引言
在我国各大钢铁厂炼钢生产过程中,转炉炼钢是应用较为常见的一种方式,尤其是210t转炉。转炉在生产期间,产生的余热烟气颇多,是较为重要的二次能源,如果可以实现对能源的有效回收和利用,除了能让炼钢过程中的成本节约外,还能避免炼钢生产对环境造成太大破坏,有助于钢铁行业的可持续发展。故而,在炼钢过程中,炼钢厂应该从多角度出发,合理制定转炉炼钢节能措施。
1转炉炼钢节能的必要性
新时期下,经济及科学技术发展速度持续加快,为我国钢铁行业的发展带来较多机遇,行业在生产过程中,效率及质量明显提升,高端和高附加值的产品数量逐年增多,从整体角度上提升了我国钢铁企业的国际市场竞争力。钢铁企业在发展期间,不仅是资源生产者,同时对能源资源的消耗也比较大,尤其是我国钢铁企业的生产,能源消耗量大,占全国总体消耗的10%左右。因此,如若能采取科学的方式控制能源资源的使用,将能源消耗的问题处理好,可以让我国能源紧缺问题得到改善,还有助于钢铁行业的可持续发展[1]。近年来,我国电力缺乏,电炉炼钢生产过程中,产量明显下降,转炉炼钢因此得到快速发展。现阶段,转炉炼钢已经成为各大钢厂炼钢过程中应用颇为广泛的方式。在转炉炼钢期间,会有烟气生成,温度高,同时会伴有大量粉尘,其中包含的物质多为易爆性、有毒性,如果直接在空气中排放,会让周围的生态环境造成污染,也不利于能源的科学利用,最终导致有限的能源持续浪费。而如果采取节能方式,对余热合理回收和利用,则能让钢铁企业的生产成本降低,有助于能源消耗问题的控制,更能增强企业的核心竞争优势。
2转炉炼钢现状分析
通过对某炼钢厂210t转炉炼钢的实际情况分析,煤气回收工作环节,的各项参数与国内其他钢铁企业对比后发现,某钢铁厂210t转炉在运行期间,煤气回收过程中存在的问题较多。诸如:在开吹7分钟后,煤气含量能满足回收要求和标准,煤气上升速度偏低,使得煤气回收的时间减少,氧气强度的不断上升,碳氧反应速度随之增加,脱碳速度加快,煤气上升速率增大,导致煤气在回收过程中,并没有达到既定时间便完成回收。并且,煤气回收的平稳期时间延长,煤气回收热值及回收量增大。
210t转炉炼钢过程中,生产前CO2含量有上升的趋势,表明转炉容池内氧气剩余量较大,容池搅拌及脱碳的速度均会让转炉的过剩氧减少。并且,从某炼钢厂生产情况分析可知,CO2的含量过高,充分证明了转炉熔池不具备良好的搅拌能力,氧气出现大量剩余的情况。同时,在转炉炼钢期间,降罩缺乏规范性,使得炉口吸入的空气较多,空气燃烧系数不断增大,煤气热值及回收量下降。在回收处在末期时,CO有明显下降的趋势,且整体速度快。针对这一情况,主要原因在于炉前升罩时间没有按照既定要求,时间提前且转炉中的氧气量过大,致使CO出现燃烧的情况,CO2的量也随之增大,最终导致煤气在回收过程中,时间提前。针对这些问题,不仅会影响生产效率,也会导致转炉炼钢过程中出现能源消耗过大的问题,不利于炼钢厂的可持续发展。因此,在今后生产期间,炼钢厂需要加强对转炉炼钢过程的优化和改善,合理制定节能措施。
3转炉炼钢节能措施
3.1 定期更新技术工艺
钢铁行业在发展期间,对能源的需求量大,碳排放量高,所以为实现转炉炼钢节能目的,应该加强对先进技术手段的应用,并注重传统技术工艺的革新与优化,以达到节能降耗目标,确保全球气候变化能得到减缓[2]。近年来,我国钢铁行业对技术升级和节能降耗的关注度较高,各大炼钢厂积极引进先进技术和设备。在转炉炼钢期间技术,工艺的更新和升级可以从不同方面展开。诸如炼钢厂可以运用先进的冷却技术和换热技术,确保生产期间的炉温能降低,减少燃料的消耗;使用氧气喷吹和废气回收技术,对CO2的排放严格控制;运用自动化控制系统、大数据技术,对整个生产流程持续改进,促进生产水平的提高,让有限的能源得到充分运用。通过对先进技术和设备的使用,生产流程不仅能得到改善,能源的消耗也会下降,有助于生态环境的保护。
3.2 运用先进手段管理原料
由于钢铁行业的能源消耗大,对原料的需求量高,所以为实现节能目标,还要做好原料的管理工作,对原料配比不断优化,增强原料的预处理能力,并加强对先进技术的使用[3]。
(1)注重原料配比的优化。科学的原料配比能让转炉炼钢的燃料消耗下降,结合相关研究得知,炼钢厂若对多种原料配比方案灵活应用,诸如对生铁比例有效控制、增加废钢比例等,可以让炉料消耗降低。并且,在总体原料比例中,如果废钢的比例不断上升,每增加1%的比例,炉料的消耗便会下降16kg/t左右,电消耗量会下降0.1度/t左右。同时CO2的排放会减少,在10kg/t左右。
(2)促进原料预处理能力的提高。为提升原料质量和利用率,应该做好原料预处理工作。在实际生产过程中,炼钢厂可以加强对原料预处理技术的应用,诸如对废钢密度适当增加、将生铁中的杂质去除等,保证原料能充分运用,让炉渣品质达到最佳。采取对废钢密度增大的方式,炉内对废钢熔化速度会加快,让炉内物质的停留时间减少,避免燃料过度消耗。
(3)运用先进的原料检测技术。在对原料检测过程中,引进先进的检测技术,明确原材料的质量,应该与国家既定要求吻合。诸如运用X射线荧光光谱仪等检测设备,检测原料的化学成分,及时找出原料中的杂质和异物,确保不会对炉内反应产生影响,让炉料的利用率提升,加快炼钢厂的生产速度。
3.3 加强作业现场的管控与监督
为促进能源利用率的提高,避免能源出现浪费问题,炼钢厂可以加大作业现场的管控和监督力度。炼钢厂在生产过程中,可以采取对作业人员定期培训和考核的办法,让全体人员的节能意识增强,避免在生产时出现操作错误的情况,防止能源消耗和浪费问题。对作业现场严格监督,可以达到对能源消耗降低的目的,有助于产品质量的提高,也能节约生产成本。诸如某钢铁企业在生产期间,通过对作业人员的培训,加强对作业人员生产过程的约束,在生产期间,能源消耗问题得到有效控制,整体下降5%,并且生产的产品质量更好。
结束语:
综合而言,在转炉炼钢生产期间,可以结合炼钢生产的实际情况与要求,采取可行且合理的节能措施,保持能源的消耗能有效降低,促进生产效率和水平的提高。同时,加强对先进技术手段的运用,对各类材料合理保管,并对作业现场严格监督和管控,保证炼钢厂各个生产环节能得到科学管理,为钢铁行业的可持续发展打下良好基础。
参考文献:
[1]陈建良,李伟,张宗华等.转炉炼钢节能措施探讨[J].冶金与材料,2023,43(05):154-156.
[2]曹志鹏.转炉炼钢节能措施探讨[J].冶金管理,2021,(05):148-149.
[3]任虎成.浅谈转炉炼钢技术的应用和革新途径[J].山东工业技术,2017,(16):35.