转炉炼钢生产过程节能降耗问题的探究

2021-01-25渠松涛

山西冶金 2021年2期

渠松涛

（江苏省连云港市灌南县亚新钢铁炼钢厂，江苏连云港222000）

1 国内钢铁行业的消耗情况

钢铁行业一直是各行业中能源消耗排行榜首位，钢铁行业每年消耗能源占总消耗能源的10%—15%，电力消耗量在工业电能消耗总量11%—17%，水源消耗量占工业用水消耗总量9%—13%。中国能源消耗问题远比发达国家比较严重，我国钢铁行业存在明显的三个短板问题：原材料消耗大、二次能源利用率低、废钢利用率低。钢铁行业想要维持市场供需平衡，就必须要降低能源的消耗，需要加大进口储备间接能源消耗的产品；需要从各炼钢企业生产过程中直接降低能源消耗；需要宏观调控各部门的能源消耗，推动钢铁行业迈上绿色发展的新台阶。

2 简要分析转炉炼钢生产过程中节能降耗的重要性

转炉炼钢工序已经成为炼钢企业生产车间中不可缺少的操作流程之一，转炉炼钢虽然是现代化钢铁生产过程中消耗能源最少的，但是钻炉炼钢工序直接消耗、间接消耗、回收消耗的能源均是二次能源，在生产过程中一旦管控不当，就会发生大量的蒸汽热能、成水热能浪费严重的情况，非常不利于炼钢企业的发展。节能降耗技术运用在转炉炼钢过程中，可以有效缓解我国能源紧张的局面，有效遏制能源消耗总量的增长；可以明显降低原材料的采购及制造成本，进一步缩短实现节能降耗、降本增产目标的实现距离；还可以合理控制废水、废气、废物的产生，降低污染源的排放量，有效缓解全球环境污染情况。

3 转炉炼钢过程中运用节能降耗技术面临的问题

3.1 攻克转炉炼钢的能源消耗难关

由于转炉炼钢工序消耗的直接消耗、间接消耗、回收消耗的能源均是二次能源，因此想要贯彻落实节能消耗的目标，就需要降低直接能源消耗、间接能源消耗，还需要推升回收能耗的利用率。因为转炉炼钢过程中氧气、电力能源消耗比较多，因此需要运用节能降耗技术来有效控制氧气、电力的能耗。当前攻克转炉炼钢过程中能源消耗难关的方法主要有以下几点：其一，通过优化操作技术、规范操作流程的方式，有效控制电能的消耗，提升温度控制的达格率。其二，大批量采购新型的携带储能容量的炼钢设备，引入最先进的节能减排炼钢技术，既要提升钢材出产效率和质量，又要降低能源的消耗。其三，采用定期培训的方式，提升工作人员的实操技术水准，明显缩短实操技术两极化的距离，以稳定的操作技术，提升降温控制效果。

3.2 提升二次能源的回收利用率

由于转炉炼钢生产过程中可以收集到的可回收能源只有煤气、蒸汽，因此需要采用先进的技术来提升烟气能源的回收利用率，实现炼钢企业生产过程中节能降耗的目标。

1）煤气回收技术分析。现阶段，中国钢铁市场中主要采用的转炉炼钢煤气处理技术主要有以下两种：其一，湿法除尘技术。其二，干法除尘技术。本文将简要阐述一下湿法除尘技术，湿法除尘技术的原理是通过PLC程序控制相关技术实现提升煤气回收率的过程。技术人员需要通过计算机程序来控制煤气回收过程，尽可能过多的保留煤气所释放的热能，提升煤气的回收总量，实现节能降耗的目标。值得一提的是：湿法除尘技术的操作要点是技术人员在正式开始计算机远程操控之前，需要对炉口进行压强调试，保证炉口压强差在±20 Pa之间，允许转炉炼钢生产过程中压强幅度范围在±5 Pa之间，便于更好的管理控制升降罩。

2）煤气显热技术分析。目前，中国钢铁市场中主要利用余热锅炉对烟气进行蒸汽回收，之所以选择利用余热锅炉，是因为余热锅炉具有节能、最大限度利用余热的优势。余热锅炉的作用原理是：技术人员预先设定储热器的压力阀，确保储热器可以平稳运行。当储热器出现运行故障后，技术人员需要及时关闭调节阀有效控制故障范围，将损失降低到最小化。这种方式不仅可以升华蒸汽的品质，还可以最大化回收蒸汽，推动炼钢企业迈上绿色发展的征程。

3.3 应用除尘系统变频改造技术

除尘系统变频改造技术是节能技术的一种表现形式，具有提升设备平稳运行的性能、提升各设备之间的适应性等优势，可以有效降低设备的运行故障几率，降低设备运行期间能源的消耗。除尘系统变频改造技术运用在转炉炼钢过程中的目的：一方面可以有效改善转炉炼钢过程中环境的高温、高要求情况，还可以提升钢材生产量、降低能源的消耗。

4 实现转炉炼钢过程中节能降耗的对策建议

4.1 添加转炉废钢用量

之所以我国钢材行业废钢使用量逐年增加，是因为废钢是转炉冷却效果最好的冷却剂，技术人员想要贯彻落实节能降耗的政策，就必须要通过增加废钢用量来降低直接原材料的使用量，降低直接原材料的采购成本，节省炼钢辅助材料的用量。值得特殊强调的是：废钢需要分类存储，其中合金钢、非合金钢需要单独存放，确保废钢可以合理使用，提升废钢的使用率，以废钢为原料确保冶炼的钢铁达标，降低冶炼出废品的几率。

4.2 选择适宜的装入量

之所以要明确规定转炉炼钢过程中每炉次中装入的金属料总量，是因为每炉炉次的废钢和钢水的装入量均是标准的，一旦炼钢企业工作人员在每炉中废钢和钢水的装入量超出标准总量，必然会出现搅拌不均匀，难以换化成废渣，造成钢材不必要损失；一旦炼钢企业工作人员在每炉中放入钢废钢和钢水总量小于标准容量，虽然可以顺利完成钢材生产任务，但是会剩下许多钢材，会造成剩钢不必要浪费。也就是说：工作人员需要严格按照技术人员提供的每炉次计划书标准放入钢水和废钢的用量，确保后面工序可以有力有序的开展。

4.3 加强原材料质量的控制

原材料的质量直接关系到冶炼的复杂程度，直接关乎炼钢技术的应用效果。如果原材料质量不达标就无法发挥出冶炼技术的应用效果，造成钢筋质量不符合相关规定标准，增加钢筋报废几率，白白浪费投入的生产成本和原材料成本。炼钢企业想要更好的落实节能降耗政策，需要购买质量优良的原材料，有效降低资源的消耗，提升炼钢企业的获利能力。

4.4 选择并应用切实可行的造渣方法

通常情况下，转炉炼钢的造渣方法有三种，第一种单渣法，单渣法是炼铁企业中运用最广泛的一种方法，单渣法有一个实践难题是对工作人员的要求比较高。第二种双渣法以及双渣留渣法，双渣法在冶炼低磷钢期间，会增加中途倒渣的工序，虽然又给工作人员增加了炼钢任务量，但是可以有效控制低磷钢中的磷含量。第三种双联法，双联法应用比较少，双渣法并不适用于冶炼低磷钢，却非常适用于冶炼超低磷钢。

4.5 减少喷溅事故的发生次数

转炉炼钢过程中经常会发生金属喷溅、泡沫喷溅、爆发性喷溅的现象，之所以会发生喷溅事故，是因为氧气枪的枪位控制不当而引起炉渣化渣效果不理想。值得一提的是：不论是哪一种喷溅均会造成金属元素的损失，一方面变相增加投入成本，另一方面严重影响低磷钢的成品中磷元素的去除效果。

4.6 缩短冶炼周期

工作人员在转炉炼钢过程中一旦出现操作失误，促使氧枪的枪位过高，发生泡沫喷溅事件，造成炉渣化渣性不好，不能在进行后面工序操作。工作人员需要进行倒炉倒渣工序，在倒炉倒渣过程中必然会降低炉内温度，导致后面工序不能按照原计划进行。技术人员想要实现节能降耗、降本增效的目标，就必须要优化相关流程，提前做好各工序的准备工作，宏观调控各工序的生产节奏，避免生产节奏的紊乱造成能耗增。