PDF下载
转炉炼钢生产过程节能降耗问题的探究

陈长青 邱兴祥 赵若男 杨洪超

莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂

摘要: 钢铁生产作为高耗能行业,当前经济背景下面临着十分严峻的生存压力。特别是近年来能源成本的上升,带动钢铁生产成本上升,而且钢铁价格波动幅度较大,为企业的生产带来了巨大的经济压力。在此背景下,通过节能降耗来降低企业运营成本,促进钢铁企业的可持续发展,意义重大。本文对转炉炼钢生产过程中的节能降耗问题进行简要论述,望能为行业的发展作出贡献。
关键词: 转炉炼钢;节能;降耗
DOI:10.12721/ccn.2023.157055
基金资助:
文章地址:

1转炉炼钢生产过程中节能降耗的重要性

转炉炼钢是钢铁生产过程中的重要工序,在现代化钢铁生产过程中,转炉炼钢环节消耗能源最少,但直接消耗、间接消耗、回收消耗的能源属于二次能源,一旦出现能耗控制不当,会导致蒸汽热能、成水热能大量浪费,不利于炼钢企业的发展。能降耗技术运用于转炉炼钢生产,是缓解当前企业能耗成本过高,控制采购成本以及制造成本的重要环节,通过合理使用废水、废气、废物,对其产生的二次能源进行利用和有效降低污染物的排放量,降低企业生产能耗[1]

2转炉炼钢环节中关于节能降耗的常见问题

2.1如何减少能源消耗问题

转炉炼钢所使用的能耗属于二次能源,为了降低能耗的目的,必须要注重回收能耗的使用效率。转炉炼钢环节通常消耗的氧气与电力能源较多,在节能降耗技术使用过程中,要重点关注氧气与电力的消耗,主要方法有以下几点:第一,优化操作技术。电力能源的消耗主要是为了提升炉内温度,在具体操作过程中,通过优化技术规范简化操作程序的方式,提升操作人员的技术水平,在最短的时间内使温度达到合格率,减少对电力能源的损耗。第二,更新设备。主要通过采用新型的储能容量炼钢设备,此类设备不仅能够提高钢材生产效率和质量,而且能源消耗低于传统设备。第三,采用以老带新的方式,展开培训。主要目的是缩小技术人员两极分化的情况,提高转炉炼钢过程中技术人员的稳定性,减少人为因素所造成的能源浪费。

2.2如何加强能源的回收再利用

转炉炼钢环节所产生的蒸汽、煤气属于可回收能源,此类能源的使用需要强化对节能技术的引进,提升烟气能源的使用效率。目前使用的回收煤气技术主要分为两类,干法除尘技术与湿法除尘技术。干法除尘技术余热锅炉的方法,余热锅炉能够最大限度的对热力进行存储,只需要工作人员提前设置锅炉除热器的压力阀,除了过程中若发现异常情况,只需要将调节阀关闭,并能实现对异常情况的控制。该技术能够优化蒸汽的质量,实现蒸汽的最大量的回收。湿法除尘技术的使用主要基于PLC程序进行能耗控制来提升煤气的回收率。使用电脑程序来提升对煤气回收的控制,最大限度将煤气所产生的热量进行保存,达到节能降耗的目的。

3实现转炉炼钢过程中节能降耗的对策建议

3.1添加转炉废钢用量

废钢可作为转炉冷却剂使用,在炼钢过程中,技术人员为了降低转炉炼钢过程中的能耗通常会增加废钢的使用量,减少对原有材料的使用。该方法不仅可以降低原材料的使用,而且废钢的使用会减少炼钢辅助用料的用量,间接性降低炼钢成本[2]。但在废钢作为转炉冷却剂使用过程中,需要对废钢进行分类存储,特别是合金钢和非合金钢,必须单独存放,避免在炼钢过程中影响钢材材质。此外,以废钢作为转炉炼钢的用料,不仅可以提升对废钢的使用效率,而且大幅提升成品钢的合格率,需要钢铁企业能够科学使用废钢,做好成本管控工作。

3.2根据炼钢标准制定装入量

装入量试制转炉炼钢过程中装入金属料的总含量,一般包括废钢量与铁水量。每座转炉在使用过程中恒定有使用标准与明确装入量,若装入量过多会导致熔池搅拌不良,不能正常化渣,造成金属浪费。另外,在出钢过程中,为了尽量保证钢包的净空,减少剩钢存量,避免存钢占用炉内容积。在转炉炼钢过程中,若炉渣较稀,很难借助炉渣护炉,则易出现堵塞,甚至是喷溅的情况发生,此类问题对后期炉钢吹炼造成了影响,并且浪费了能源,增加了炼钢过程中的能耗。若装入量较少,而导致钢产能下降,无法提升转炉炼钢过程中的得使用效率,甚至会损害炉底。因此,在转炉炼钢环节合理控制装入量是十分关键的,不仅能够减少钢材资源的浪费,而且能够为后续工作顺利展开奠定了基础。可通过合理调整废钢或铁水量,来明确炉体设备的装入量,做到与炉体本体实际情况相一致,减少能耗以及资源浪费。

3.3注重造渣方法的选择与应用

少渣冶炼主要是指在转炉冶炼过程中,冶炼前期炉内温度较低,有利于发生脱硫反应,倒出前期的脱硫渣,然后通过放入适量的渣料开始吹炼脱碳工作,留下终渣作为下一炉前期的脱磷渣反复使用。通过此方法,可有效减少对白云石、石灰等原材料的消耗,最终实现不倒渣或减少转炉过程中所产生的废渣,从而提升钢水金属的收得率与氧气利用率。少渣冶炼技术使用的关键节点在于前期脱硫渣的控制,主要受炉内炉渣的流动性,当炉内碱度过高时炉渣流动性,则会变差;碱度低时则磷很难出去。因此,只能在碱度合适的情况下,炉渣内的流动性表现才会更好,渣中的含量控制在11%-16%范围内,炉渣变为均匀的液相状态,才能作为后续炉内脱磷渣反复使用,以达到节能降耗的目的[3]

3.4加强原材料质量的控制

原材料的质量直接关系着钢铁冶炼的复杂程度,直接关系到钢路冶炼的技术效果。若原材料质量存在质量问题,则需要耗费大量的成本去解决钢炉内的杂质问题,否则会增加炼钢过程中钢水报废的几率,导致炼钢企业白白投入了生产成本和原材料,却未能获得合格产品。因此,钢铁企业为了实现节能降耗的政策,必须要注重原材料的材质问题,减少原材料中的杂质,以此来提升炼钢成品率,确保企业效率。

3.5除尘系统变频改造技术要点

尘系统变频改造技术是一种节能技术,主要是协调不同设备之间的配合问题,改善了复合挡板调节导致能耗损失过高的问题,变频调节能做到与设备同工况变化的同步,同步异步电机的功率因数,提升电机运转效率,达到了节能效果。该技术的使用,可对于炼钢程序的实时优化,设备使用的稳定性得到提升,强化了不同设备之间的协调效率,避免不同设备之间功能因数问题导致的故障,减少炼钢过程中的中间环节,降低了能耗。

3.6减少出钢倒炉次数与等待时间

在转炉炼钢环节,一旦出现失误必然会导致氧枪枪位过高造成炉渣发泡,此时工人只能够通过倒出炉前炉渣,避免出现不出钢的情况。在倒炉倒渣的过程中,转炉炼钢过程中的炉内温度会下降,使得后续生产计划需要作出调整,延长了出钢时间,为企业造成了不可挽回的经济损失。对于此类情况,炉渣发泡严重时可使用压渣材料对炉渣进行处理,减少炉内温度下降对炼钢造成的不利影响。在转炉出钢过程中,等待时间较长会降低炉内温度。而导致降低时间过长的原因主要分为两种,等样品成分与等节奏。等样品成分是指在样品送样检查过程中,最佳时间被耽误,导致样品检验流程出现偏差,特别是特殊钢种,检验稍许偏差会导致炉内无法出钢。等节奏向转炉内导入铁水与废钢的准备时间,或在吹炼过程中出现了故障问题,延长了整体节奏,加了设备使用能耗,对整体炼钢造成不利影响。因此,在转入炼钢环节中应尽量减少突发情况对炼钢环节所造成的影响,减少倒炉次数与等待时间[4]

结语

综上所述,钢铁行业作为我国重要的支柱性产业,在钢铁企业生产过程中,必须要重视节能减排、降低能耗,将绿色生产作为当前钢铁企业生产转型的主要方向。本文对炼钢过程中转炉炼钢节能降耗技术进行了论述,并提供了相应的方法,不断推动我国钢铁行业的可持续发展。

参考文献:

[1]渠松涛. 转炉炼钢生产过程节能降耗问题的探究[J]. 山西冶金, 2021, 44(2):3.

[2]刘呈军. 炼钢-工序转炉炼钢能耗现状分析[J]. 冶金与材料, 2021, 41(2):2.

[3]王熙辰.浅谈转炉炼钢技术的应用和革新途径[J].科技风,2019(15).

[4]狄巨伟,钱丹丹.当代转炉炼钢技术的发展[J].中国金属通报,2019(06).