摘要：轉(zhuǎn)爐煤氣在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中以二次能源的地位存在，有著相當(dāng)?shù)牡匚?，?shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中如何有效的回收利用這一材料對(duì)于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和清潔生產(chǎn)的過(guò)程都有著十分重要的作用，因而文章就此進(jìn)行分析，探討回收量的改進(jìn)措施，希望可以給有關(guān)從業(yè)人員以啟發(fā)。

1 前言

轉(zhuǎn)爐煉鋼的過(guò)程中產(chǎn)生的高溫爐氣存在了大量的化學(xué)潛熱高溫顯熱，如果在生產(chǎn)的過(guò)程中能夠有效的回收利用這一部分熱量則可以有效的節(jié)約生產(chǎn)成本。高溫爐氣當(dāng)中含有了大量的CO爐氣又稱為轉(zhuǎn)爐煤氣，是煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中最為重要的副產(chǎn)品之一，對(duì)其進(jìn)行回收利用有著重要的意義。

2?轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)介

邯鋼邯寶煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)是從奧鋼聯(lián)引進(jìn)的LT干法煤氣回收系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由煙氣冷卻、凈化回收和粉塵壓塊等3大部分組成。其主要技術(shù)特點(diǎn)為:①除塵凈化效率高,回收的煤氣含塵量小于10mg/m3,可直接供用戶使用;②年回收含鐵粉塵壓塊6萬(wàn)t,返回轉(zhuǎn)爐當(dāng)含鐵原料利用;③不存在二次污染和污水處理,節(jié)省能耗;④轉(zhuǎn)爐煤氣回收率高。

3 轉(zhuǎn)爐煤氣回收影響因素

3.1 轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)節(jié)奏的影響

邯鋼邯寶煉鋼2019年目標(biāo)產(chǎn)能520萬(wàn)t,二吹二制氧氣復(fù)吹轉(zhuǎn)爐,兩座260t轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中同時(shí)吹煉的狀態(tài)經(jīng)常出現(xiàn)。兩座轉(zhuǎn)爐同時(shí)吹煉會(huì)引起氧氣總管壓力降低,導(dǎo)致供氧強(qiáng)度降低,影響前期吹煉過(guò)程爐氣中氧含量,推遲煤氣回收的開(kāi)始時(shí)間,減少煤氣回收量。兩座轉(zhuǎn)爐共用一座15萬(wàn)m3的煤氣柜,二吹二的生產(chǎn)模式下,共吹情況發(fā)生的形式多種多樣,在不同的共吹情況下,受到回收安全、風(fēng)量、煤氣柜壓力影響,也大幅度降低煤氣回收量。邯鋼邯寶煉鋼平均供氧時(shí)間為16.5min,從2017年4月到2017年9月的具有代表性的200爐數(shù)據(jù)獲得幾種共吹模式下,根據(jù)開(kāi)吹時(shí)間差不同,進(jìn)行平均煤氣回收量變化統(tǒng)計(jì)。分析得出兩座轉(zhuǎn)爐共吹模式下對(duì)煤氣回收量的影響明顯,針對(duì)共吹問(wèn)題提出要求,兩座轉(zhuǎn)爐吹煉開(kāi)始間隔控制在大于8min,減少共吹影響煤氣回收量。生產(chǎn)過(guò)程中采取以下具體措施:兩座轉(zhuǎn)爐減少同時(shí)兌鐵水情況,但為了保證整體生產(chǎn)順行,一座轉(zhuǎn)爐兌完鐵水下槍吹煉時(shí),下座轉(zhuǎn)爐才開(kāi)始兌鐵水進(jìn)行吹煉,間隔時(shí)間大于8min。有效減少了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)節(jié)奏帶來(lái)的影響。

3.2 轉(zhuǎn)爐冶煉操作的影響

轉(zhuǎn)爐煤氣成份含量隨吹煉時(shí)間變化,轉(zhuǎn)爐依靠鐵水中C、Si、Mn、P等元素的氧化反應(yīng)放熱,完成冶煉過(guò)程,并生成大量高溫?zé)煔狻暮摵獙殶掍撧D(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中,采集正常生產(chǎn)條件下冶煉過(guò)程中轉(zhuǎn)爐煤氣中φ(CO)、φ(CO2)、φ(O)變化數(shù)據(jù),繪制其隨吹煉時(shí)間變化的趨勢(shì)圖。(1)提高吹煉前期溫度可以加快氧與鐵水中其它元素的反應(yīng)速度,使?fàn)t氣中的含氧量迅速達(dá)到煤氣回收條件,可以延長(zhǎng)煤氣回收時(shí)間,提高煤氣回收量。提高吹煉前期溫度途徑有:調(diào)整鐵水比、提高入爐鐵水溫度、減少轉(zhuǎn)爐吹煉第一批料量等方法,可以有效的降低轉(zhuǎn)爐吹煉前期溫度的影響。目前多數(shù)采用調(diào)整鐵水比和減少轉(zhuǎn)爐吹煉第一批料量的方式,達(dá)到提高前期溫度的操作模式。轉(zhuǎn)爐槍位控制方面,普遍采用高低模式,開(kāi)吹降槍時(shí)間一致的情況下,開(kāi)吹槍位影響煤氣回收的統(tǒng)計(jì)。結(jié)合轉(zhuǎn)爐第一批料量的控制,降低開(kāi)吹槍位也能有效的延長(zhǎng)煤氣回收時(shí)間。根據(jù)轉(zhuǎn)爐前期的風(fēng)量(170000m3/h)計(jì)算,前期影響煤氣回收量:170000/(60×60)=47.22m3/s。所以前期槍位對(duì)煤氣回收影響也非常顯著。

3.3 原料條件的影響

轉(zhuǎn)爐煤氣主要是由鐵水脫碳過(guò)程中碳氧化產(chǎn)生的,通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)條件下生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,原料條件和鋼水碳含量對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣回收量影響。原料方面,邯鋼邯寶煉鋼使用魚(yú)雷罐輸送鐵水,魚(yú)雷罐站有兩條線,能同時(shí)接納4個(gè)魚(yú)雷罐同時(shí)進(jìn)站。魚(yú)雷罐輸送的鐵水成分和溫度,根據(jù)不同高爐、不同時(shí)間段有所波動(dòng),鐵水溫度1250~1400℃之間波動(dòng),鐵水w[Si]在0.2%~0.8%之間波動(dòng),對(duì)冶煉操作影響較大。因冶煉操作的難度加大,影響了煤氣回收的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間,對(duì)煤氣回收量產(chǎn)生波動(dòng)。針對(duì)鐵水條件影響,結(jié)合邯鋼邯寶煉鋼魚(yú)雷罐站的特點(diǎn),對(duì)w[Si]波動(dòng)大的鐵水,魚(yú)雷罐出鐵時(shí)進(jìn)行混鐵處理,把供轉(zhuǎn)爐鐵水w[Si]控制在0.3%~0.6%之間。對(duì)鐵水溫度大于1400℃的鐵水,進(jìn)行KR脫硫處理。KR脫硫采用機(jī)械攪拌和加脫硫劑工藝進(jìn)行操作,降溫值在25~60℃之間,所以延長(zhǎng)KR攪拌時(shí)間和增加脫硫劑的使用量,把溫度調(diào)整到接近1350℃。穩(wěn)定了供轉(zhuǎn)爐鐵水的成份和溫度,有效減少鐵水條件波動(dòng)對(duì)操作帶來(lái)的影響,進(jìn)一步提高煤氣回收量。

3.4 轉(zhuǎn)爐煤氣回收條件調(diào)整的影響

為了煤氣回收的安全,必須設(shè)置相應(yīng)的回收條件?；厥諚l件直接影響回收的開(kāi)始與結(jié)束,即回收時(shí)間的長(zhǎng)短。從2011-2016年,通過(guò)不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝參數(shù)和消除煤氣回收設(shè)備缺陷,做過(guò)多次煤氣回收條件的調(diào)整,且能保證煤氣回收的安全。調(diào)整煤氣回收條件后,延長(zhǎng)了煤氣回收時(shí)間,提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量。轉(zhuǎn)爐煤氣回收條件從最初的φ(CO)>30%且φ(O)<1%,調(diào)整為φ(CO)>20%且φ(O)<1.5%,回收時(shí)間增加1.3min,噸鋼煤氣回收量提高近15m3/t,且能安全回收。如今將轉(zhuǎn)爐的回收條件調(diào)整為φ(O)<1.5%,結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得噸鋼煤氣回收量提高15m3/t,并且能安全回收。但是煤氣回收熱值從7118kJ/m3減少到6280kJ/m3,雖然熱值降低但是因?yàn)槊簹饬康脑黾?得到效益。

3.5 煤氣回收設(shè)備的影響

目前邯鋼邯寶煉鋼二座轉(zhuǎn)爐煤氣回收使用一座15萬(wàn)m3的煤氣柜。正常情況下合格的轉(zhuǎn)爐煤氣通過(guò)三通閥直接進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣柜。轉(zhuǎn)爐煤氣柜設(shè)置的主要作用是用來(lái)適應(yīng)轉(zhuǎn)爐煤氣產(chǎn)生的波動(dòng)量和用戶使用量的不均衡性,以便安全有效地利用。轉(zhuǎn)爐煤氣回收作業(yè)是一種間歇的作業(yè)方式,回收煤氣的流量波動(dòng)范圍較大,在兩座轉(zhuǎn)爐同時(shí)回收時(shí)流量達(dá)到15~17.5萬(wàn)m3/h;在兩座轉(zhuǎn)爐均停止回收時(shí),流量為零。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)受冶煉品種、原料資源和鑄機(jī)生產(chǎn)節(jié)奏的影響較大,生產(chǎn)節(jié)奏變化大,因而輸入煤氣柜的氣量變化也大,沒(méi)有固定的規(guī)律可言。轉(zhuǎn)爐煤氣柜儲(chǔ)存的轉(zhuǎn)爐煤氣一般壓力為2.0~3.5kPa,如果溝通不及時(shí),煤氣柜壓力在高位時(shí),造成轉(zhuǎn)爐煤氣不必要的放散燃燒,會(huì)降低轉(zhuǎn)爐煤氣回收量。對(duì)刮灰機(jī)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化，在吹煉時(shí)，刮灰機(jī)運(yùn)行；出鋼延時(shí)5分鐘后，刮灰機(jī)停止運(yùn)行。對(duì)電除塵器電場(chǎng)極板振打周期進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)電除塵器內(nèi)刮灰機(jī)加油周期進(jìn)行優(yōu)化將煤冷器水泵改為變頻控制，在不回收煤氣時(shí)，水泵低頻運(yùn)行。將輸灰鏈改為變頻控制，在吹煉時(shí)輸灰鏈運(yùn)行，停吹時(shí)，輸灰鏈停止，降低鏈條磨損，延長(zhǎng)使用壽命。對(duì)電除塵器電場(chǎng)控制進(jìn)行優(yōu)化，在吹煉時(shí)采用全壓模式，在非吹煉期，采用降壓模式。將卸灰氣缸和電磁閥以及噴槍備件國(guó)產(chǎn)化，縮短采購(gòu)周期同時(shí)降低備件采購(gòu)費(fèi)用。

4 結(jié)語(yǔ)

轉(zhuǎn)爐煤氣中含有大量的一氧化碳，無(wú)論是高溫顯熱還是化學(xué)潛熱都有著很大的利用價(jià)值，實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中很少能夠充分利用這部分熱量，文章分析了相關(guān)的影響因素，進(jìn)而給出一些提高回收量的策略。強(qiáng)化操作、改善原料條件，在安全的條件下調(diào)整回收條件、強(qiáng)化設(shè)備管理都能夠有效的提高回收率。