宝钢转炉炼钢节能与环保详解课件

1、宝钢转炉炼钢节能与环保宝钢股份炼钢厂 二0一0年四月第1页，共55页。内 容 提 纲 宝钢转炉炼钢简介 宝钢转炉负能炼钢的实践 宝钢转炉炼钢资源利用与环保的实践 宝钢转炉炼钢节能与环保的展望第2页，共55页。内 容 提 纲 宝钢转炉炼钢简介 宝钢转炉负能炼钢的实践 宝钢转炉炼钢资源利用与环保的实践 宝钢转炉炼钢节能与环保的展望第3页，共55页。宝钢股份炼钢厂的变迁宝钢股份炼钢厂宝钢股份炼钢厂宝钢股份炼钢厂罗泾炼钢二炼钢一炼钢电炉炼钢二炼钢一炼钢电炉炼钢二炼钢一炼钢1998年4月2010年4月2009年10月电炉炼钢厂划归钢管事业部罗泾炼钢厂划归股份炼钢厂主体工程全部建成宝钢转炉炼钢简介第4页，

2、共55页。主要设备投产日期（一炼钢）宝钢转炉炼钢简介第5页，共55页。宝钢转炉炼钢简介主要设备投产日期（二炼钢、电炉）第6页，共55页。模铸钢锭高炉铁水厚板连铸TDS铁水预处理受铁1#LFRH-MFBRH-OBKIP/CAS厚板厂初轧厂废钢转炉(BRP)铁水包脱硫4#RH2#LF倒渣连铸板坯热轧厂前扒渣扒渣一炼钢生产工艺流程宝钢转炉炼钢简介第7页，共55页。脱硅脱磷脱硫倒渣IR-UTRH-KTB5#RH板坯连铸热轧厂转炉(BRP)前扒渣后扒渣3#LF废钢高炉铁水受铁铁水包脱硫扒渣二炼钢生产工艺流程宝钢转炉炼钢简介第8页，共55页。转炉类型顶底复吹公称容量300t转炉数量氧枪类型5孔最大供氧流量

3、80000Nm3/min底吹风口类型MHP底吹气体种类Ar, N2底吹气体流量0.010.25Nm3/(min.t)底吹风口数量6烟气处理系统OG 铁合金料仓数量123副原料料仓数量133挡渣方式挡渣镖300t转炉设备主要规格参数3宝钢转炉炼钢简介第9页，共55页。250t转炉设备主要规格参数转炉类型顶底复吹公称容量250t转炉数量3氧枪类型5孔最大供氧流量72000Nm3/h底吹风口类型MHP底吹气体种类Ar, N2底吹气体流量0.0050.15Nm3/(min.t)底吹风口数量6烟气处理系统LT铁合金料仓数量20+18 副原料料仓数量143挡渣方式挡渣镖宝钢转炉炼钢简介第10页，共55页。

4、宝钢转炉炼钢简介注：8597年为一炼钢单元数据，98年后为三个炼钢单元合计数据（包括电炉炼钢）。第11页，共55页。2009年转炉产钢1383.92万吨（不含电炉），人均钢产量首次突破10000吨。宝钢转炉炼钢简介第12页，共55页。内 容 提 纲 宝钢转炉炼钢简介 宝钢转炉负能炼钢的实践 宝钢转炉炼钢资源利用与环保的实践 宝钢转炉炼钢节能与环保的展望第13页，共55页。转炉工序负能炼钢的含义转炉工序负能炼钢指转炉工序能源的消耗量与能源的回收量之差为负值，即转炉工序回收的能源多于消耗的能源。转炉工序能源消耗部分由焦炭、电、水、蒸汽、氧气、氮气、氩气和煤气等能源介质构成；转炉工序能源回收部分由转

5、炉煤气和蒸汽构成。提高转炉工序负能炼钢水平：降低转炉工序能源消耗，提高煤气和蒸汽回收量。宝钢转炉负能炼钢的实践第14页，共55页。宝钢转炉能介类别及用途介质 主 要 用 途电力转炉区域设备动力(包括：精炼、运转、铸钢、渣处理等) 煤气钢包烘烤、铁水包烘烤、LDG煤气柜满放散时点火蒸汽OG锅炉蓄热器低压时补充蒸汽（P12kg/cm2时补；P14 kg/cm2时停）氧气转炉吹炼、杂用火焰切割(切割冷钢、设备检修等)氮气钢包底吹、煤气管道系统吹扫、相关系统工作密封氩气钢包底吹（均匀钢水温度、钢水成分）；铸钢浇注保护 水煤气湿法除尘；转炉氧枪、炉壁等设备冷却；OG锅炉冷却纯水（用于蒸汽回收）宝钢转炉负

6、能炼钢的实践第15页，共55页。300t转炉工序能耗情况300t转炉工序能耗前3位的分别是氧气、电力和氩气，分别占45.1%、37.2%和11.0%。宝钢转炉负能炼钢的实践第16页，共55页。300t转炉工序电耗与钢产量的关系300t转炉工序电耗与钢产量关系密切，电耗随着钢产量的增加而减少。宝钢转炉负能炼钢的实践第17页，共55页。300t转炉工序氧气单耗与钢产量300t转炉工序氩气单耗与钢产量宝钢转炉负能炼钢的实践第18页，共55页。250t转炉工序能耗情况250t转炉工序能耗前3位的分别是氧气、电力和氮气，分别占47.2%、39.6%和7.8%。宝钢转炉负能炼钢的实践第19页，共55页。2

7、50t转炉工序电耗与钢产量的关系250t转炉工序电耗与钢产量关系相关性不强。宝钢转炉负能炼钢的实践第20页，共55页。250t转炉工序氧气单耗与钢产量250t转炉工序氮气单耗与钢产量宝钢转炉负能炼钢的实践第21页，共55页。影响能源消耗的因素1、转炉BRP工艺吹炼对电耗的影响 转炉BRP工艺吹炼时间及转炉间隙等待时间相对较长，对转炉电耗带来很大的负面影响,转炉BRP工艺冶炼电耗为4872kwh/炉,而非BRP吹炼电耗仅2592 kwh/炉。增幅为87.9。如2004年平均每月BRP吹炼38炉，电耗每月增加8.66万度。2、转炉钢包烘烤对煤气的影响 自04年对钢包实施蓄热式烘烤改造以后，转炉焦炉

8、煤气使用量呈下降趋势,平均耗量下降了40%。3、冷却水系统结构对转炉水耗的影响 由于循环水系统在设计上采用串接使用结构，即高等级水系统的排污水作为低等级水系统的补充水。使转炉水耗大于实际消耗量（转炉软水串接引用于RH机械冷却水系统）。宝钢转炉负能炼钢的实践第22页，共55页。4、转炉BRP工艺操作对底吹气体的影响 由于转炉BRP工艺操作采用双联法，05年5对4以前，转炉三吹二模式由原来的冷备用转为热备用，转炉复吹风口气体流量由原来的二路控制改为6路和5路分别控制,底吹流量比转炉BRP改造前有较大增幅，导致Ar、N2耗量上升了5070。宝钢转炉负能炼钢的实践第23页，共55页。煤气回收标准：CO

9、40（CO35时停止回收）；O21 转炉煤气回收及影响因素 煤气产生机理：铁水中4.5左右的碳和高纯度的氧在转炉内进行化学反应后产生大量一氧化碳气体，用未燃法回收。 1、2000年以前提高转炉煤气回收量的措施改善转炉炉修后操作水平和加强设备点检维护。通过试验，改变投产初期炉修后新开炉第1炉不回收煤气的操作模式，达到炉炉回收，从而提高转炉煤气回收量。改进导压管和均压管的机械结构和管道结构，减少因积水而影响转炉煤气回收的现象发生。改进供氧制度和造渣制度，减少炉口积渣，提高转炉煤气的品质和数量。优化转炉煤气系统运行，采用合理的柜位控制方式，减少因柜位高而影响煤气回收。宝钢转炉负能炼钢的实践第24页，

10、共55页。回收系统中气体分析仪是转炉煤气回收系统的关键设备，气体分析仪主要分析CO、CO2和O2的含量，为自动回收系统提供依据。对气体分析仪勤吹扫勤更换和标定，提高除尘效果，减少因分析仪故障而造成煤气回收下降现象的发生。300t转炉煤气回收量从投产初期的60.1 Nm3/t.s提高到98年103.67 Nm3/t.s。宝钢转炉负能炼钢的实践第25页，共55页。2、2001年-2005年转炉煤气回收实绩右图：自2001年以来，宝钢转炉吨钢煤气回收量呈逐年下降势态，直至04年，吨钢煤气回收仅94.3Nm3/t.s。创造了历史最低水平。 其中： 300t转炉为95.5Nm3/t.s 250t转炉为9

11、3.0Nm3/t.s 双双走入低谷。宝钢转炉负能炼钢的实践第26页，共55页。3、影响转炉煤气回收量因素 （1）煤气柜柜满造成放散（占煤气放散比例的7585 ） 原因： a.煤气柜容量相对较小，后续煤气用户设计配置不合理： 由于转炉炼钢的间歇式生产（吹炼）与转炉煤气用户连续性使用是 一对矛盾，而转炉煤气柜的容积又十分有限，当炼钢吹炼时回收的 煤气量与用户使用的煤气量无法匹配时（回收大于消耗）就会造成 转炉煤气柜满而无法继续回收。 b.转炉煤气热值相对较低，后续用户使用转炉煤气的积极性不高。 c.转炉煤气含尘量有波动，用户烧嘴易堵而产生抵触情绪。 （2）气体检测仪故障造成煤气无法回收（占放散比例

12、的79 ） 原因： CO及O2检测仪、气体分析仪等故障，无法正确测试气体浓度而放弃 回收。（吹炼时CO浓度较高，更换CO检测取样过滤器会造成煤气泄 漏和中毒，更换检测设备只能在吹炼结束后进行) 宝钢转炉负能炼钢的实践第27页，共55页。（3）转炉BRP脱磷处理对煤气回收的影响项目名称常规工艺操作BRP工艺操作比较铁水（半钢）C4.00-4.503.50-4.00-0.50%吹炼时间16 min24 min+8 min回收时间10-13 min7-10 min-3 min回收量（Nm3/炉）30000-3300027000-30000-3000 转炉BRP工艺脱磷处理时，在氧化脱去铁水中的硅、锰

13、、磷的同时也使铁水中的碳参与了化学反应，由于此时碳氧反应产生的CO较低，达不到煤气回收标准而只能放弃，而脱磷后的半钢铁水碳含量比常规铁水低0.5-0.6左右，造成在正常脱碳冶炼时煤气回收量明显低于未经BRP脱磷工艺处理的常规冶炼。 （4）回炉钢对煤气回收的影响 生产过程中由于成分不合格或设备故障造成不能正常浇铸而必须回炉处理的钢水其含碳量已远低于常规铁水，因此，在回炼过程中煤气发生量也同样大大低于常规冶炼。 宝钢转炉负能炼钢的实践第28页，共55页。4、2004年-2009年转炉煤气回收实绩通过解决影响转炉煤气回收的因素后，转炉煤气回收量稳定上升，目前转炉煤气回收量保持较高回收水平，稳定达到9

14、9Nm3/t.s以上（热值2000Kcal/m3)。宝钢转炉负能炼钢的实践第29页，共55页。转炉蒸汽回收及影响因素: 转炉蒸汽回收原理：转炉吹炼时发生的高温烟气（18001900）通过烟道内设置的二级余热锅炉后降温至1000左右，并将锅炉内纯水加热气化成蒸汽。转炉蒸汽回收标准：蒸汽压力32/2 时开始回收蓄热器公司蒸汽管网。1、转炉蒸汽回收实绩 2001年2005年宝钢转炉蒸汽回收情况：年份蒸汽回收 01年38.6602年38.5903年34.7104年36.7905年37.56平均37.26宝钢转炉负能炼钢的实践第30页，共55页。2、转炉BRP工艺对转炉蒸汽回收的影响 项目名称常规工艺操

15、作BRP工艺操作比较吹炼时间16 min24 min+8 min供氧流量（Nm3/h）6000015000-23000-45000-37000蒸汽回收量(吨/炉)9-127-10-2 BRP工艺处理造成每炉钢蒸汽回收量比常规处理少2吨。 宝钢转炉负能炼钢的实践第31页，共55页。250t转炉由于烟罩采用了汽化冷却，其蒸汽回收量明显比300t转炉的高。宝钢转炉负能炼钢的实践3、近几年转炉蒸汽回收情况 第32页，共55页。1. 炼钢钢包蓄热式烘烤技术改造蓄热技术作为一项上世纪90年代发展起来的节能新技术，宝钢炼钢厂于2002年在一炼钢一座钢包烘烤器上进行改造研究，并在随后2年内推广应用到11个钢包

16、烘烤器上。钢包蓄热式烘烤改造以后节能效率在40%以上。据统计,改造前每台钢包烘烤装置使用焦炉煤气13.4万 Nm3/月,11台钢包烘烤装置共可节约焦炉煤气707万Nm3/年,折合生产成本400多万元。 宝钢转炉节能降耗措施（改造项目）宝钢转炉负能炼钢的实践第33页，共55页。2. LT锅炉系统蒸汽冷凝水回收改造改造实施时间：2002年 （二炼钢）改造效果：锅炉系统蒸汽冷凝水，改造前每月排放或降级使用10000吨左右，这部分水除了水温较高以外, 其水质基本接近宝钢纯水指标,目前已全部回收利用, 减少了对周边环境的热污染,每年节约了纯水资源110000 m3，降低生产成本300多万元。3. OG集

17、尘水系统补水用串接水替代改造改造实施时间：2005年 改造效果：年效益220万元。宝钢转炉负能炼钢的实践宝钢转炉节能降耗措施（改造项目）第34页，共55页。转炉工序能耗走势300t转炉86年达到负能炼钢，从91年开始一直保持负能炼钢，转炉工序能耗最低达到-11.27 kgce/t.s；250t转炉2000年开始实现负能炼钢，转炉工序能耗最低达到-7.63kgce/t.s。宝钢转炉负能炼钢的实践第35页，共55页。内 容 提 纲 宝钢转炉炼钢简介 宝钢转炉负能炼钢的实践 宝钢转炉炼钢资源利用与环保的实践 宝钢转炉炼钢节能与环保的展望第36页，共55页。宝钢炼钢资源回收与利用废弃资源综合利用一直是

18、可持续发展永恒的主题。炼钢系统产生的废弃资源种类多、数量大，因此，对这些废弃资源的综合利用一直是我们研究的课题。 宝钢炼钢厂产生的废弃资源主要包括钢渣、渣钢铁、OG泥、LT除尘粉、电炉除尘粉、轻烧白云石除尘粉、石灰石和白云石泥饼及氧化铁皮等，通过有效的管理手段和合理的综合利用工艺，为废弃资源的综合利用创造了良好的前提条件，使宝钢炼钢厂废弃资源的综合利用率达到了较高的水平。 宝钢炼钢资源利用与环保的实践第37页，共55页。1、钢渣的回收与利用钢渣二次利用最便捷的重要途径是作为高炉、转炉原料，在钢铁厂自行循环使用。此外，钢渣还可用于道路工程、建材原料、钢渣肥料及填坑造地等。宝钢对钢渣多样化处理工艺

19、方法，形成了不同钢渣的不同特性。经过近20多年来的努力，宝钢不但扭转了建厂初期一度钢渣成灾的局面，还形成了强化分类回收、分类加工、分类管理的针对性利用等措施，从工艺、体制及制度上确保钢渣的源头管理和分类管理，为钢渣的综合利用创造良好的前提条件。 宝钢炼钢资源利用与环保的实践第38页，共55页。1.1 宝钢的渣处理工艺 宝钢炼钢厂采用的渣处理工艺主要有浅盘法、闷罐法及滚筒法。（1）浅盘法ISC工艺（Instantaneous Slag Chill Process）宝钢炼钢资源利用与环保的实践第39页，共55页。浅盘法工艺特点：浅盘法工艺的特点为：处理时间短，处理能力大；整个过程采用喷水和水池浸泡

20、，减少了粉尘污染；大大减少了渣中矿物组成和游离氧化钙以及氧化镁等所造成的体积膨胀，改善了渣的稳定性；处理后钢渣粒度小而均匀，可减少后段破碎筛分加工工序；采用分段水冷处理，蒸汽可自由扩散，操作安全；整个处理工序紧凑，采用遥控操作和监视系统，劳动条件好等。但浅盘法工艺钢渣要经过3次水冷，蒸汽产生量较大，对厂房和设备有腐蚀作用，对起重机寿命有影响；另外，浅盘消耗量大，运行成本高。 宝钢炼钢资源利用与环保的实践第40页，共55页。宝钢炼钢资源利用与环保的实践（2）滚筒法（BSSF）工艺第41页，共55页。滚筒法渣处理工艺的特点：流程短，设备体积小，占地少，钢渣的冷却、破碎、处理一次完成。处理后的钢渣粒

21、度均匀、游离氧化钙含量低于国家标准4，不需要长期堆放陈化，粒渣性能稳定，可直接利用。污染小，蒸汽集中排放，排放蒸汽的含尘量小于100mg/m3。滚筒法渣处理可以省却与I.S.C热泼法相匹配的粒铁回收车间以及如排渣车、水池等辅助设施，大大节约基建投资。宝钢炼钢资源利用与环保的实践第42页，共55页。1.2 钢渣资源的综合利用 宝钢钢渣返回烧结利用开始于1996年，烧结矿中配加钢渣代替熔剂，不仅回收利用了钢渣中残钢、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰等有益成分，而且成了烧结矿的增强剂，提高了烧结矿的质量和产量。目前烧结矿中的钢渣配比为1.2-1.5%左右，使用量稳定在20万吨/年以上。 宝钢已经成功进

22、行了转炉D渣、铸余渣及脱碳炉的钢渣返回转炉利用的试验。2005年8月开始，钢渣返回转炉利用率先在一炼钢全钢种推开，2007年推广至二炼钢使用，每年可利用钢渣8万t左右，产生了良好的经济效益及社会效益。 宝钢钢渣除了少部分返回烧结和转炉利用之外，主要还是用于道路工程，如钢渣用于地基回填和软土地基加固、钢渣用作混凝土掺和料等，其次还用于做钢渣水泥以及用于做新型建筑材料，如人行道砖、人造大理石等人造建材以及用于耐海水腐蚀、防海藻附着的海岸混凝土砌块等。 宝钢炼钢资源利用与环保的实践第43页，共55页。在炼钢过程中，炼钢工艺大量采用铁水预处理工艺、铁水扒渣工艺、混铁车倒渣工艺、钢包留钢工艺，在上述工艺

23、采用时，不可避免地产生大量的含铁资源，通过一定工艺对含铁资源进行分类回收，产生了大量的渣钢铁作为代替废钢的二次金属资源。经过近几年的实践，目前已经实现了渣钢、渣铁全量回收利用。 2、渣钢铁的回收及利用 宝钢炼钢资源利用与环保的实践第44页，共55页。3、LT除尘粉、电炉除尘粉和OG泥的回收及利用 宝钢在建设初期就大量采用除尘设备来解决环保问题，从而也回收了大量的除尘粉，LT除尘粉、电炉除尘粉及OG泥均是宝钢炼钢厂除尘设备回收的含铁资源，T.Fe含量在6070。 该类除尘粉的最佳利用途径是全量返回烧结使用，但含锌量较高。由于锌容易在高炉产生结瘤现象，影响高炉正常冶炼，目前，只有部分OG泥返回烧结

24、使用，废弃量较大。名称发生量，万吨/年OG粗粒2.5OG泥12LT除尘粉10.5电炉除尘粉4 部分LT除尘粉经冷压加工后返回炼钢使用，也是由于含锌量较高的原因不能全量返回炼钢使用，造成宝钢大量铁资源流失。 基于该类含铁除尘粉含锌量高而不能全量返回炼钢或炼铁使用，宝钢准备着手筹建转底炉，采用转底炉工艺脱除或降低其中的锌含量，以期全量回收利用该类含铁除尘粉。 宝钢炼钢资源利用与环保的实践第45页，共55页。4、其它废弃资源的利用轻烧白云石除尘粉是炼钢厂焙烧分厂除尘系统回收的，轻烧白云石除尘粉的成分除硫含量比轻烧白云石高以外，CaO与MgO的含量与轻烧白云石基本相当，经冷压加工后可等同轻烧白云石使用

25、。由于硫含量的不同，针对不同钢种硫含量的不同，白云石压球在不同钢种的使用量上也有区别。轻烧白云石除尘粉年发生量约2.5万吨，全部返回炼钢使用，年经济效益达千万元。石灰石泥饼及白云石泥饼年发生量约50000吨，全部返烧结利用。炼钢厂氧化铁皮的年发生量约35000吨，作为含铁原料全部用于配矿。宝钢炼钢资源利用与环保的实践第46页，共55页。工艺路径1：TPC脱磷脱硫（补充脱硅）二次精炼高炉脱硅铁水钢水浇注工艺路径2：BRP脱磷炉BRP脱碳炉少渣吹炼脱硫铁水钢水浇注二次精炼转炉少渣吹炼5、转炉少渣炼钢的实践宝钢炼钢资源利用与环保的实践第47页，共55页。转炉少渣炼钢与常规炼钢辅料消耗对比转炉少渣炼钢与常规炼钢氧气单耗对比转炉少渣炼钢与常规炼钢消耗对比宝钢炼钢资源利用与环保的实践第48页，共55页。转炉少渣炼钢与常规炼钢渣中铁损对比转炉少渣炼钢与常规炼钢转炉渣量对比转炉少渣炼钢与常规炼钢消耗对比宝钢炼钢资源利用与环保的实践第49页，共55页。6、环保设施的改造2008-2009年在一炼钢增设了厂房气楼除尘系统，同时对转炉二次除尘系统、铁水除尘系统、精炼除尘系统进行了大规模改造，增加了各除尘系统的能力，2009年6月底改造完成。2008年在二炼钢也增设了厂房气楼除尘系统，同时把转炉二次除尘风机由2台增加到3台，风量由200万m3/h提高到300万m3/h，2