提高120t轉爐煤氣回收量的生產實踐

周茂林，劉文松，陶 智，崔金強

（萊蕪鋼鐵集團有限公司，山東 萊蕪 271104）

1 前 言

轉爐煤氣的回收與利用在鋼鐵企業節能與環保工作中的地位日益突出，對于鋼鐵企業開展節能降耗、實現可持續發展有著非常重要的意義。截至2012年1月，萊鋼型鋼煉鋼廠120 t轉爐LT法煤氣回收量僅達到90 m3/t 左右，國內部分鋼廠回收量已達120 m3/t以上，說明該廠煤氣回收系統的潛力尚未充分發揮。因此，對提高120 t轉爐煤氣回收量進行攻關研究，使煤氣回收量穩定在120 m3/t，最高達到126 m3/t以上，實現了降本增效。

2 轉爐煤氣回收技術分析

2.1 LT法煤氣回收系統工藝流程

120 t 轉爐轉爐冶煉過程中產生的煙氣經過冷卻煙道進入蒸發式冷卻器，冷卻煙道中產生的蒸汽送入蒸汽管網。在冷卻器中，煙氣溫度從1000 ℃降到大約200 ℃，在此過程中煙氣中的粗灰被除去，最后在靜電除塵器中除去細灰（煙氣含塵量降至10 mg/m3）。除塵后的煙氣經風機進入切換站，根據煙氣中CO和O2的濃度決定回收或放散。回收后的煤氣經再次冷卻后進入煤氣柜，通過加壓機加壓后供煤氣用戶。

2.2 120 t轉爐煤氣回收量影響因素

1）煤氣柜滿造成放散。由于轉爐煉鋼的間歇式生產與轉爐煤氣用戶使用的連續性相矛盾，而8 萬m3轉爐煤氣柜的容積有限，當煉鋼吹煉時回收的煤氣量與用戶使用的煤氣量無法匹配時（回收大于消耗），導致外部煤氣管網壓力高，造成轉爐煤氣柜滿放散。據統計，此原因導致放散的轉爐煤氣占總放散量的80%以上。

2）氣體檢測儀故障造成部分煤氣放散。由于CO及O2氣體分析儀等故障，造成無法正確測試氣體濃度而放棄回收，這部分放散占總放散量的5%（吹煉時CO濃度較高，更換CO檢測取樣過濾器會造成煤氣泄漏和中毒，更換只能在吹煉結束后進行）。

3）部分鋼種采用雙聯煉鋼，造成煤氣回收量下降。隨著轉爐雙聯工藝的逐步成熟，在生產中的應用比例也不斷提高。在脫磷過程中雖然主要是鐵水中的硅、錳、磷被氧化，但是鐵水中的碳也參與化學反應，由于此時碳—氧反應產生的［CO］比較低，達不到規定的煤氣回收標準而只能放棄，造成煤氣浪費。此外，脫磷后的半鋼鐵水碳含量比常規鐵水低0.5%～0.6%，造成在脫碳冶煉時煤氣回收量明顯低于未經雙聯工藝處理的常規冶煉時的煤氣回收量。

4）回收設備故障造成部分煤氣放散。主要是鐘形閥液壓站系統、電氣故障及眼鏡閥漏氣等原因造成部分煤氣放散，占總放散量的3%～5%。

5）規程規定檢修及補爐后第1 爐不回收煤氣，被迫放散部分轉爐煤氣。

2.3 120 t轉爐煤氣極限回收量理論分析

120 t轉爐產生煙氣量按下式計算：

式中：G為鐵水最大裝入量，133×103kg；C1為鐵水含碳量，4.5%；C2為鋼水含碳量，0.1%；t為吹煉時間，17 min。計算可知V0=69396 m3/h。

為方便計算，120 t轉爐煙氣量按70000 m3/h，出鋼量按140 t。根據寶鋼理論計算公式：

式中：VLDG為標準熱值的轉爐煤氣量，m3/t；Vyt為含碳物料產生的煙氣量，m3/t；λ為碳氧化為CO、CO2的分配比，0.85；α為空氣系數，取0.20；η為轉爐煤氣回收比，取80%。則萊鋼120 t 轉爐煤氣最大回收量為126 m3/t。

3 提高煤氣回收量的措施

1）降罩吹煉和合理供氧。吹煉期爐口是轉爐煙氣與外界接觸的唯一通道，即使保持同樣的爐口差壓，只改變煙道與爐口之間的距離，也對轉爐煤氣回收的質與量影響很大。因此，采用“吹煉開始連鎖降罩，后下槍”開吹控制模式，并對煙罩下極限進行調整，與爐口間距不得超過150 mm，防止大量空氣被吸入煙罩內。在煤氣回收期，嚴格控制槍位，氧槍的提升嚴禁超過開氧點，以防止槍位過高造成氧氣直接被1 次風機吸走。以上措施使轉爐煤氣回收提前40 s。另外，充分利用煉鋼間歇時間及時清除爐口結渣，利于煙罩的降低。提高煉鋼一次終點命中率，延長達標煤氣回收時間。

2）合理控制爐口微差壓。衡量轉爐煤氣回收水平須考慮回收量及煤氣熱值因素，要保證最大限度回收轉爐煤氣能值，爐口合理差壓控制是關鍵。研究自動控制模式，設定爐口微差壓為+50 Pa，將ID風機的轉速控制與爐口微差壓值直接聯鎖，為實現煤氣回收期煙罩內微正壓創造了條件。

3）優化轉爐煤氣回收參數。對轉爐煤氣回收區間進行調整，將CO回收區間由26%回收24%放散改為13%回收11%放散，延長回收時間約80 s，提高轉爐煤氣回收量。

4）加強煤氣調控，為轉爐煤氣回收、并網創造條件。優化生產組織，減少或杜絕兩座轉爐同時吹煉，實現轉爐煤氣均衡回收、均衡并網。

5）做好統計分析工作。對煤氣回收時間不足5 min的原因記錄清楚，做好統計分析。

6）檢修及補爐后第1爐回收煤氣。2012年5月份以前，轉爐檢修及補爐后第1爐煤氣不回收，造成大量轉爐煤氣浪費。6 月份對此煤氣組織回收，提高了煤氣回收量。

7）調整副槍測溫時間。轉爐煤氣回收后期，因副槍測溫，O2含量迅速提升，此時CO 含量一般在45%左右，采取副槍測溫時間延后30 s措施，多回收轉爐煤氣約2 m3/t。

4 經濟效益

上述措施實施后，轉爐煤氣回收量直線上升，2012年7—12月轉爐煤氣回收量穩定在120 m3/t，轉爐煤氣回收累計總熱值達到0.72 GJ/t，其中最大日回收量達到了126 m3/t，每年產生的直接經濟效益為1440 萬元，有效減少了煤氣放散對大氣的污染，提高了轉爐二次能源的利用率。