周茂林，劉文松，陶 智，崔金強(qiáng)

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東 萊蕪 271104）

1 前 言

轉(zhuǎn)爐煤氣的回收與利用在鋼鐵企業(yè)節(jié)能與環(huán)保工作中的地位日益突出，對于鋼鐵企業(yè)開展節(jié)能降耗、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)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(zhuǎn)爐LT法煤氣回收量僅達(dá)到90 m3/t 左右，國內(nèi)部分鋼廠回收量已達(dá)120 m3/t以上，說明該廠煤氣回收系統(tǒng)的潛力尚未充分發(fā)揮。因此，對提高120 t轉(zhuǎn)爐煤氣回收量進(jìn)行攻關(guān)研究，使煤氣回收量穩(wěn)定在120 m3/t，最高達(dá)到126 m3/t以上，實現(xiàn)了降本增效。

2 轉(zhuǎn)爐煤氣回收技術(shù)分析

2.1 LT法煤氣回收系統(tǒng)工藝流程

120 t 轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐冶煉過程中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過冷卻煙道進(jìn)入蒸發(fā)式冷卻器，冷卻煙道中產(chǎn)生的蒸汽送入蒸汽管網(wǎng)。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(xì)灰（煙氣含塵量降至10 mg/m3）。除塵后的煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)進(jìn)入切換站，根據(jù)煙氣中CO和O2的濃度決定回收或放散?；厥蘸蟮拿簹饨?jīng)再次冷卻后進(jìn)入煤氣柜，通過加壓機(jī)加壓后供煤氣用戶。

2.2 120 t轉(zhuǎn)爐煤氣回收量影響因素

1）煤氣柜滿造成放散。由于轉(zhuǎn)爐煉鋼的間歇式生產(chǎn)與轉(zhuǎn)爐煤氣用戶使用的連續(xù)性相矛盾，而8 萬m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜的容積有限，當(dāng)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(dǎo)致外部煤氣管網(wǎng)壓力高，造成轉(zhuǎn)爐煤氣柜滿放散。據(jù)統(tǒng)計，此原因?qū)е路派⒌霓D(zhuǎn)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(jié)束后進(jìn)行）。

3）部分鋼種采用雙聯(lián)煉鋼，造成煤氣回收量下降。隨著轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)工藝的逐步成熟，在生產(chǎn)中的應(yīng)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(xué)反應(yīng)，由于此時碳—氧反應(yīng)產(chǎn)生的［CO］比較低，達(dá)不到規(guī)定的煤氣回收標(biāo)準(zhǔn)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(guī)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(jīng)雙聯(lián)工藝處理的常規(guī)冶煉時的煤氣回收量。

4）回收設(shè)備故障造成部分煤氣放散。主要是鐘形閥液壓站系統(tǒng)、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(guī)程規(guī)定檢修及補(bǔ)爐后第1 爐不回收煤氣，被迫放散部分轉(zhuǎn)爐煤氣。

2.3 120 t轉(zhuǎn)爐煤氣極限回收量理論分析

120 t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)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(zhuǎn)爐煙氣量按70000 m3/h，出鋼量按140 t。根據(jù)寶鋼理論計算公式：

式中：VLDG為標(biāo)準(zhǔn)熱值的轉(zhuǎn)爐煤氣量，m3/t；Vyt為含碳物料產(chǎn)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(shù)，取0.20；η為轉(zhuǎn)爐煤氣回收比，取80%。則萊鋼120 t 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)爐煤氣回收的質(zhì)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(jìn)行調(diào)整，與爐口間距不得超過150 mm，防止大量空氣被吸入煙罩內(nèi)。在煤氣回收期，嚴(yán)格控制槍位，氧槍的提升嚴(yán)禁超過開氧點，以防止槍位過高造成氧氣直接被1 次風(fēng)機(jī)吸走。以上措施使轉(zhuǎn)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(jié)渣，利于煙罩的降低。提高煉鋼一次終點命中率，延長達(dá)標(biāo)煤氣回收時間。

2）合理控制爐口微差壓。衡量轉(zhuǎn)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(zhuǎn)爐煤氣能值，爐口合理差壓控制是關(guān)鍵。研究自動控制模式，設(shè)定爐口微差壓為+50 Pa，將ID風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制與爐口微差壓值直接聯(lián)鎖，為實現(xiàn)煤氣回收期煙罩內(nèi)微正壓創(chuàng)造了條件。

3）優(yōu)化轉(zhuǎn)爐煤氣回收參數(shù)。對轉(zhuǎn)爐煤氣回收區(qū)間進(jìn)行調(diào)整，將CO回收區(qū)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(zhuǎn)爐煤氣回收量。

4）加強(qiáng)煤氣調(diào)控，為轉(zhuǎn)爐煤氣回收、并網(wǎng)創(chuàng)造條件。優(yōu)化生產(chǎn)組織，減少或杜絕兩座轉(zhuǎn)爐同時吹煉，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣均衡回收、均衡并網(wǎng)。

5）做好統(tǒng)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(tǒng)計分析。

6）檢修及補(bǔ)爐后第1爐回收煤氣。2012年5月份以前，轉(zhuǎn)爐檢修及補(bǔ)爐后第1爐煤氣不回收，造成大量轉(zhuǎn)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(diào)整副槍測溫時間。轉(zhuǎn)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(zhuǎn)爐煤氣約2 m3/t。

4 經(jīng)濟(jì)效益

上述措施實施后，轉(zhuǎn)爐煤氣回收量直線上升，2012年7—12月轉(zhuǎn)爐煤氣回收量穩(wěn)定在120 m3/t，轉(zhuǎn)爐煤氣回收累計總熱值達(dá)到0.72 GJ/t，其中最大日回收量達(dá)到了126 m3/t，每年產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)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(zhuǎn)爐二次能源的利用率。