了不同的生產組織模式，根據不同的鋼種分配不同的線路和不同的生產組織模式，實現生產系統優化，降低電力和氮氣的能耗。

4 結語

通過引進先進技術和設備，通過對設計的優化和改造，降低了轉爐的能源消耗，利用科學技術優化產能模式，降低轉爐工序的能耗，提高企業的生產效率，是煉鋼工藝和技術水平提升的重要標志，加強對轉爐煉鋼車間技術調度和平衡的研究，促進企業可持續發展。

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