| 标题 | 转炉炼钢节能措施分析 |
| 范文 | 李兴岗 摘 要：炼钢企业在生产过程中会消耗大量的能源，产生高热量的二次能源——烟气。现有烟气处理和回收工艺能源利用率低，为解决这一环节能源耗费问题，需要对转炉工艺进行优化改进，降低能源消耗，提高钢铁企业的市场竞争力。本文以转炉炼钢中的烟气和蒸汽回收为例，对其中涉及的几项节能技术进行了分析。 关键词：转炉炼钢；节能；负能炼钢 转炉炼钢是国内各大钢铁厂炼钢生产的主要手段，转炉在生产过程中会产生大量的余热烟气，是重要的二次能源，若能对其进行回收利用，则不仅减少了炼钢工序的成本消耗，还能降低炼钢工序对环境的影响，为钢铁厂实现转炉“负能”炼钢奠定基础。本文将以转炉烟气余热的回收利用为例，对炼钢节能措施进行探讨。 1 转炉炼钢节能必要性分析 随着经济和科技的不断发展，我国钢铁工业的产量和质量都得到了不同程度的提升，而高端、高附加值产品的增加更是有效提升了我国钢铁企业在国际市场上的竞争力。钢铁企业既是资源生产者，也是资源消耗者；我国钢铁企业生产能耗占全国总能耗的10%，若能采取措施降低能耗，可有效缓解我国能源紧缺问题。近十年来，我国电力缺乏，电炉炼钢产量受到抑制，转炉炼钢得到了快速发展，目前已经成为各大钢厂炼钢的主要手段。转炉炼钢过程中产生烟气温度高、粉尘量大，属于有毒、易爆性物质，直接排放不仅会造成环境污染，还造成了能源的浪费，对其进行余热回收利用可降低钢铁企业的生产成本，提高企业市场竞争力。 2 转炉烟气余热分析及利用 2.1 烟气余热构成 氧气转炉在生产期间会产生大量的烟气，温度高达1400-1600℃；烟气量与吹氧量有关，吹氧强度大、时间短会促进烟气的排出量；反之则能减少烟气排出量。某钢铁厂对其转炉烟气量进行测试，结果如下：转炉出口处总热量为238.6×103kJ/t钢，显热比重为16.4%，潜热比重为83.6%；利用现有装置对其进行除尘再利用，则可回收的显热仅为9.6%，仍有大部分热量损失。 2.2 转炉烟气回收技术 2.2.1 未燃法转炉烟气回收。未燃法（OG法）烟气回收原理：利用转炉炉口活动烟罩封闭转炉汽化冷却烟道，借助炉口微压差的辅助功能，减少空气吸入量，从而达到抑制烟气燃烧，使其以气体燃料的形式得以回收。OG法对烟气的回收率较高，能大幅度降低转炉炼钢工序的生产能耗，节能量为25-30kg标准煤/吨。 2.2.2 转炉烟气净化湿法除尘。湿法除尘是将水通入换热器中汽化吸热，降低烟气的温度，同时洗涤烟气。具体操作方法如下：高温转炉烟气先经过余热锅炉吸收热量产生蒸汽，然后通过除尘器除去烟尘中的尘粒，接着通过90°弯头脱水器和湿旋脱水器，脱水后的烟气进入转炉烟气回收系统，烟气经过以上步骤后，既浇灭了火种，还得到了净化。 2.2.3 烟气发生量稳定技术。转炉炼钢过程中，由于多种因素会影响炉容比，若炼制原料中硅含量较高，且炼制温度低时，很容易会出现喷溅或返干现象，影响烟气生成量的稳定性，不利于烟气回收。为提高吹炼平衡，增加煤气回收率，可配置音频化渣系统，减少或消除喷溅和返干问题的出现，确保炉前操作的平稳性。 2.3 转炉蒸汽回收技术 2.3.1 蒸汽回收工艺。转炉蒸汽是软化水经转炉汽化冷却烟道汽化而得，回收后的蒸汽可用于发电车间发电机的动力能源；蒸汽回收工艺较为复杂，如外部管网配套不合理，将极大降低蒸汽的回收率。蒸汽回收常用工艺为软化水+转炉高温烟气发，具体流程如下：烟气→转炉汽化冷却烟道→汽包→蓄热器→蒸汽管网→发电车间发电机。 2.3.2 蓄热器的应用。上述回收工艺中蓄热器为湿式变压蓄热器，其应有过程如下：转炉汽化冷却烟道产生的蒸汽量不断变化，导致蒸汽压力也处于不稳定的状态。这是由于转炉冶炼处于周期性循环当中，转炉吹炼时产生蒸汽；非吹炼时则无蒸汽产生。而在吹炼期间，由于氧气量的不断变化，导致产生的蒸汽量也是忽高忽低，无法满足蒸汽用户的要求。若转炉烟气直接外送，会对蒸汽实用设备造成损害。未解决蒸汽产生和蒸汽实用之间的矛盾，炼钢厂在汽化冷却烟道和外送管路之间安装了湿式变压蓄热器。蓄热器能将周期性产生的蒸汽变为持续稳定的气源，满足蒸汽设备对于蒸汽用量均匀、稳定的要求，提高蒸汽利用的安全性和持续性。 2.3.3 烟道热喷涂技术的应用。烟道热喷涂技术的应用不仅能延长汽化冷却烟道和活动烟罩设备的使用寿命，还能有效控制沾钢或挂渣对烟道的损坏，减少烧损漏水的次数，为转炉冶炼的安全进行提供保障，同时促进蒸汽回收的效率。烟道喷涂可采用超音速电弧喷涂法；喷涂范围主要为烟道固定段和活动烟罩；喷涂材料为NiCrMo合金或陶瓷封孔剂；各项参数控制如下：粗糙度控制在70-90μm、涂层厚度控制在0.35-0.4mm；施工时，涂层要光滑均匀，无剥落、起皮、起鼓现象。某炼钢厂通过喷涂技术的采用，转炉烟道固定段和活动烟罩设备的挂渣、粘渣、结渣问题得到了很大改善，管壁由于温度过高、热疲劳造成的撕裂漏水次数也有了明显减少；根据统计，喷涂技术使用前，转炉一个炉役周期内将近有35小时因漏水问题而被迫停止运行；采用热喷技术后，热停时间缩减到了7.2小时，为转炉蒸汽回收利用奠定了良好的基础。 2.4 其他节能技术 转炉炼钢工艺是一项系统且复杂的工程，在炼钢过程中会消耗大量的能源，如氧气量、煤炭量等，同时也会产生具有能量的产物，若能优化工艺，改进现有的生产设备，能在很大程度上减少能源消耗量，同时对各类排出物中的能源进行回收再利用，以此提高炼钢企业的能源利用率，降低能源消耗，从而提高企业的整体水平。 3 结语 构建资源节约型和环境友好型社会是我国的主要发展目标，而节能降耗是实现这一目标的有效途径，同时也是企业发展，提高市场竞争力的关键要素。对于转炉炼钢企业而言，工序能耗不仅是企业工艺水平高低的标志，也是企业生产管理水平和成本控制水平的重要标志，因此，炼钢企业应积极改进工艺，提高企业转炉工序的能源利用率，实现“负能炼钢”的发展目标。 参考文献： [1]富志生.转炉炼钢工序能耗计算与分析[J].酒钢科技，2012（03）. [2]杨文远，蒋晓放，王明林，吴文东，刘路长.转炉炼钢节能的技术问题[J].钢铁研究学报，2010（08）：22-26. [3]杜佳.转炉炼钢过程中能量的回收与利用[D].西安建筑科技大学，2009. [4]姬立胜.转炉烟气余热的充分回收与合理利用[D].东北大学，2012. |
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