李興崗

摘 要：煉鋼企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)消耗大量的能源，產(chǎn)生高熱量的二次能源——煙氣?，F(xiàn)有煙氣處理和回收工藝能源利用率低，為解決這一環(huán)節(jié)能源耗費(fèi)問題，需要對(duì)轉(zhuǎn)爐工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，降低能源消耗，提高鋼鐵企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本文以轉(zhuǎn)爐煉鋼中的煙氣和蒸汽回收為例，對(duì)其中涉及的幾項(xiàng)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼；節(jié)能；負(fù)能煉鋼

轉(zhuǎn)爐煉鋼是國內(nèi)各大鋼鐵廠煉鋼生產(chǎn)的主要手段，轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的余熱煙氣，是重要的二次能源，若能對(duì)其進(jìn)行回收利用，則不僅減少了煉鋼工序的成本消耗，還能降低煉鋼工序?qū)Νh(huán)境的影響，為鋼鐵廠實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐“負(fù)能”煉鋼奠定基礎(chǔ)。本文將以轉(zhuǎn)爐煙氣余熱的回收利用為例，對(duì)煉鋼節(jié)能措施進(jìn)行探討。

1 轉(zhuǎn)爐煉鋼節(jié)能必要性分析

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展，我國鋼鐵工業(yè)的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到了不同程度的提升，而高端、高附加值產(chǎn)品的增加更是有效提升了我國鋼鐵企業(yè)在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。鋼鐵企業(yè)既是資源生產(chǎn)者，也是資源消耗者；我國鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)能耗占全國總能耗的10%，若能采取措施降低能耗，可有效緩解我國能源緊缺問題。近十年來，我國電力缺乏，電爐煉鋼產(chǎn)量受到抑制，轉(zhuǎn)爐煉鋼得到了快速發(fā)展，目前已經(jīng)成為各大鋼廠煉鋼的主要手段。轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中產(chǎn)生煙氣溫度高、粉塵量大，屬于有毒、易爆性物質(zhì)，直接排放不僅會(huì)造成環(huán)境污染，還造成了能源的浪費(fèi)，對(duì)其進(jìn)行余熱回收利用可降低鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 轉(zhuǎn)爐煙氣余熱分析及利用

2.1 煙氣余熱構(gòu)成

氧氣轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)期間會(huì)產(chǎn)生大量的煙氣，溫度高達(dá)1400-1600℃；煙氣量與吹氧量有關(guān)，吹氧強(qiáng)度大、時(shí)間短會(huì)促進(jìn)煙氣的排出量；反之則能減少煙氣排出量。某鋼鐵廠對(duì)其轉(zhuǎn)爐煙氣量進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如下：轉(zhuǎn)爐出口處總熱量為238.6×103kJ/t鋼，顯熱比重為16.4%，潛熱比重為83.6%；利用現(xiàn)有裝置對(duì)其進(jìn)行除塵再利用，則可回收的顯熱僅為9.6%，仍有大部分熱量損失。

2.2 轉(zhuǎn)爐煙氣回收技術(shù)

2.2.1 未燃法轉(zhuǎn)爐煙氣回收。未燃法（OG法）煙氣回收原理：利用轉(zhuǎn)爐爐口活動(dòng)煙罩封閉轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道，借助爐口微壓差的輔助功能，減少空氣吸入量，從而達(dá)到抑制煙氣燃燒，使其以氣體燃料的形式得以回收。OG法對(duì)煙氣的回收率較高，能大幅度降低轉(zhuǎn)爐煉鋼工序的生產(chǎn)能耗，節(jié)能量為25-30kg標(biāo)準(zhǔn)煤/噸。

2.2.2 轉(zhuǎn)爐煙氣凈化濕法除塵。濕法除塵是將水通入換熱器中汽化吸熱，降低煙氣的溫度，同時(shí)洗滌煙氣。具體操作方法如下：高溫轉(zhuǎn)爐煙氣先經(jīng)過余熱鍋爐吸收熱量產(chǎn)生蒸汽，然后通過除塵器除去煙塵中的塵粒，接著通過90°彎頭脫水器和濕旋脫水器，脫水后的煙氣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煙氣回收系統(tǒng)，煙氣經(jīng)過以上步驟后，既澆滅了火種，還得到了凈化。

2.2.3 煙氣發(fā)生量穩(wěn)定技術(shù)。轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，由于多種因素會(huì)影響爐容比，若煉制原料中硅含量較高，且煉制溫度低時(shí)，很容易會(huì)出現(xiàn)噴濺或返干現(xiàn)象，影響煙氣生成量的穩(wěn)定性，不利于煙氣回收。為提高吹煉平衡，增加煤氣回收率，可配置音頻化渣系統(tǒng)，減少或消除噴濺和返干問題的出現(xiàn)，確保爐前操作的平穩(wěn)性。

2.3 轉(zhuǎn)爐蒸汽回收技術(shù)

2.3.1 蒸汽回收工藝。轉(zhuǎn)爐蒸汽是軟化水經(jīng)轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道汽化而得，回收后的蒸汽可用于發(fā)電車間發(fā)電機(jī)的動(dòng)力能源；蒸汽回收工藝較為復(fù)雜，如外部管網(wǎng)配套不合理，將極大降低蒸汽的回收率。蒸汽回收常用工藝為軟化水+轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煔獍l(fā)，具體流程如下：煙氣→轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道→汽包→蓄熱器→蒸汽管網(wǎng)→發(fā)電車間發(fā)電機(jī)。

2.3.2 蓄熱器的應(yīng)用。上述回收工藝中蓄熱器為濕式變壓蓄熱器，其應(yīng)有過程如下：轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道產(chǎn)生的蒸汽量不斷變化，導(dǎo)致蒸汽壓力也處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。這是由于轉(zhuǎn)爐冶煉處于周期性循環(huán)當(dāng)中，轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)產(chǎn)生蒸汽；非吹煉時(shí)則無蒸汽產(chǎn)生。而在吹煉期間，由于氧氣量的不斷變化，導(dǎo)致產(chǎn)生的蒸汽量也是忽高忽低，無法滿足蒸汽用戶的要求。若轉(zhuǎn)爐煙氣直接外送，會(huì)對(duì)蒸汽實(shí)用設(shè)備造成損害。未解決蒸汽產(chǎn)生和蒸汽實(shí)用之間的矛盾，煉鋼廠在汽化冷卻煙道和外送管路之間安裝了濕式變壓蓄熱器。蓄熱器能將周期性產(chǎn)生的蒸汽變?yōu)槌掷m(xù)穩(wěn)定的氣源，滿足蒸汽設(shè)備對(duì)于蒸汽用量均勻、穩(wěn)定的要求，提高蒸汽利用的安全性和持續(xù)性。

2.3.3 煙道熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用。煙道熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用不僅能延長(zhǎng)汽化冷卻煙道和活動(dòng)煙罩設(shè)備的使用壽命，還能有效控制沾鋼或掛渣對(duì)煙道的損壞，減少燒損漏水的次數(shù)，為轉(zhuǎn)爐冶煉的安全進(jìn)行提供保障，同時(shí)促進(jìn)蒸汽回收的效率。煙道噴涂可采用超音速電弧噴涂法；噴涂范圍主要為煙道固定段和活動(dòng)煙罩；噴涂材料為NiCrMo合金或陶瓷封孔劑；各項(xiàng)參數(shù)控制如下：粗糙度控制在70-90μm、涂層厚度控制在0.35-0.4mm；施工時(shí)，涂層要光滑均勻，無剝落、起皮、起鼓現(xiàn)象。某煉鋼廠通過噴涂技術(shù)的采用，轉(zhuǎn)爐煙道固定段和活動(dòng)煙罩設(shè)備的掛渣、粘渣、結(jié)渣問題得到了很大改善，管壁由于溫度過高、熱疲勞造成的撕裂漏水次數(shù)也有了明顯減少；根據(jù)統(tǒng)計(jì)，噴涂技術(shù)使用前，轉(zhuǎn)爐一個(gè)爐役周期內(nèi)將近有35小時(shí)因漏水問題而被迫停止運(yùn)行；采用熱噴技術(shù)后，熱停時(shí)間縮減到了7.2小時(shí)，為轉(zhuǎn)爐蒸汽回收利用奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.4 其他節(jié)能技術(shù)

轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝是一項(xiàng)系統(tǒng)且復(fù)雜的工程，在煉鋼過程中會(huì)消耗大量的能源，如氧氣量、煤炭量等，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生具有能量的產(chǎn)物，若能優(yōu)化工藝，改進(jìn)現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，能在很大程度上減少能源消耗量，同時(shí)對(duì)各類排出物中的能源進(jìn)行回收再利用，以此提高煉鋼企業(yè)的能源利用率，降低能源消耗，從而提高企業(yè)的整體水平。

3 結(jié)語

構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)是我國的主要發(fā)展目標(biāo)，而節(jié)能降耗是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效途徑，同時(shí)也是企業(yè)發(fā)展，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵要素。對(duì)于轉(zhuǎn)爐煉鋼企業(yè)而言，工序能耗不僅是企業(yè)工藝水平高低的標(biāo)志，也是企業(yè)生產(chǎn)管理水平和成本控制水平的重要標(biāo)志，因此，煉鋼企業(yè)應(yīng)積極改進(jìn)工藝，提高企業(yè)轉(zhuǎn)爐工序的能源利用率，實(shí)現(xiàn)“負(fù)能煉鋼”的發(fā)展目標(biāo)。

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