轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程節(jié)能降耗問題的探究

徐文凱

【摘? 要】隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域隨之進(jìn)步，對(duì)于煉鋼行業(yè)來講，轉(zhuǎn)爐煉鋼是一項(xiàng)重要的操作，該項(xiàng)操作具有高耗能的特點(diǎn)，同時(shí)也是產(chǎn)生二次能源最多的環(huán)節(jié)，通過轉(zhuǎn)爐煉鋼能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)總耗能為“負(fù)值”的目標(biāo)。利用什么樣的方法才能夠?qū)⑥D(zhuǎn)爐煉鋼過程中的能耗降到最低，充分實(shí)現(xiàn)能源的轉(zhuǎn)換、回收與利用的目標(biāo)，是目前我國(guó)煉鋼行業(yè)需要面臨的重要問題。本文主要研究轉(zhuǎn)爐煉鋼環(huán)工序中關(guān)于節(jié)能降耗的關(guān)鍵問題，并提出一些具有可行性的建議。

【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)爐煉鋼;節(jié)能;降耗

引言

鋼鐵工業(yè)是高耗能行業(yè)，耗能量占全國(guó)能耗量的10%左右。近年來，隨著國(guó)家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革穩(wěn)步推進(jìn)，鋼鐵行業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大調(diào)整，高效率低成本，清潔化智能化的發(fā)展模式已成為鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展的必要前提。轉(zhuǎn)爐煉鋼是鋼鐵生產(chǎn)流程中復(fù)雜工序之一，屬于中間生產(chǎn)工序，其生產(chǎn)工藝復(fù)雜、設(shè)備繁多，是鋼鐵生產(chǎn)高耗能工序，也是產(chǎn)生二次能源的重要工序，降低此工序能源消耗和加大二次能源的回收利用，對(duì)鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，降低成本有重要意義。

1國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)的消耗情況

中國(guó)鋼鐵行業(yè)每年的能耗在全國(guó)總能耗中占有的比例為10%，而電力消耗在工業(yè)電耗中占有的比重是11%;新水消耗在總工業(yè)水消耗中占有的比例為9%。中國(guó)和其他鋼鐵強(qiáng)國(guó)相比較而言存在三個(gè)突出問題，即鋼鐵工業(yè)能耗大、二次能源的利用率低下以及國(guó)體廢物利用率低等。對(duì)于整個(gè)鋼鐵工業(yè)能源消耗結(jié)構(gòu)來講，占主導(dǎo)地位的是煤炭，然后是電力，其他能源所占的比例較少。

2關(guān)于轉(zhuǎn)爐煉鋼工序節(jié)能降耗關(guān)鍵問題的分析

2.1控制能源消耗

在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程，消耗的氧氣與電力較多，現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)能夠操控電力和氧氣的消耗，達(dá)到減少轉(zhuǎn)爐煉鋼能源消耗的目的。實(shí)施步驟：首先，使用副槍控制出鋼動(dòng)態(tài)，把終點(diǎn)命中率提升至更高的層次，進(jìn)而把控住出鋼的溫度;其次，提高鋼水注入精煉爐的溫度和成分達(dá)標(biāo)率，改良操作工藝，每個(gè)步驟都實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化操作，從而對(duì)精煉的點(diǎn)好進(jìn)行操控;再次，增添新型的煉鋼設(shè)備，最大程度上滿足高產(chǎn)量、低成本、高質(zhì)量以及低能耗的要求;最終，提高生產(chǎn)人員的技術(shù)操作水平和生產(chǎn)管理水平。

2.2強(qiáng)化二次能源的回收與利用

余熱鍋爐可以對(duì)轉(zhuǎn)爐煙氣冷卻后的蒸汽進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煙氣中的高溫顯熱重復(fù)使用。基于蓄熱器的高低壓有機(jī)融合，回收蒸汽，此處需要注意的內(nèi)容：首先，蒸汽在蓄熱器夜里調(diào)節(jié)閥的作用下可以把壓力固定成1兆帕，進(jìn)而保障設(shè)備的正常運(yùn)行，故障發(fā)生以后需要在有效時(shí)間內(nèi)關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，進(jìn)而把因故障造成的損失降到最小;之后，按照實(shí)際情況可以把蓄熱器的放散壓力固定為1.5兆帕，在此情況下氣泡壓力則不會(huì)發(fā)生變化。通過以上兩個(gè)步驟可對(duì)轉(zhuǎn)爐的蒸汽進(jìn)行高效率回收，降低生產(chǎn)成本。

3轉(zhuǎn)爐煉鋼節(jié)能降耗技術(shù)要點(diǎn)分析

轉(zhuǎn)爐煉鋼工序能耗主要生產(chǎn)過程直接能耗，間接能耗及回收的二次能源。節(jié)能降耗主要通過降低直接及間接能耗，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣及蒸汽資源的充分回收利用。

3.1降低轉(zhuǎn)爐煉鋼的能源消耗

轉(zhuǎn)爐煉鋼工序能耗中，氧氣和電力消耗占比最大，通過采取相關(guān)技術(shù)措施控制氧氣和電力消耗，可有效降低轉(zhuǎn)爐煉鋼能源消耗。主要方法有：采用副槍動(dòng)態(tài)控制出鋼，提高終點(diǎn)命中率，嚴(yán)格控制出鋼溫度;提高鋼水到精煉爐的成分與溫度達(dá)標(biāo)率，優(yōu)化操作工藝制度，開展標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，控制精煉電耗;采用先進(jìn)煉鋼工藝設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)高產(chǎn)、低成本低能耗;提高生產(chǎn)管理水平，提高生產(chǎn)人員技術(shù)操作水平;實(shí)行全流程保溫措施，控制溫降，以穩(wěn)定的工藝操作，實(shí)現(xiàn)全流程低溫制度的運(yùn)行。

3.2根據(jù)煉鋼標(biāo)準(zhǔn)制定裝入量

轉(zhuǎn)爐冶煉中每爐次裝入的金屬料的總含量就是裝入量，其中包括廢鋼量與鐵水量。每座轉(zhuǎn)爐都有標(biāo)準(zhǔn)的裝入量，倘若裝入量過多，就會(huì)出現(xiàn)熔池?cái)嚢璨涣嫉默F(xiàn)象，不能正常化渣，因此就造成了金屬損失，同時(shí)在出鋼工作完成時(shí)，為了確保鋼包凈空，就會(huì)留下很多剩鋼，這些剩鋼就造成了資源的浪費(fèi)。除此之外，生成的爐渣比較稀很難實(shí)現(xiàn)濺渣護(hù)爐，這種情況則容易造成槍口堵塞，剩鋼也會(huì)對(duì)下爐鋼吹煉工作造成阻礙，甚至還會(huì)出現(xiàn)噴濺的情況。倘若裝入量過少，則產(chǎn)量就會(huì)下降，甚至還會(huì)損害爐底，所以，把握好轉(zhuǎn)爐的裝入量是十分重要的，為了減少剩鋼浪費(fèi)，確保后續(xù)工作順利進(jìn)行，剩鋼還可以通過調(diào)整廢鋼或鐵水量確定合理的裝入量，并且要與轉(zhuǎn)爐本體的實(shí)際情況相結(jié)合。

3.3增強(qiáng)生產(chǎn)管理，發(fā)揮規(guī)模節(jié)能的作用

能耗與生產(chǎn)組織關(guān)系密切，怎樣使增產(chǎn)幅度超過增能幅度，是當(dāng)前節(jié)能降耗工作所面臨的重要問題。在制定各月的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)計(jì)劃的時(shí)候，應(yīng)該下達(dá)能耗和產(chǎn)量指標(biāo)，提高生產(chǎn)調(diào)度的節(jié)能意識(shí)，合格產(chǎn)量的提高是降低噸鋼能耗的重要保證。鋼鐵料消耗也是影能耗的重要因素，轉(zhuǎn)爐操作一定要嚴(yán)格按照工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，運(yùn)用“間接性雙渣操作法”使得終點(diǎn)的命中率得以有效提高，運(yùn)用控制鋼水的溫度控制電耗、媒氣等消耗，廄成本生產(chǎn)提供必要條件。除此之外，還應(yīng)該增強(qiáng)生產(chǎn)組織的相互協(xié)調(diào)，注重轉(zhuǎn)爐冶煉、爐外精煉連鑄機(jī)在線更中包、錯(cuò)避峰用電、鋼包A 級(jí)包使用率等過程控制使得機(jī)爐匹配降低生產(chǎn)組織耗能。

3.4除塵系統(tǒng)變頻改造技術(shù)要點(diǎn)分析

除塵系統(tǒng)變頻改造技術(shù)也是一種重要的節(jié)能技術(shù)，主要優(yōu)點(diǎn)：很好協(xié)調(diào)設(shè)備之間不合配問題;徹底改善負(fù)載擋板調(diào)節(jié)導(dǎo)致的能量損失情況;變頻調(diào)節(jié)響應(yīng)快，做到同工況變化同步，有助于節(jié)能優(yōu)化;提升異步電機(jī)的功率因數(shù)，提升電極運(yùn)轉(zhuǎn)效率。此技術(shù)對(duì)于改善煉鋼流程控制有實(shí)時(shí)化優(yōu)勢(shì)，可有效減少中間調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，降低能耗。此外，通過變頻除塵，能提升設(shè)備穩(wěn)定性，減少故障率，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間有效協(xié)調(diào)，從而改善設(shè)備之間的流轉(zhuǎn)導(dǎo)致的能量損失。

3.5減少出鋼倒?fàn)t次數(shù)與等待時(shí)間

在轉(zhuǎn)爐煉鋼的過程中，操作一旦失誤，就會(huì)致使在吹煉的過程中，氧槍槍位過高造成爐渣發(fā)泡，以至于在出鋼前就需要倒?fàn)t倒渣，產(chǎn)生不出鋼的現(xiàn)象，在倒?fàn)t倒渣的過程中，轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí)溫度會(huì)相應(yīng)下降，打破原有計(jì)劃。延長(zhǎng)出鋼時(shí)間，以至于在出鋼后應(yīng)進(jìn)行的工序無法及時(shí)進(jìn)行，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此筆者認(rèn)為，在爐渣發(fā)泡嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)采用壓渣材料對(duì)爐渣及時(shí)進(jìn)行處理，避免造成溫度降低等不利影響。轉(zhuǎn)爐出鋼的過程，等待時(shí)間是導(dǎo)致溫度降低的首要原因，而造成等待時(shí)間過長(zhǎng)的原因包括：等樣品成分與等節(jié)奏兩種。等樣品成分指等樣時(shí)間花費(fèi)過長(zhǎng)，因此送樣品的最佳時(shí)間被耽誤，在對(duì)樣品進(jìn)行檢驗(yàn)的流程中還會(huì)出現(xiàn)些許偏差，導(dǎo)致需要生產(chǎn)特殊鋼種時(shí)，無法做到及時(shí)出鋼。等節(jié)奏是指在轉(zhuǎn)爐補(bǔ)充廢鋼導(dǎo)入鐵水以后的后續(xù)準(zhǔn)備時(shí)間和在吹煉過程階段出現(xiàn)故障問題導(dǎo)致等待時(shí)間過長(zhǎng)，為了杜絕這種情況的發(fā)生，就需要協(xié)調(diào)好每個(gè)環(huán)節(jié)的準(zhǔn)備工作，調(diào)整好整體節(jié)奏，以此避免在煉鋼過程中對(duì)煉鋼造成相應(yīng)影響。

結(jié)語

鋼鐵行業(yè)是支撐國(guó)家建設(shè)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)，近年來，國(guó)家將綠色發(fā)展提升至戰(zhàn)略層面，鋼鐵企業(yè)加快實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展已成為必然要求和趨勢(shì)。本文基于此，重點(diǎn)對(duì)鋼鐵生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼工序中降低能耗和提升煤氣、蒸汽二次能源回收利用問題進(jìn)行了研究，對(duì)相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了探討，對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼未來節(jié)能降耗發(fā)展方向進(jìn)行了思考，以期促進(jìn)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行有效節(jié)能改造，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，以促進(jìn)我國(guó)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：南京鋼鐵集團(tuán)）