方大特鋼轉(zhuǎn)爐_精煉_連鑄全工序負(fù)能煉鋼實(shí)踐剖析

1、201舛 8月第18卷第4期河南冶金HENAN METALI1BGYAug 2010Vol 18 Na 4方大特鋼轉(zhuǎn)爐-精煉-連鑄全工序負(fù)能煉鋼實(shí)踐剖析吳涌濤（方人特鋼科技有限公訶）摘要 對(duì)方大特鋼中小熨轉(zhuǎn)爐從鐵水脫硫預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐一I.F耕煉爐一連鑄全1序?qū)崿F(xiàn)“負(fù)能煉鋼”的實(shí)踐進(jìn)行了 剖析.開發(fā)轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽用八是詢提，提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收是降低煉鋼工用單位能耗的關(guān)鍵，而提高轉(zhuǎn)爐蒸汽回收 又圧進(jìn)步降低煉鋼工序單位能耗的巫點(diǎn)，同時(shí)節(jié)電、提高工序作業(yè)率等也足降低煉鋼工序單位能耗的描施。 關(guān)鍵詞 轉(zhuǎn)爐 負(fù)能煉鋼 煤氣回收 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前言隨著世界經(jīng)濟(jì)的繁榮、發(fā)

4、展，能源與環(huán)保問題II 益突出，為此全球極力倡導(dǎo)淸潔化生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng) 濟(jì),實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)（生活）。鋼鐵企業(yè)一直是能耗、 物耗大戶，響應(yīng)形勢(shì)，節(jié)約能源減少排放是企業(yè)的責(zé) 任和義務(wù)同時(shí)由丁國際鋼鐵消費(fèi)和鋼鐵產(chǎn)最逐年 遞增，造成世界范用內(nèi)資源和能源緊張資源和能源 大幅度漲價(jià)，使鋼鐵工業(yè)的利潤(rùn)空間縮小。因11匕鋼 鐵工業(yè)更需依靠進(jìn)一步降低能耗水平、提高資源利 用率，來保證持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。鋼鐵生產(chǎn)必然消耗能源、資源，但在生產(chǎn)消耗能 源、資源的過程屮，通過轉(zhuǎn)換、再造，同時(shí)乂產(chǎn)生了另 一種能源、資源，對(duì)這些能源加以利用，就是鋼鐵企 業(yè)節(jié)能降耗減排的巫耍舉描。對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼，生產(chǎn)過 程中消耗的能源與通過轉(zhuǎn)換、再造產(chǎn)生的

5、可回收利 用的能源相比.后者人丁誦j者,就是我們常說的“負(fù) 能煉鋼”；“負(fù)能煉鋼”是轉(zhuǎn)爐煉鋼節(jié)能減排、發(fā)揮資 源利用、降低成本的重耍和主要措施之一。1負(fù)能煉鋼的定義按照標(biāo)準(zhǔn)小定義“負(fù)能煉鋼”是針對(duì)“轉(zhuǎn)爐工 序單位能耗”而言，“在報(bào)告期內(nèi)轉(zhuǎn)爐工序（不包括 椅煉和連鑄）每生產(chǎn)一噸介格粗鋼，扣除匸序回收 的能源后實(shí)際消耗的各種能源總最”；負(fù)能就是“轉(zhuǎn) 爐工序單位能耗”小丁零。按照這一傳統(tǒng)的概念, 很多鋼廠早已實(shí)現(xiàn)“負(fù)能煉鋼”。但這一概念未能 全部涵蓋煉鋼工藝全過程的能最轉(zhuǎn)換與能鼠平衡, 不能評(píng)價(jià)整個(gè)煉鋼工序能耗狀況，不能代表一個(gè)鋼 廠的總體能耗水平。特別是隨著煉鋼技術(shù)發(fā)展，煉 鋼廠增加了鐵水脫硫預(yù)處

6、理、爐外粘:煉等新技術(shù)，而 這些技術(shù)的應(yīng)用，或多或少都會(huì)消耗能源，消耗能源 就是消耗成本，污染環(huán)境；因此.企業(yè)和行業(yè)均追求 的是指煉鋼全工序、全過程的“煉鋼綜合工序單位 能耗”指標(biāo)“負(fù)數(shù)”。按照約國鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系一指 標(biāo)目錄滬示：“煉鋼綜合工序單位能耗”包括“轉(zhuǎn)爐 匸序單位能耗”、“粘:煉I.序單位能耗”和“連鑄工序 單位能耗”。煉鋼匚序過程中所支出消耗的能量項(xiàng) 目有:氧氣、氮?dú)?、煤氣、壓縮空氣、電、水等;經(jīng)轉(zhuǎn)換、 釋放且回收的能量項(xiàng)日有:回收煤氣、回收蒸汽，或 回收煤氣、回收蒸汽轉(zhuǎn)化的電等。c關(guān)溺酸曲恥猛刖谿蛀態(tài)幣誚那舗鉀:叫般齪危說d.下而筆者就方大特鋼科技有限公司煉鋼廠（原 南

7、呂長(zhǎng)力鋼鐵股份有限公司煉鋼廠.以下簡(jiǎn)稱“方 2010年第4期河南冶金 #大特鋼轉(zhuǎn)爐”）的中小型轉(zhuǎn)爐從鐵水脫硫預(yù)處理- 轉(zhuǎn)爐一IF精煉爐 鑄全過程的煉鋼工序的降低 能耗做法進(jìn)行剖析。2方大特鋼轉(zhuǎn)爐“員能煉鋼”現(xiàn)狀方大特鋼轉(zhuǎn)爐于20）4年4月271 H期工程試產(chǎn)， 經(jīng)3005年到20）7年的二期匸程完成截至2007年5 月己擁有復(fù)吹轉(zhuǎn)爐三座，其中65 I兩座，&） t一匝配備 6（1） t混鐵爐一朋，65 t【F精煉爐一朋，連鑄機(jī)三臺(tái)。 設(shè)計(jì)煉鋼生產(chǎn)能力260萬I后乂于2009年元月上馬了 一臺(tái)鐵水預(yù)處理和再投產(chǎn)一座（90t） IF精煉爐。隨著硬件設(shè)備的完善，方大特鋼于20）7年提出 了煉鋼全匸序

8、“負(fù)能煉鋼”的方向，要求三年內(nèi)實(shí)現(xiàn) “煉鋼工序單位能耗” v Okgce/t的目標(biāo)。方大轉(zhuǎn)爐 2007年“煉鋼工序單位能耗”如圖1、圖2所示。從圖1、圖2分析可以看出，降低“煉鋼工序單 位能耗”需從兩個(gè)方而入手，一是增加回收最（開 源）,二是減少消耗 （節(jié)流），即所謂的“開源節(jié) 流”。2 1回收能源現(xiàn)狀圖22007年能源回收項(xiàng)目比例2007年回收轉(zhuǎn)爐煤氣完成49 60m/略低于 50 m3 /1的全國平均水平，與當(dāng)年全國最好水平太鋼 （Hl n?/t）比相距更大。2007年回收轉(zhuǎn)爐蒸汽完成0 0353 l/l不及當(dāng) 時(shí)所了解的兒個(gè)鋼廠0 050 t/10收蒸汽水平。2 2消耗能源現(xiàn)狀2007年

9、能源消耗項(xiàng)目現(xiàn)狀見表L2010年第4期河南冶金 #表12007年方大特鋼轉(zhuǎn)爐能源項(xiàng)目消耗情況耕煉鋼比例/%電/（軸 h） /t訊氣消耗/ m/t焦氣消耗/ m3/lri用轉(zhuǎn)爐煤氣/ nP/t水/t/t壓縮空氣/m3/t煉鋼工序肢位能耗/ kgce/ t12 9243 16366ft 85451. 857737 32690 77753. 03917 88注：2007年工序單位能耗全國平均水平為31 12kgr/i方大特鋼全國拮名為15位。2007年,方大特鋼轉(zhuǎn)爐椅煉鋼水比例12 9%,3分析2010年第4期河南冶金 #精煉工序能源消耗占總能源的11. 5%;轉(zhuǎn)爐工序 單位能耗0 85 kgce/

10、l 煉工序單位能耗7. 03 kgce/1連鑄匸序單位能耗6. 28 kgce/l3 1轉(zhuǎn)爐煤乞回收方大特鋼轉(zhuǎn)爐采取的是“（）（；”法回收煤氣，其回 收工藝流程如圖3所示。2010年第4期河南冶金 #2010年第4期河南冶金 #軋爐- 汽化冷卻煙遒f 溢就式定徑文氏管（一文）水対逆上閥重力陵水B4三通換向閥RD可諧喉口文氏管（一.立）_-90匕殍茨脫水建旁通閥2010年第4期河南冶金 #圖3回收工藝流程2010年第4期河南冶金 29在回收的運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)一些問題:一是一文喉口 差壓在3. 5 kPa左右，一文阻損偏大,現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)一文 噴嘴流量為84 m3/h只,比設(shè)計(jì)大24 m3 /h只, 噴嘴噴水

11、的霧化不理想影響一文的降溫、滅火、粗除 塵效果；二是二文的噴嘴和翻板結(jié)垢嚴(yán)雨，二文水用 偏小，達(dá)不到二文的椅除塵效果.應(yīng)匝新計(jì)算；三是 幣:力脫水器，脫泥脫水效果很不理想；四是煉鋼操作 降罩不完全，罩降不下來，煤氣中（：（）含最達(dá)到回收 條件滯后，一爐鋼冋收時(shí)間短；五是最主耍的根源, 煤氣用戶少，對(duì)問題的解決推動(dòng)力少。3 2轉(zhuǎn)爐蒸汽回收轉(zhuǎn)爐蒸汽并入公司管網(wǎng)由于蒸汽用戶的限制. 發(fā)電技術(shù)，受認(rèn)識(shí)和當(dāng)時(shí)設(shè)備與技術(shù)的影響，公司沒 有開發(fā)蒸汽使用用戶。如進(jìn)行汽包、希熱器、罩裙、 水質(zhì)等改造、改進(jìn)轉(zhuǎn)爐蒸汽有大幅提高的余地。3 3電煉鋼用電必不可少，但如何降低電耗是關(guān)鍵。 降低電耗有兩個(gè)方面工作:一是介理

12、利用現(xiàn)有節(jié)電 設(shè)備、技術(shù)，二是提鳥丁序作業(yè)率，降低噸鋼電耗。 前者如轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)的變頻技術(shù)，循環(huán)冷卻水 的高效流體輸送節(jié)能水泵技術(shù)，LED節(jié)能燈泡的技 術(shù)等;后者充分發(fā)揮爐機(jī)匹配穩(wěn)定和提高各匸序作 業(yè)率。轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)的變頻技術(shù)，3#轉(zhuǎn)爐投產(chǎn) 時(shí)配有該設(shè)備但現(xiàn)場(chǎng)一直用不好，主耍問題是風(fēng)機(jī) 能燈泡要替代現(xiàn)有水泵、燈泡，一次性投資大，可來 取逐步更換的辦法；序作業(yè)率的提高接表現(xiàn)是 產(chǎn)最的提高，當(dāng)然隨精煉品種增多，會(huì)影響產(chǎn)能，但 離設(shè)計(jì)產(chǎn)能還是有提高的幅度。3 4氧氣2007年60 8545 m3 /t的氧氣消耗偏高,深入爐 料結(jié)構(gòu)、渣料控制、轉(zhuǎn)爐有效容積控制、氣槍參數(shù)、冶 煉操作等方面研究能

13、降低氧氣消耗。3 5自用煤氣一方而要以轉(zhuǎn)爐煤氣取代焦?fàn)t煤氣，擴(kuò)大轉(zhuǎn)爐 煤氣的h用，減少焦?fàn)t煤氣用量，另一方面對(duì)h用主 要用戶鋼包烘烤采取希熱式烘烤器技術(shù)可節(jié)約煤 氣3就左右。3 6壓縮空乞和補(bǔ)充水丿卞縮空氣用點(diǎn)主耍是風(fēng)動(dòng)送樣、氣動(dòng)閥、連鑄氣 霧二冷等;水主要是因煉鋼循環(huán)用水揮發(fā)等損耗而 補(bǔ)充的暈。壓縮空氣和用水點(diǎn)較廣,主耍辦法是控 制跑冒滴漏，特別是外排水。4采取措施4 1煤氣回收1）對(duì)一文噴嘴進(jìn)行重新計(jì)算、選型和現(xiàn)場(chǎng)實(shí) 踐，最后確定選用噴嘴流量為40m3/li只,提高了 供水壓力,喉口差壓降低，霧化效果提島,提M 了除 塵的效率。2）巫新設(shè)計(jì)制做二文。將二文噴嘴的數(shù)星適 當(dāng)減少，孔徑縮小，使

14、二文水壓達(dá)到0 35 MPa- 0 45 M IN解決了二文水壓偏小，噴嘴和翻板結(jié)垢的 問題。3）在巫力脫水器的進(jìn)氣口增加一段1320 nun長(zhǎng)1300 nun的圓管，解決了巫力脫水器脫泥、 脫水效果不好的問題。4）操作上采取完全降罩辦法，規(guī)定轉(zhuǎn)爐降氧槍 同時(shí)必須降半罩火焰起來芷即降罩冶煉;適量提高 了氧氣供氧強(qiáng)度。為此，制定了煤氣回收冶煉操 作辦法及煤氣冋收安金規(guī)程并組織廠孑習(xí)培 訓(xùn)和檢査考核。5）隨著市區(qū)居民使用焦?fàn)t煤氣的增加，和公司 內(nèi)部軋鋼系統(tǒng)和石灰窯改用一部分轉(zhuǎn)爐煤氣，公司 逐步擴(kuò)大了轉(zhuǎn)爐煤氣的用戶點(diǎn)。4 2轉(zhuǎn)爐蒸汽回收為J保證蒸汽水質(zhì)，加強(qiáng)了水質(zhì)管理，耍求化驗(yàn) 工每天對(duì)汽包進(jìn)行収樣

15、、化驗(yàn)，并將結(jié)果及時(shí)通報(bào)操 作I；操作工根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行加藥。巡檢每班 對(duì)汽包、薔熱器等進(jìn)行排污，保證水質(zhì)硬度達(dá)標(biāo)。由 丁轉(zhuǎn)糯豹餐襯髓縣醐蒸汽水質(zhì)方面作了匸作。4 3節(jié)電1）才轉(zhuǎn)爐投產(chǎn)之初是變頻風(fēng)機(jī)，經(jīng)與風(fēng)機(jī)廠級(jí) 多次溝通和廠家派人拆導(dǎo),及外出參觀學(xué)習(xí)，逐步掌 握了變頻風(fēng)機(jī)的應(yīng)用;目前已采購r、么轉(zhuǎn)爐風(fēng)機(jī)的 配套變頻設(shè)備。2）幣體規(guī)劃廠房節(jié)能照明方案，下步逐步實(shí) 施。3）采用可調(diào)控制器，IH動(dòng)調(diào)節(jié)廠房、大道上照 明開燈、熄燈時(shí)間,解決晚關(guān)燈或不關(guān)燈現(xiàn)象,以及 規(guī)定空調(diào)最低調(diào)溫26 C,人走關(guān)燈、關(guān)電扇、關(guān)空調(diào) 等節(jié)電措施。4）以開展“提烏工序作業(yè)率”的勞動(dòng)競(jìng)賽為契 機(jī),帶動(dòng)縮短冶煉周期、減少鋼

16、包周轉(zhuǎn)個(gè)數(shù)、穩(wěn)定椿 煉周期和連鑄拉鋼時(shí)間、降低澆鋼溫度等指標(biāo)的進(jìn) 步,有效減少了因品種鋼比例逐年提高國家限產(chǎn)限 電，全球金融危機(jī)等使鋼產(chǎn)暈減少而造成的對(duì)工序 單位能耗的影響。4 4氧氣消耗1）提高、穩(wěn)定裝入轉(zhuǎn)爐裝入暈,加強(qiáng)裝入材料 的成分、重量信息溝通。2）與氧槍噴頭廠家聯(lián)系、溝通，重新設(shè)計(jì)、改進(jìn) 氧槍噴頭,擴(kuò)大氧槍噴頭的喉口 It徑和夾角，適昴增 加供氧強(qiáng)度，加強(qiáng)過程化渣效果。3）規(guī)范班班測(cè)量氧槍高度制度，指導(dǎo)主| 控，同時(shí)制定最佳氧槍操控推薦表，通過控制氧壓. 瞬時(shí)氧氣流屋和氧槍高度,提高氧氣利用率。4）對(duì)爐前工進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)I,提高操作水平，嚴(yán) 格控制高溫鋼，防止拉后吹，降低吹損提高一次倒

17、 爐率。5）來用高拉碳冶煉技術(shù)和實(shí)施低溫匚程。4 5自用煤氣1 ）混鐵爐采取快進(jìn)快出（鐵）技術(shù):烘烤鋼包蓋 釆用希熱式燒嘴烘烤器,提高煤氣利用效果。2）應(yīng)用轉(zhuǎn)爐煤氣烘烤合金技術(shù)，上馬三座合金 烘烤爐;中包、鐵包烘烤改用轉(zhuǎn)爐煤氣:減少焦?fàn)t煤 氣用量合理增加轉(zhuǎn)爐煤氣用量。4 6壓縮空氣和補(bǔ)充水1 ）做好轉(zhuǎn)爐閉路循環(huán)水的匚作,杜絕外排水。2）根據(jù)鋼種不同控制連鑄壓縮空氣的流量大小。3）開展經(jīng)常性檢査活動(dòng)，定期或不定期組織檢 査,杜絕現(xiàn)場(chǎng)跑、冒、滴、漏、外排現(xiàn)彖。5效果1）工序單位能耗各項(xiàng)目完成情況。2007年 繼岳瞪剃嚮歸I魅哪躲表2 2007年2010年工序單位能耗項(xiàng)目完成情況時(shí)間/ 年月梢煉鋼比

18、例P/c回收轉(zhuǎn)爐煤氣/ in3 /I回收蒸汽 /t/t電/ kW h/t氣J m3 /t焦氣消耗/m3/tfl用轉(zhuǎn)爐煤氣/n?/t水/t/t壓縮空氣/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：受設(shè)備.煤氣

19、用八（因煤氣外送不及時(shí)氣粗滿停止冋收）等影響.轉(zhuǎn)爐煤氣還冇1必以上的爐次冋收受形響和冋收時(shí)間偏短。 2009年實(shí)現(xiàn)80 5mM的回收轉(zhuǎn)爐煤氣指標(biāo).略高F全國75n? /t的平均水平，但離同年太原鋼廠DOn?的最好水平還有很大距離。汽 部分放散因無計(jì)fit器具無法統(tǒng)計(jì)放散雖;最近了解有數(shù)個(gè)鋼廠蒸汽回收在a（）90山以上水平。2）各工序的工序單位能耗指標(biāo)完成情況。 20（）7年 2（）10年各工序的工序單位能耗完成情況 見表3b表3 2007年 2010年各工序的工序單位能耗完成情況kgv/1時(shí)間/治煉工序裕煉工序連鑄工序煉鋼工序年月單位能耗單位能耗單位能耗單位能耗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）轉(zhuǎn)爐煤氣、蒸汽提高對(duì)工序單位能耗的影 響。以2010年1 3刀份水平計(jì)算，轉(zhuǎn)爐煤氣回 收再提高10m/K從86 33 m3 /t提高到96 33 m/1）.能進(jìn)一步降低煉鋼工序單位能耗4 84 kgce/t 以2010年1 3刀份水平計(jì)算，轉(zhuǎn)爐蒸汽回收再提 高 50 kg/1（從 0 0301 t/t提高到 0. 0801 t/t）,能進(jìn) 一步降低煉鋼工序單位能耗5 15 kgoe/l以2010 年13刀份水平計(jì)算，轉(zhuǎn)爐煤氣回收再提高（上

21、接第21頁）2 4氧化珞的加入對(duì)澆注料性耐侵蝕性能的影響 由表4和圖1可以看出，氧化珞的加入使?jié)沧?料的耐侵蝕性得到提iOjo氧化絡(luò)的加入強(qiáng)化了基 質(zhì)，形成耐侵蝕高的（A Cr）2（）3固溶體，從而提高 了澆注料的耐侵蝕性能。2 5 P- AHh結(jié)合對(duì)澆注料性能的影響由表4可以看出，采用P- AKh結(jié)合使?jié)沧?料的熱震穩(wěn)定性大大改善。通過分析認(rèn)為，P- A 1（）3結(jié)合可使骨料與基質(zhì)緊密結(jié)合，且經(jīng)過 14（X） C燒后可形成莫來石相.莫來石相以交錯(cuò)棒狀 結(jié)晶形成致密網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而可以提高澆注料的熱 震穩(wěn)定性。提再龍網(wǎng)朋鴉轡鬼dcmic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.由圖1可以看出采用P- AKh結(jié)合使?jié)沧?料的抗侵蝕性能得到提高。P- Ab。作為結(jié)合劑 時(shí)同純鋁酸鈣水泥作結(jié)合劑相比由不含CQ材 質(zhì)相對(duì)純凈，使鈣黃長(zhǎng)石、鈣斜長(zhǎng)石低熔物減少從而10m3/l同時(shí)轉(zhuǎn)爐蒸汽回收再提高5（）kg/t煉鋼I