转炉炼钢工序能耗计算与分析

杨阳

摘 要：转炉炼钢是动态复杂的生产过程，生产过程中每一道工序都牵扯到能源消耗问题，我国的钢铁企业能源消耗问题情况更加严重，通过对转炉炼钢工序能耗进行计算和分析，评价转炉炼钢工序能耗情况，转炉生产效率的提高可降低炼钢能源的消耗，有效回收余热蒸汽，本文主要根据钢厂作业的实际操作情况，研究转炉生产效率对炼钢能耗的影响，探讨转炉炼钢节能降耗的方向，提高企业生产效率。

关键词：转炉炼钢；生效效率工序；节能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.023

0 引言

钢铁是社会经济发展的物质基础，炼钢生产的初始原料是天然资源，通过多种生产工序得到相应的产物，每一道生产工序都会发生能源消耗的问题，只要是经过处理的能源都会经过消耗；钢铁企业为加强对转炉炼钢能耗的分析和预测，研究节能降耗的方法，通过对系统支持能耗分析，对工具合理配置的分析和配料的计算分析，节能降耗不仅关系到企业的成本，更是国家的管控重点，企业之间不同的产业结构，各种指标之间存在较大的差距，为减少能耗对企业结构的影响，规定了工序的范围和能源消耗的指标。我国是能源大国，能源消耗量也很大，通过分析节能减排和炼钢能耗的工序，减少对资源的消耗。

1 转炉炼钢生产过程的能耗

炼钢生产过程的能耗主要分为直接能耗、间接能耗和能源回收，直接能耗是在转炉炼钢过程中对能源的消耗，在转炉炼钢过程中对辅助设备等的消耗成为间接消耗，操作工艺、设备和技术也同样影响能源的消耗，能耗计算的分析与计算主要目的是加强对能源的管控和计划，减少能源的消耗，提高生产效率，确定转炉炼钢工序中可以达到的消耗水平，为能源管理和节能提供依据，在改进工艺和降低原材料的同时充分利用能源。

在转炉炼钢生产过程中，电能和各种煤气实际消耗的能量形成负能炼钢，负能炼钢是影响整个工序的最大能耗，加强对转炉煤气的回收量的研究，分析转炉生产率对能耗的影响。

转炉实现负能炼钢是衡量现代化钢厂生产技术水平的重要标志，通过对转炉炼钢热平衡的计算，分析转炉工序中各个能量消耗及回收利用的情况；影响转炉工序的能耗因素较多，转炉工序可以大幅度降低能耗，降低氧气和电消耗，提高转炉的蒸汽回收功效，特别是转炉煤气的回收量。钢铁生产过程包含化学冶金、凝固过程等变化过程，要实现钢铁生产流程总体优化要遵循单体优化到整体优化的原则。

2 转炉生产效率影响的分析

（1）为加强对转炉生产效率和炼钢工序能耗的分析，减少因操作水平和设备配置等方面带来的影响，企业要加强对生产和能耗的分析，企业转炉煤气蒸汽的回收量随转炉生产效率的变化而变化，除尘风机安装可以根据炼钢工序的进度调节电机功率，因此钢铁企业的生产效率可以安装变频器提供设计。转炉生产率的提高，可以提高吹氧脱碳效率，加快冶炼进度，氧气消耗随着转炉生产效率的提高而呈现减少的趋势。

（2）对转炉煤气和蒸汽回收的影响。转炉煤气回收量是转炉炼钢工序中占据份额最大的量，转炉煤气回收的高低是对转炉炼钢工序的能耗决定的，其中操作制度、回收标准等都是直接影响转炉煤气回收的因素。转炉煤气回收标准是对转炉煤气回收的影响较大，企业中一般采用转炉煤气CO含量确定是否回收，对转炉煤气的回收量产生不同的影响。但随着转炉生产效率的提高，转炉煤气回收率呈现出不明显的降低趋势。转炉煤气成分达到回收标准较晚，造成转炉煤气回收时间较短的情况。

3 实现节能减排的主要措施

（1）转炉煤气回收受PLC控制的路口和转炉吹炼相互配合完成的，通过计算机对煤气回收程序的改进，控制升降的时间，确定最佳回收时间，提高炼钢煤气的回收量和热值。对炉口采取正压控制，在生产中将压力控制在5pa左右，采取分段控制保障煤气回收的顺利进行。另外需要控制好升降的時机，分配系统点的压力，缩短回收时间。

（2）转炉炼钢工序的氧气消耗是总消耗量的19%左右，降低氧气消耗可以通过降低出钢温度，控制高温钢的数量，提高拉碳率，严禁使用氧气吹烟罩等措施，通过该措施转炉氧气的消耗量逐渐降低，降低转炉炼钢的工序能耗。转炉煤气是炼钢工序中的主要能源，由于转炉煤气的技术设备水平不完善，回收量波动较大，转炉操作时多数作业人员按照经验控制，不实行降罩回收，导致管道中充满大量的空气，将CO含量降低才能保障煤气的回收量的下降，回收后的煤气提供给炼钢电热炉使用，部分煤气放散造成资源的浪费。

（3）提高转炉蒸汽的回收，降低电力消耗。回收煤气时，煤气可以产生较多的蒸汽，转炉蒸汽回收波动较大，将转炉蒸汽用于石灰回转窑可以减少制约因素对转炉余能回收的影响。炼钢厂系统运行遵循能耗最小的原则，从2006年左右开始，对转炉炼钢工序的时间、温度等进行优化之后，制定了不同的生产组织模式，根据不同的钢种分配不同的线路和不同的生产组织模式，实现生产系统优化，降低电力和氮气的能耗。

4 结语

通过引进先进技术和设备，通过对设计的优化和改造，降低了转炉的能源消耗，利用科学技术优化产能模式，降低转炉工序的能耗，提高企业的生产效率，是炼钢工艺和技术水平提升的重要标志，加强对转炉炼钢车间技术调度和平衡的研究，促进企业可持续发展。

参考文献：

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