转炉负能炼钢与煤气回收技术
作者： 来源：安全文化网 2009-05-19 浏览量：1004
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转炉负能炼钢与煤气回收技术
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来源：安全文化网作者：发布时间：2007.02.09
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| 转炉负能炼钢与煤气回收技术
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在转炉内，把铁水炼成钢的过程，主要是降碳、升温、脱磷、脱硫以及脱氧和合金化等高温物理化学反应过程，其工艺操作是控制供氧、造渣、温度及加入合金料等，以获得所要求的钢液并浇铸成钢锭或连铸坯。氧气顶吹转炉炼钢法的特点之一是不需要外来热源，根据物料和热平衡计算：以铁水的物理热和化学热为主要热收入，抵消金属和炉渣的含热量以及各项热损失外，还有剩余热量。因此常将废钢、铁矿石和石灰石等作为冷却剂加入炉内以平衡热量防止炉温过高。 1 炼钢过程的能量消耗 炼钢过程需要有足够的能量输入才能完成，通常要消耗电力、氧气、燃气、惰性气体、虚缩空气以及水、蒸汽等。 2 炼钢过程能量的释放 在吹炼过程中，碳氧反应是冶炼过程始终存在的一个重要反应，反应的生成物主要是C0气体(浓度约为85%~90%)，但也有少量碳与氧直接作用生成CO2，其化学反应式为 2C+O2→2CO↑ 2C+2O2→2CO2↑ 2CO+O2→2CO2↑ 在冶炼过程中炉内处于高温，碳氧反应形成的CO气体也称转炉煤气，温度约在1600℃。此时高温转炉煤气的能量约为1GJ/t，其中煤气显热能约占1/5，其余4/5为潜能(燃烧时转化为热能，不燃烧时为化学能)，这就是转炉冶炼过程中释放出的主要能量。因此，转炉煤气回收利用是炼钢节能降耗的重要途径。 3 炼钢工序能耗实现负值分析 炼钢工序能耗是按生产出每吨合格产品(钢锭或连铸坯)所用的各种能量之和扣除相应回收的能量(标煤)进行计算的。 消耗能量>回收能量时，耗能为正值 消耗能量-回收能量=0时(称“零”能炼钢) 消耗能量<回收能量时，耗能为负值(称“负”能炼钢) 4 实现负能炼钢是可能的 转炉炼钢过程中释放出的能量是以高温煤气为载体，若以热能加以度量分析，具体表现为潜热占83.6%，显热占16.4%。显然，煤气所拥有的能量占总热量中的绝大部分。因此，要做到负能炼钢必须回收煤气，而且应尽可能提高回收煤气的数量和质量。 宝钢一期设计年产钢水318万t，铸成锭为312万t，铁钢比为1，宝钢一期工序能耗设计值为 (8.790-6.822)÷312=6kg/t 1988年宝钢炼钢实际工序能耗为3.26kg/t。 宝钢于1989年科学地应用了目标管理以及劳动技能提高等措施，吨钢能耗下降4.31kg，使转炉工序能耗达到-1.05kg/t，实现了负能炼钢，跨入了世界先进炼钢技术行列。 5 实现转炉负能炼钢必须回收煤气 6 实现负能炼钢的主要技术途径 (1)采用新技术系统集成，提高煤气回收的质量与数量； (2)采用交流变频调速新技术，降低炼钢工序大功率电机的电力消耗； (3)改进炼钢(包括连铸等)操作水平，降低物料、燃料消耗； (4)提高管理水平及人员素质，保证安全、正常、稳定生产。 国内转炉煤气回收技术现状及其节能巨大潜力 1 转炉煤气净化回收主要代表流程 我国于1966年在上钢一厂30t转炉上首先实现了煤气回收，是湿法流程，简称OG法，主要采用两级文丘里型煤气除尘器，贮气为湿式煤气柜，至今我国已回收煤气的企业均为湿法流程。此流程基建技资较低，操作运行简单、安全，但运行费用相对较高，要附设除尘污水处理设施。 另一种干法流程，简称LT法，为宝钢三期250t转炉引进奥钢联技术建设的煤气回收装置。转炉煤气净化采用干式静电除尘器，贮气为干式煤气柜。此流程基本建设投资较高，运行费用较低，操作较为复杂，没有污水处理设施，将与宝钢250t转炉同时投产。 2 我国转炉煤气回收技术水平与国外先进水平的比较 1986年上钢三厂三座30t转炉采用较为完善的国产成套煤气回收技术设备，主要包括：①线性矩形可调喉口文丘里除尘器；②可调喉口液压伺服装置；③炉口微差压自动调节系统；④快速三通切换阀；⑤大管径文丘里型煤气流量计；⑥煤气回收自动控制装置；⑦煤气成分自动分析装置。 3 回收煤气的节能潜力巨大 自1966年我国开始回收转炉煤气以来，经历了30年，到1996年已有20个企业回收了煤气，占应回收煤气企业的51%。全行业转炉煤气回收利用率平均为51%，重点钢铁企业为70%，中小骨干企业仅为6%。如果目前还没有回收煤气的19个企业尽快增添回收设施，采用新技术装备，初期回收先按中等水平要求，即每吨钢回收65m3，煤气热值为1800×4.18kJ/m3，每年回收的煤气折合标煤可达34万t。已做到低水平回收的17个企业，用新技术进行技术改造，把回收水平提高到较高水平，即每吨钢回收70m3，煤气热值为1950×4.18kJ/m3，则每年多回收的煤气折合标煤可达16万t。上述二者之和，将达到每年回收能量约40万t，上述36个企业转炉炼钢工序能耗(标煤)将平均下降9.2kg/t，节能潜力是巨大的。 转炉负能炼钢是先进炼钢技术的重要标志之一，是炼钢工艺、装备、操作以及管理诸方面先进水平的综合体现，也是节能降耗、降低生产成本、提高企业竞争力的主要技术措施。实现负能炼钢也是一项艰难的科技攻关系统工程，需要将许多先进技术集成、配套，尤其离不开企业现代化的科学管理和生产，必须千方百计提高转炉煤气回收的数量与质量。 |