提高轉爐煤氣回收量實踐探索

梁軍華

（廣西鋼鐵集團有限公司，廣西 防城港 538002）

鐵水裝入比、煤氣回收比和空氣吸入量等由轉爐工序操作條件決定，也是制約煤氣回收的重要因素。在回收過程中還受管網煤氣平衡、氣柜緩沖能力、下游用戶使用方式等方面的制約。

1 轉爐煤氣回收現狀

現有50t轉爐3座，80t轉爐1座。配套轉爐煤氣回收系統在原有0G法的基礎上經過改造采用的新0G法，煙氣經煙罩、汽化冷卻煙道后，將凈化設備由原來的“二文三脫”改為了一、二級噴霧蒸發洗滌塔、環縫文氏管、兩級旋流脫水塔。新0G一次除塵系統于2018年3月份完成改造。改造后顆粒物濃度滿足了排放標準，但是改造當年的轉爐煤氣噸鋼回收僅完成110m3。其中10～12月份更是因鐵水不足，轉爐提高廢鋼比，轉爐煤氣噸鋼回收量僅96m3。由此既增加了噸鋼冶煉成本，同時也導致了轉爐工序能耗升高。通過對比發現近年來部分鋼鐵企業噸鋼轉爐煤氣回收穩定在130m3以上，該企業的轉爐煤氣回收仍有一定的提升空間。

2 提高轉爐煤氣回收熱值采取的措施

2.1 調整一次除塵風量

優化微差壓控制模式。在生產過程中，爐內壓差在吹前、吹中和吹后階段不斷變化，因此準確控制爐口壓差以提高煤氣熱值和回收量尤為重要。不銹鋼公司原有的微差壓控制系統，根據設定的目標壓差，通過液壓系統調節喉口開度，達到微正壓運行的目的。這種液壓調節有以下缺點：1）與爐內劇烈反應引起的壓差變化相比，液壓系統調節速度慢且滯后，靈活性和準確性不能滿足現場動作的要求；2）液壓系統動作頻繁導致故障率較高，調試率較低。優化的方式是調整爐口微差壓，經過反復調整和測試，將吹煉過程分為10個階段，根據微差壓系統測得的吹煉過程中爐口壓力的差異，直接確定每一階段的喉口開度，驗證一次除塵風量和除塵系統效果，既實現了微差壓操作，又解決了煙氣溢出問題。經過反復調試，達到最佳值，提高了轉爐煤氣回收熱值。活動罩與爐口有一定的壓力差。當壓差為負且較大時，會吸入大量外界空氣促進CO燃燒，從而降低氣體回收的熱值；當壓差為正且較大時，會導致煙氣溢出，也將降低氣體回收率。借鑒其他公司的經驗，轉爐爐口控制在0～60Pa的微正壓。試驗結果表明，無煙塵溢出，對提高轉爐煤氣回收熱值起到了一定的作用。通過以上兩項改進措施，觀察吹煉過程中爐口壓差，調整各階段壓差，將吹煉過程中各階段壓差控制在合理范圍內。

2.2 減少空氣吸入量

調整活動煙罩降罩時間和行程，轉爐爐口上方的活動煙罩是減少轉爐爐口吸入空氣的重要設備，吹煉時通過煙罩的自動升降能夠減少煙氣外溢，實現爐口煙氣的有效捕集。如果煙罩與爐口之間間隙太大或降罩時間滯后，就會造成爐口吸入空氣多，使得轉爐煤氣中氧含量長時間達不到2%以下,同時空氣吸入量多也會造成CO氧化成CO2，從而降低回收煤氣的熱值。通過現場調試，在確保氧含量合格的前提下，可將活動煙罩自動降罩的時間由原來的吹煉開始后120s提前到90s，活動煙罩距離爐口的最大間隙由原來的250mm調整到100mm。提高氧氣工作壓力，在鐵水不足的情況下，為實現低鐵耗操作，轉爐廢鋼裝入占總裝入量的23%～28%。因廢鋼裝入多，吹煉前期打火困難，碳氧反應滯后。當氧槍工作壓力0.8～0.85MPa時，正常情況下在吹煉140s后氧含量才降到2%以下；有些爐次在吹煉開始后100s具備煤氣回收條件后，160s后氧含量又出現反彈現象，被迫停止回收，由此縮短了煤氣回收時間。針對氧槍吹煉氧壓影響煤氣回收問題，多次試驗確定提高開始吹煉時的氧氣工作壓力，并且細化調整了供氧周期內每分鐘的氧氣工作壓力。以上述50t轉爐為例，氧壓的調整使轉爐煤氣開始回收時間由吹煉開始后的140s，提前到70s以內。調整環縫文氏管重砣行程開度，新OG系統環縫文氏管內重砣行程決定了環縫文氏管壓力分配值和煙氣流速。根據轉爐吹煉時間，分5個階段控制重砣的行程，為充分保證爐前捕集效果，環縫文氏管重砣調整行程一般控制在150～200mm的較小范圍內。在參數調整上主要根據爐前捕集效果調整中期開度，但在回收過程中會影響了煤氣中的氧含量。針對轉爐吹煉過程碳氧反應進程，結合煙氣中CO和O2成分變化趨勢對環縫文氏管重砣開口度進行了調整。在吹煉前期，將環縫文氏管開口度調到最小，使爐口負壓最小，空氣最少量吸入；同時針對O2含量反彈時間段，延長環縫文氏管重砣最小開度時間；吹煉中期煤氣回收期間，喉口開度調到最大，后期逐步調小。如此有效保證了轉爐煙氣O2含量快速降低到具備回收條件并使回收過程穩定不反彈。

2.3 提高氧氣工作壓力

在鐵水不足的情況下，為實現低鐵耗操作，轉爐廢鋼裝入占總裝入量的23%～28%。因廢鋼裝入多，吹煉前期打火困難，碳氧反應滯后。當氧槍工作壓力0.8～0.85MPa時，正常情況下在吹煉140s后氧含量才降到2%以下；有些爐次在吹煉開始后100s具備煤氣回收條件后，160s后氧含量又出現反彈現象，被迫停止回收，由此縮短了煤氣回收時間。針對氧槍吹煉氧壓影響煤氣回收問題，多次試驗確定提高開始吹煉時的氧氣工作壓力，并且細化調整了供氧周期內每分鐘的氧氣工作壓力。針對轉爐吹煉過程碳氧反應進程，結合煙氣中CO和O2成分變化趨勢對環縫文氏管重砣開口度進行了調整。在吹煉前期，將環縫文氏管開口度調到最小，使爐口負壓最小，空氣最少量吸入；

2.4 實行進一步降罩操作

在氣體回收過程中，調節煙氣中的氧含量。當煙氣含氧量超標時，會帶來安全隱患。轉爐煙氣中氧氣的主要來源是吸入空氣。因此，在轉爐冶煉過程中，及時降低活動煙罩減少進氣量，可以有效降低煙氣中的氧含量，快速達到氣體回收條件允許的氧含量。減少進氣量還可以減少空氣與爐內CO的反應，增加煙氣中CO的含量，進而提高氣體回收的熱值。

3 提高轉爐煤氣回收量采取的管理措施

3.1 嚴格執行標準化作業，強化成本意識

轉爐冶煉過程中，通過嚴格執行降罩操作，增加煤氣回收量。做好與煤氣回收有關的過程控制臺帳記錄，并固化到崗位規程中。能源管理執行標準化作業管理，能源管理人員進行現場檢查，幫扶作業區，針對現場存在問題，更新《設備管理評價細則》中能源、環保部分并下發到每個崗位，要求崗位進行學習，樹立責任意識，增強責任感，科室不定期對各崗位學習及執行情況進行抽查。

3.2 崗位管理系統化

崗位操作人員進行本崗位TPM點檢，對現場設備發現的問題建立非點檢隱患信息，并要求崗位操作人員按要求錄入設備管理系統——小錘子系統中，做到“發現問題—接收問題—解決問題—落實結果”閉環管理，其中每個崗位在系統中的狀態都可查可控可追溯。

4 結束語

轉爐煤氣回收的前提條件是必須保證在安全前提下實現穩定、高效的回收利用，同時又要兼顧顆粒物排放濃度小于國家特別排放限值。采取各種有效措施是可以提高轉爐煤氣回收量的，在降低工序成本的同時，又能夠減少顆粒物排放，大幅度提升企業的環保運行 水平。