方大特钢转炉_精炼_连铸全工序负能炼钢实践剖析

1、201舛 8月第18卷第4期河南冶金HENAN METALI1BGYAug 2010Vol 18 Na 4方大特钢转炉-精炼-连铸全工序负能炼钢实践剖析吴涌涛（方人特钢科技有限公诃）摘要 对方大特钢中小熨转炉从铁水脱硫预处理一转炉一I.F耕炼炉一连铸全1序实现“负能炼钢”的实践进行了 剖析.开发转炉煤气和蒸汽用八是询提，提高转炉煤气回收是降低炼钢工用单位能耗的关键，而提高转炉蒸汽回收 又圧进步降低炼钢工序单位能耗的巫点，同时节电、提高工序作业率等也足降低炼钢工序单位能耗的描施。 关键词 转炉 负能炼钢 煤气回收 蒸汽回收WEELMAKING VV ITH M INUS ENERGY CONSU

2、MPTION ANALYSIS OF THECONVERTER - REFINING- CONTINUOUS CASTING IN FANGDA SPECIAL STEEL CO. , LTD.W u Yciigtao(Fangda stcvln ak hg plan t)ABSTRACT This artr h analyzed fnm the Hot Me tai Desu Ifurizatim Pietreahi ent- converter- LF refh hg firnace- x)ntiiiuous casing proc ess to ach i*ve ie negatke e

3、nergy st(*el- in ak tig i xnnll aiul insized cess opeiat rn mtc are also ineasuws of reducingeneigy conHimptiai h sterol- mak hg pmcess unitKEY WORDS Converter S tee In akhg w ith M hus Eneigy Consmiption Gas recovery Stean rec w eiy201舛 8月第18卷第4期河南冶金HENAN METALI1BGYAug 2010Vol 18 Na 40前言随着世界经济的繁荣、发

4、展，能源与环保问题II 益突出，为此全球极力倡导淸洁化生产和循环经 济,实现低碳经济（生活）。钢铁企业一直是能耗、 物耗大户，响应形势，节约能源减少排放是企业的责 任和义务同时由丁国际钢铁消费和钢铁产最逐年 递增，造成世界范用内资源和能源紧张资源和能源 大幅度涨价，使钢铁工业的利润空间缩小。因11匕钢 铁工业更需依靠进一步降低能耗水平、提高资源利 用率，來保证持续稳定发展。钢铁生产必然消耗能源、资源，但在生产消耗能 源、资源的过程屮，通过转换、再造，同时乂产生了另 一种能源、资源，对这些能源加以利用，就是钢铁企 业节能降耗减排的巫耍举描。对转炉炼钢，生产过 程中消耗的能源与通过转换、再造产生的

5、可回收利 用的能源相比.后者人丁诵j者,就是我们常说的“负 能炼钢”；“负能炼钢”是转炉炼钢节能减排、发挥资 源利用、降低成本的重耍和主要措施之一。1负能炼钢的定义按照标准小定义“负能炼钢”是针对“转炉工 序单位能耗”而言，“在报告期内转炉工序（不包括 椅炼和连铸）每生产一吨介格粗钢，扣除匸序回收 的能源后实际消耗的各种能源总最”；负能就是“转 炉工序单位能耗”小丁零。按照这一传统的概念, 很多钢厂早已实现“负能炼钢”。但这一概念未能 全部涵盖炼钢工艺全过程的能最转换与能鼠平衡, 不能评价整个炼钢工序能耗状况，不能代表一个钢 厂的总体能耗水平。特别是随着炼钢技术发展，炼 钢厂增加了铁水脱硫预处

6、理、炉外粘:炼等新技术，而 这些技术的应用，或多或少都会消耗能源，消耗能源 就是消耗成本，污染环境；因此.企业和行业均追求 的是指炼钢全工序、全过程的“炼钢综合工序单位 能耗”指标“负数”。按照約国钢铁工业生产统计指标体系一指 标目录沪示：“炼钢综合工序单位能耗”包括“转炉 匸序单位能耗”、“粘:炼I.序单位能耗”和“连铸工序 单位能耗”。炼钢匚序过程中所支出消耗的能量项 目有:氧气、氮气、煤气、压缩空气、电、水等;经转换、 释放且回收的能量项日有:回收煤气、回收蒸汽，或 回收煤气、回收蒸汽转化的电等。c關溺酸曲恥猛刖谿蛀态幣誚那舗鉀:叫般龊危说d.下而笔者就方大特钢科技有限公司炼钢厂（原 南

7、吕长力钢铁股份有限公司炼钢厂.以下简称“方 2010年第4期河南冶金 #大特钢转炉”）的中小型转炉从铁水脱硫预处理- 转炉一IF精炼炉 铸全过程的炼钢工序的降低 能耗做法进行剖析。2方大特钢转炉“员能炼钢”现状方大特钢转炉于20）4年4月271 H期工程试产， 经3005年到20）7年的二期匸程完成截至2007年5 月己拥有复吹转炉三座，其中65 I两座，&） t一匝配备 6（1） t混铁炉一朋，65 t【F精炼炉一朋，连铸机三台。 设计炼钢生产能力260万I后乂于2009年元月上马了 一台铁水预处理和再投产一座（90t） IF精炼炉。随着硬件设备的完善，方大特钢于20）7年提出 了炼钢全匸序

8、“负能炼钢”的方向，要求三年内实现 “炼钢工序单位能耗” v Okgce/t的目标。方大转炉 2007年“炼钢工序单位能耗”如图1、图2所示。从图1、图2分析可以看出，降低“炼钢工序单 位能耗”需从两个方而入手，一是增加回收最（开 源）,二是减少消耗 （节流），即所谓的“开源节 流”。2 1回收能源现状图22007年能源回收项目比例2007年回收转炉煤气完成49 60m/略低于 50 m3 /1的全国平均水平，与当年全国最好水平太钢 （Hl n?/t）比相距更大。2007年回收转炉蒸汽完成0 0353 l/l不及当 时所了解的儿个钢厂0 050 t/10收蒸汽水平。2 2消耗能源现状2007年

9、能源消耗项目现状见表L2010年第4期河南冶金 #表12007年方大特钢转炉能源项目消耗情况耕炼钢比例/%电/（轴 h） /t讯气消耗/ m/t焦气消耗/ m3/lri用转炉煤气/ nP/t水/t/t压缩空气/m3/t炼钢工序肢位能耗/ kgce/ t12 9243 16366ft 85451. 857737 32690 77753. 03917 88注：2007年工序单位能耗全国平均水平为31 12kgr/i方大特钢全国拮名为15位。2007年,方大特钢转炉椅炼钢水比例12 9%,3分析2010年第4期河南冶金 #精炼工序能源消耗占总能源的11. 5%;转炉工序 单位能耗0 85 kgce/

10、l 炼工序单位能耗7. 03 kgce/1连铸匸序单位能耗6. 28 kgce/l3 1转炉煤乞回收方大特钢转炉采取的是“（）（；”法回收煤气，其回 收工艺流程如图3所示。2010年第4期河南冶金 #2010年第4期河南冶金 #轧炉- 汽化冷却烟遒f 溢就式定径文氏管（一文）水対逆上阀重力陵水B4三通换向阀RD可谐喉口文氏管（一.立）_-90匕殍茨脱水建旁通阀2010年第4期河南冶金 #图3回收工艺流程2010年第4期河南冶金 29在回收的运行中发现一些问题:一是一文喉口 差压在3. 5 kPa左右，一文阻损偏大,现场发现一文 喷嘴流量为84 m3/h只,比设计大24 m3 /h只, 喷嘴喷水

11、的雾化不理想影响一文的降温、灭火、粗除 尘效果；二是二文的喷嘴和翻板结垢严雨，二文水用 偏小，达不到二文的椅除尘效果.应匝新计算；三是 币:力脱水器，脱泥脱水效果很不理想；四是炼钢操作 降罩不完全，罩降不下來，煤气中（：（）含最达到回收 条件滞后，一炉钢冋收时间短；五是最主耍的根源, 煤气用户少，对问题的解决推动力少。3 2转炉蒸汽回收转炉蒸汽并入公司管网由于蒸汽用户的限制. 发电技术，受认识和当时设备与技术的影响，公司没 有开发蒸汽使用用户。如进行汽包、希热器、罩裙、 水质等改造、改进转炉蒸汽有大幅提高的余地。3 3电炼钢用电必不可少，但如何降低电耗是关键。 降低电耗有两个方面工作:一是介理

12、利用现有节电 设备、技术，二是提鳥丁序作业率，降低吨钢电耗。 前者如转炉一次除尘风机的变频技术，循环冷却水 的高效流体输送节能水泵技术，LED节能灯泡的技 术等;后者充分发挥炉机匹配稳定和提高各匸序作 业率。转炉一次除尘风机的变频技术，3#转炉投产 时配有该设备但现场一直用不好，主耍问题是风机 能灯泡要替代现有水泵、灯泡，一次性投资大，可來 取逐步更换的办法；序作业率的提高接表现是 产最的提高，当然随精炼品种增多，会影响产能，但 离设计产能还是有提高的幅度。3 4氧气2007年60 8545 m3 /t的氧气消耗偏高,深入炉 料结构、渣料控制、转炉有效容积控制、氣枪参数、冶 炼操作等方面研究能

13、降低氧气消耗。3 5自用煤气一方而要以转炉煤气取代焦炉煤气，扩大转炉 煤气的h用，减少焦炉煤气用量，另一方面对h用主 要用户钢包烘烤采取希热式烘烤器技术可节约煤 气3就左右。3 6压缩空乞和补充水丿卞缩空气用点主耍是风动送样、气动阀、连铸气 雾二冷等;水主要是因炼钢循环用水挥发等损耗而 补充的暈。压缩空气和用水点较广,主耍办法是控 制跑冒滴漏，特别是外排水。4采取措施4 1煤气回收1）对一文喷嘴进行重新计算、选型和现场实 践，最后确定选用喷嘴流量为40m3/li只,提高了 供水压力,喉口差压降低，雾化效果提岛,提M 了除 尘的效率。2）巫新设计制做二文。将二文喷嘴的数星适 当减少，孔径缩小，使

14、二文水压达到0 35 MPa- 0 45 M IN解决了二文水压偏小，喷嘴和翻板结垢的 问题。3）在巫力脱水器的进气口增加一段1320 nun长1300 nun的圆管，解决了巫力脱水器脱泥、 脱水效果不好的问题。4）操作上采取完全降罩办法，规定转炉降氧枪 同时必须降半罩火焰起來芷即降罩冶炼;适量提高 了氧气供氧强度。为此，制定了煤气回收冶炼操 作办法及煤气冋收安金规程并组织厂孑习培 训和检査考核。5）随着市区居民使用焦炉煤气的增加，和公司 内部轧钢系统和石灰窑改用一部分转炉煤气，公司 逐步扩大了转炉煤气的用户点。4 2转炉蒸汽回收为J保证蒸汽水质，加强了水质管理，耍求化验 工每天对汽包进行収样

15、、化验，并将结果及时通报操 作I；操作工根据化验结果进行加药。巡检每班 对汽包、薔热器等进行排污，保证水质硬度达标。由 丁转糯豹餐襯髓縣醐蒸汽水质方面作了匸作。4 3节电1）才转炉投产之初是变频风机，经与风机厂级 多次沟通和厂家派人拆导,及外出参观学习，逐步掌 握了变频风机的应用;目前已采购r、么转炉风机的 配套变频设备。2）幣体规划厂房节能照明方案，下步逐步实 施。3）采用可调控制器，IH动调节厂房、大道上照 明开灯、熄灯时间,解决晚关灯或不关灯现象,以及 规定空调最低调温26 C,人走关灯、关电扇、关空调 等节电措施。4）以开展“提烏工序作业率”的劳动竞赛为契 机,带动缩短冶炼周期、减少钢

16、包周转个数、稳定椿 炼周期和连铸拉钢时间、降低浇钢温度等指标的进 步,有效减少了因品种钢比例逐年提高国家限产限 电，全球金融危机等使钢产暈减少而造成的对工序 单位能耗的影响。4 4氧气消耗1）提高、稳定装入转炉装入暈,加强装入材料 的成分、重量信息沟通。2）与氧枪喷头厂家联系、沟通，重新设计、改进 氧枪喷头,扩大氧枪喷头的喉口 It径和夹角，适昴增 加供氧强度，加强过程化渣效果。3）规范班班测量氧枪高度制度，指导主| 控，同时制定最佳氧枪操控推荐表，通过控制氧压. 瞬时氧气流屋和氧枪高度,提高氧气利用率。4）对炉前工进行技术培训I,提高操作水平，严 格控制高温钢，防止拉后吹，降低吹损提高一次倒

17、 炉率。5）來用高拉碳冶炼技术和实施低温匚程。4 5自用煤气1 ）混铁炉采取快进快出（铁）技术:烘烤钢包盖 釆用希热式烧嘴烘烤器,提高煤气利用效果。2）应用转炉煤气烘烤合金技术，上马三座合金 烘烤炉;中包、铁包烘烤改用转炉煤气:减少焦炉煤 气用量合理增加转炉煤气用量。4 6压缩空气和补充水1 ）做好转炉闭路循环水的匚作,杜绝外排水。2）根据钢种不同控制连铸压缩空气的流量大小。3）开展经常性检査活动，定期或不定期组织檢 査,杜绝现场跑、冒、滴、漏、外排现彖。5效果1）工序单位能耗各项目完成情况。2007年 繼岳瞪剃嚮歸I魅哪躲表2 2007年2010年工序单位能耗项目完成情况时间/ 年月梢炼钢比

18、例P/c回收转炉煤气/ in3 /I回收蒸汽 /t/t电/ kW h/t氣J m3 /t焦气消耗/m3/tfl用转炉煤气/n?/t水/t/t压缩空气/t200712 9249 600a 035343 16460 861 8637. 330 77753 (M200818 4675 888a 038755 87859 47I 9139. 330 79760 992(X)932 328() 500(1 ()38357 50258 (0 973(1 660 88554 592010 1- 349 4186 330ft 030163 54857 610 1327. 780 80847 S注：受设备.煤气

19、用八（因煤气外送不及时气粗满停止冋收）等影响.转炉煤气还冇1必以上的炉次冋收受形响和冋收时间偏短。 2009年实现80 5mM的回收转炉煤气指标.略高F全国75n? /t的平均水平，但离同年太原钢厂DOn?的最好水平还有很大距离。汽 部分放散因无计fit器具无法统计放散虽;最近了解有数个钢厂蒸汽回收在a（）90山以上水平。2）各工序的工序单位能耗指标完成情况。 20（）7年 2（）10年各工序的工序单位能耗完成情况 见表3b表3 2007年 2010年各工序的工序单位能耗完成情况kgv/1时间/治炼工序裕炼工序连铸工序炼钢工序年月单位能耗单位能耗单位能耗单位能耗20070 6897. 036

20、287 882(X)84 436 766 713 532009-7 266 135 47-0 062010 1-3-8 265. 634 37- L 113）转炉煤气、蒸汽提高对工序单位能耗的影 响。以2010年1 3刀份水平计算，转炉煤气回 收再提高10m/K从86 33 m3 /t提高到96 33 m/1）.能进一步降低炼钢工序单位能耗4 84 kgce/t 以2010年1 3刀份水平计算，转炉蒸汽回收再提 高 50 kg/1（从 0 0301 t/t提高到 0. 0801 t/t）,能进 一步降低炼钢工序单位能耗5 15 kgoe/l以2010 年13刀份水平计算，转炉煤气回收再提高（上

21、接第21页）2 4氧化珞的加入对浇注料性耐侵蚀性能的影响 由表4和图1可以看出，氧化珞的加入使浇注 料的耐侵蚀性得到提iOjo氧化絡的加入强化了基 质，形成耐侵蚀高的（A Cr）2（）3固溶体，从而提高 了浇注料的耐侵蚀性能。2 5 P- AHh结合对浇注料性能的影响由表4可以看出，采用P- AKh结合使浇注 料的热震稳定性大大改善。通过分析认为，P- A 1（）3结合可使骨料与基质紧密结合，且经过 14（X） C烧后可形成莫來石相.莫來石相以交错棒状 结晶形成致密网络结构，从而可以提高浇注料的热 震稳定性。提再龍網朋鴉辔鬼dcmic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.由图1可以看出采用P- AKh结合使浇注 料的抗侵蚀性能得到提高。P- Ab。作为结合剂 时同纯铝酸鈣水泥作结合剂相比由不含CQ材 质相对纯净，使钙黄长石、钙斜长石低熔物减少从而10m3/l同时转炉蒸汽回收再提高5（）kg/t炼钢I