青钢负能炼钢概述

关键词 转炉，工艺优化，负能炼钢

中图分类号1,F724．5 文献标识码 B

1 前言

从1 995年宝钢实现炼钢一连铸全工序负能炼钢以来，负能炼钢已成为各炼钢厂追求的目标，第二炼钢厂在降低转炉能源消耗和增加转炉煤气回收量方面开展了大量有效的工作，最终实现了炼钢一连铸全工序负能炼钢。到2006年5月炼钢厂工序能耗达到了吨钢-15．498kg标煤。

2转炉负能炼钢分析

2．1 转炉炼钢生产工艺流程

第二炼钢厂目前拥有600t混铁炉1座，80t转炉1座，90tLF炉2台和6机6流方坯连铸机1台。生产工艺流程如下：

高炉铁水一混铁炉一铁水脱硫站一转炉一二次精炼一连铸

2．2 转炉炼钢工序能耗分析

工序能耗计算为工序所消耗能源介质总量与转炉回收能源折算成标煤之差值，其表达式为：

厂工序能耗＝(厂工序总能耗量一回收的工序总能量)／钢产量

计算结果为负值即为负能炼钢。

2．3 炼钢工序能耗的构成和折算系数

炼钢工序能耗由消耗的能源介质(如氧气、电力、煤气、氮气、氩气、压缩空气、蒸汽、水等)和回收能源(OG系统回收的蒸汽和转炉煤气)组成。

青钢各能源介质的能量折算系数如表1。

2．4工序能耗现状

2006年1～5月份，第二炼钢厂的工序能耗数据如表2。

3 实现负能炼钢的技术措施

第二炼钢厂在工程设计中就充分考虑了节能降耗、煤气和蒸汽回收利用。采用OG法转炉烟气净化煤气回收技术、汽化蒸汽回收技术、溅渣护炉技术、冷却循环水闭路循环技术等节能技术。经过优化操作工艺和技术攻关，工序能耗已进入了平稳运行阶段。

3．1 提高转炉煤气回收水平

炼钢吹炼过程中，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一氧化碳气体(浓度约为70％～90％)，但也有少量碳与氧直接作用生成CO₂。

在冶炼过程中，碳氧反应形成的一氧化碳气体也称转炉煤气，温度约在1 600 CjC。此时高温转炉煤气的能量约为1 GJ／t，其中煤气显热能约占20％，其余80％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，提高转炉煤气的回收率和利用率是炼钢节能降耗的重要途径。

转炉煤气回收采取有PLC控制的炉口微压差技术和转炉降罩吹炼相配合，在吹炼过程中，二文喉口开度根据炉口微压差值自动进行调节，也可根据实际回收煤气情况进行远程半自动控制。根据我厂实际情况和用户对煤气的热值需求把回收参数设置为W(O₂)<1．0％，W(CO)≥35．0％自动回收，使煤气品位较高，一氧化碳总体含量维持在55％左右，保证了石灰回转窑用气的热值。

自投产以来，随着转炉冶炼工艺的不断完善和煤气用户的扩大，到2006年5月份转炉煤气的回收量已稳定在95 m³／t左右，煤气外供量约为85 m³／t，为实现负能炼钢奠定了坚实基础。

3．2 提高转炉蒸汽回收量

80t转炉采用OG法除尘工艺，该装置主要功能是对转炉烟气进行冷却、回收和排放、并回收蒸汽。系统操作与转炉吹炼过程实行自动控制和安全连锁，在工艺技术水平、设备结构、自动化控制等方面采用了新型的全汽化冷却方式，自然循环与强制循环在线转换，汽包自动供水控制等一系列新技术。

投产初期，针对生产中的问题组织专业技术人员对回收系统的压力、汽包水位、蒸汽输出流量等工艺参数进行研究，逐渐杜绝了因系统压力过高而引起蒸汽放散和汽包水位超出上限导致排水的现象，实现了操作最佳化。为了尽可能多地回收蒸汽，当汽化冷却设备检修时，采取分段隔离方式排泄蒸汽和水，使蒸汽和水的损耗减少到最低程度。目前，蒸汽回收水平维持在94kg／t钢左右。

3．3 脱硫周期

由于冶炼的钢种比较多，各钢种对硫含量的要求不一样，因此根据钢种不同采取相应的脱硫强度，最大程度地降低电耗、颗粒镁耗量、铁水物理热损失量和氮气消耗量，目前第二炼钢厂铁水兑入转炉时的铁水温度稳定在1320℃左右，比投产初期的铁水温度提高了约25℃，吹炼每吨铁水可节约0．72kg标煤。

3．4 缩短转炉冶炼周期和降低氧耗

随着新设备的磨合成熟和冶炼操作工艺的逐渐熟练，转炉冶炼周期逐渐缩短，转炉吨钢电耗、氧耗也逐渐降低。通过对主要岗位工人技能培训、改进供氧制度和造渣制度，吹炼过程中转炉渣“返干"次数明显减少，减少了炉口积渣和喷溅现象，提高了煤气的回收量和质量。冶炼周期由投产初期的42min／炉缩短到35 min／炉，日历作业率达87．5％。目前所用的铁水成分比较稳定，铁水硅含量稳定在0．30％～0．40％，磷含量稳定在0．100％～0．110％，良好的铁水条件保证了转炉冶炼操作的稳定。转炉氧气单耗约为51．0Nm³／t钢，钢铁料消耗稳定在1075k／t钢。

3．5 采用快速造白渣工艺降低精炼电耗

在转炉工序能耗中，如何控制电能的消耗量是降低转炉能耗的重点，因此降低精炼电耗就成了关键。为此，第二炼钢厂将优化精炼炉冶炼工艺，采用电石快速造白泡沫渣技术，增加埋弧效果，提高升温速度，缩短精炼供电时间作为一项专门课题组织人员进行摸索研究；经过3个月的攻关研究，采用电石快速造白泡沫渣精炼技术已在实际生产中取得了满意效果，在大量生产品种钢的不利因素下，精炼电耗仍连续6个月低于45 kWh／t钢，保障了全厂电耗控制在110kWh／t钢以下。

3．6 降低烤包煤气消耗量

投产初期采用立式烘烤钢包，煤气消耗量比较大；经过技术改进现在采用蓄热燃烧技术烘烤钢包，提高了钢包的烘烤质量，且减少了煤气消耗量，经过统计煤气消耗量比原来减少约32％。

从2005年4月开始，多次试验中间包使用干式浇注料，现在已投人生产，缩短了中间包烘烤时间，煤气消耗量大幅降低，中间包烘烤所消耗的煤气减少了60％，且由此大幅度提高了中间包的连浇炉数，提高了铸坯收得率，综合经济效益显著。

4 结束语

第二炼钢厂在降低能源消耗和增加转炉煤气回收量方面做了大量卓有成效的工作。通过技术攻关、采取新工艺、节能新技术，在生产实际中做到准确无误的操作，提高了转炉煤气回收量，增加了余热蒸汽回收量，大大降低了生产成本，产生了较好的经济和社会效益，达到了负能炼钢的目标。