提高轉爐煤氣回收量實踐探索

梁軍華

（廣西鋼鐵集團有限公司，廣西 防城港 538002）

鐵水裝入比、煤氣回收比和空氣吸入量等由轉爐工序操作條件決定，也是制約煤氣回收的重要因素。在回收過程中還受管網(wǎng)煤氣平衡、氣柜緩沖能力、下游用戶使用方式等方面的制約。

1 轉爐煤氣回收現(xiàn)狀

現(xiàn)有50t轉爐3座，80t轉爐1座。配套轉爐煤氣回收系統(tǒng)在原有0G法的基礎上經(jīng)過改造采用的新0G法，煙氣經(jīng)煙罩、汽化冷卻煙道后，將凈化設備由原來的“二文三脫”改為了一、二級噴霧蒸發(fā)洗滌塔、環(huán)縫文氏管、兩級旋流脫水塔。新0G一次除塵系統(tǒng)于2018年3月份完成改造。改造后顆粒物濃度滿足了排放標準，但是改造當年的轉爐煤氣噸鋼回收僅完成110m3。其中10～12月份更是因鐵水不足，轉爐提高廢鋼比，轉爐煤氣噸鋼回收量僅96m3。由此既增加了噸鋼冶煉成本，同時也導致了轉爐工序能耗升高。通過對比發(fā)現(xiàn)近年來部分鋼鐵企業(yè)噸鋼轉爐煤氣回收穩(wěn)定在130m3以上，該企業(yè)的轉爐煤氣回收仍有一定的提升空間。

2 提高轉爐煤氣回收熱值采取的措施

2.1 調(diào)整一次除塵風量

優(yōu)化微差壓控制模式。在生產(chǎn)過程中，爐內(nèi)壓差在吹前、吹中和吹后階段不斷變化，因此準確控制爐口壓差以提高煤氣熱值和回收量尤為重要。不銹鋼公司原有的微差壓控制系統(tǒng)，根據(jù)設定的目標壓差，通過液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)喉口開度，達到微正壓運行的目的。這種液壓調(diào)節(jié)有以下缺點：1）與爐內(nèi)劇烈反應引起的壓差變化相比，液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)速度慢且滯后，靈活性和準確性不能滿足現(xiàn)場動作的要求；2）液壓系統(tǒng)動作頻繁導致故障率較高，調(diào)試率較低。優(yōu)化的方式是調(diào)整爐口微差壓，經(jīng)過反復調(diào)整和測試，將吹煉過程分為10個階段，根據(jù)微差壓系統(tǒng)測得的吹煉過程中爐口壓力的差異，直接確定每一階段的喉口開度，驗證一次除塵風量和除塵系統(tǒng)效果，既實現(xiàn)了微差壓操作，又解決了煙氣溢出問題。經(jīng)過反復調(diào)試，達到最佳值，提高了轉爐煤氣回收熱值。活動罩與爐口有一定的壓力差。當壓差為負且較大時，會吸入大量外界空氣促進CO燃燒，從而降低氣體回收的熱值；當壓差為正且較大時，會導致煙氣溢出，也將降低氣體回收率。借鑒其他公司的經(jīng)驗，轉爐爐口控制在0～60Pa的微正壓。試驗結果表明，無煙塵溢出，對提高轉爐煤氣回收熱值起到了一定的作用。通過以上兩項改進措施，觀察吹煉過程中爐口壓差，調(diào)整各階段壓差，將吹煉過程中各階段壓差控制在合理范圍內(nèi)。

2.2 減少空氣吸入量

調(diào)整活動煙罩降罩時間和行程，轉爐爐口上方的活動煙罩是減少轉爐爐口吸入空氣的重要設備，吹煉時通過煙罩的自動升降能夠減少煙氣外溢，實現(xiàn)爐口煙氣的有效捕集。如果煙罩與爐口之間間隙太大或降罩時間滯后，就會造成爐口吸入空氣多，使得轉爐煤氣中氧含量長時間達不到2%以下,同時空氣吸入量多也會造成CO氧化成CO2，從而降低回收煤氣的熱值。通過現(xiàn)場調(diào)試，在確保氧含量合格的前提下，可將活動煙罩自動降罩的時間由原來的吹煉開始后120s提前到90s，活動煙罩距離爐口的最大間隙由原來的250mm調(diào)整到100mm。提高氧氣工作壓力，在鐵水不足的情況下，為實現(xiàn)低鐵耗操作，轉爐廢鋼裝入占總裝入量的23%～28%。因廢鋼裝入多，吹煉前期打火困難，碳氧反應滯后。當氧槍工作壓力0.8～0.85MPa時，正常情況下在吹煉140s后氧含量才降到2%以下；有些爐次在吹煉開始后100s具備煤氣回收條件后，160s后氧含量又出現(xiàn)反彈現(xiàn)象，被迫停止回收，由此縮短了煤氣回收時間。針對氧槍吹煉氧壓影響煤氣回收問題，多次試驗確定提高開始吹煉時的氧氣工作壓力，并且細化調(diào)整了供氧周期內(nèi)每分鐘的氧氣工作壓力。以上述50t轉爐為例，氧壓的調(diào)整使轉爐煤氣開始回收時間由吹煉開始后的140s，提前到70s以內(nèi)。調(diào)整環(huán)縫文氏管重砣行程開度，新OG系統(tǒng)環(huán)縫文氏管內(nèi)重砣行程決定了環(huán)縫文氏管壓力分配值和煙氣流速。根據(jù)轉爐吹煉時間，分5個階段控制重砣的行程，為充分保證爐前捕集效果，環(huán)縫文氏管重砣調(diào)整行程一般控制在150～200mm的較小范圍內(nèi)。在參數(shù)調(diào)整上主要根據(jù)爐前捕集效果調(diào)整中期開度，但在回收過程中會影響了煤氣中的氧含量。針對轉爐吹煉過程碳氧反應進程，結合煙氣中CO和O2成分變化趨勢對環(huán)縫文氏管重砣開口度進行了調(diào)整。在吹煉前期，將環(huán)縫文氏管開口度調(diào)到最小，使爐口負壓最小，空氣最少量吸入；同時針對O2含量反彈時間段，延長環(huán)縫文氏管重砣最小開度時間；吹煉中期煤氣回收期間，喉口開度調(diào)到最大，后期逐步調(diào)小。如此有效保證了轉爐煙氣O2含量快速降低到具備回收條件并使回收過程穩(wěn)定不反彈。

2.3 提高氧氣工作壓力

在鐵水不足的情況下，為實現(xiàn)低鐵耗操作，轉爐廢鋼裝入占總裝入量的23%～28%。因廢鋼裝入多，吹煉前期打火困難，碳氧反應滯后。當氧槍工作壓力0.8～0.85MPa時，正常情況下在吹煉140s后氧含量才降到2%以下；有些爐次在吹煉開始后100s具備煤氣回收條件后，160s后氧含量又出現(xiàn)反彈現(xiàn)象，被迫停止回收，由此縮短了煤氣回收時間。針對氧槍吹煉氧壓影響煤氣回收問題，多次試驗確定提高開始吹煉時的氧氣工作壓力，并且細化調(diào)整了供氧周期內(nèi)每分鐘的氧氣工作壓力。針對轉爐吹煉過程碳氧反應進程，結合煙氣中CO和O2成分變化趨勢對環(huán)縫文氏管重砣開口度進行了調(diào)整。在吹煉前期，將環(huán)縫文氏管開口度調(diào)到最小，使爐口負壓最小，空氣最少量吸入；

2.4 實行進一步降罩操作

在氣體回收過程中，調(diào)節(jié)煙氣中的氧含量。當煙氣含氧量超標時，會帶來安全隱患。轉爐煙氣中氧氣的主要來源是吸入空氣。因此，在轉爐冶煉過程中，及時降低活動煙罩減少進氣量，可以有效降低煙氣中的氧含量，快速達到氣體回收條件允許的氧含量。減少進氣量還可以減少空氣與爐內(nèi)CO的反應，增加煙氣中CO的含量，進而提高氣體回收的熱值。

3 提高轉爐煤氣回收量采取的管理措施

3.1 嚴格執(zhí)行標準化作業(yè)，強化成本意識

轉爐冶煉過程中，通過嚴格執(zhí)行降罩操作，增加煤氣回收量。做好與煤氣回收有關的過程控制臺帳記錄，并固化到崗位規(guī)程中。能源管理執(zhí)行標準化作業(yè)管理，能源管理人員進行現(xiàn)場檢查，幫扶作業(yè)區(qū)，針對現(xiàn)場存在問題，更新《設備管理評價細則》中能源、環(huán)保部分并下發(fā)到每個崗位，要求崗位進行學習，樹立責任意識，增強責任感，科室不定期對各崗位學習及執(zhí)行情況進行抽查。

3.2 崗位管理系統(tǒng)化

崗位操作人員進行本崗位TPM點檢，對現(xiàn)場設備發(fā)現(xiàn)的問題建立非點檢隱患信息，并要求崗位操作人員按要求錄入設備管理系統(tǒng)——小錘子系統(tǒng)中，做到“發(fā)現(xiàn)問題—接收問題—解決問題—落實結果”閉環(huán)管理，其中每個崗位在系統(tǒng)中的狀態(tài)都可查可控可追溯。

4 結束語

轉爐煤氣回收的前提條件是必須保證在安全前提下實現(xiàn)穩(wěn)定、高效的回收利用，同時又要兼顧顆粒物排放濃度小于國家特別排放限值。采取各種有效措施是可以提高轉爐煤氣回收量的，在降低工序成本的同時，又能夠減少顆粒物排放，大幅度提升企業(yè)的環(huán)保運行 水平。