半钢炼钢转炉煤气回收工艺优化研究

吴丽平

摘要：这篇论文介绍了转炉炼钢副产品，转炉煤气回收利用相关工艺以及设备、方法和注意事项等，并对转炉煤气回收除尘系统安全运行提出了见解。

关键词：转炉;煤气回收;除尘;煤气柜

前言

转炉冶炼过程中产生大量转炉煤气，其主要成分是co，含量在40——65，发热量为6000kj/m3左右，是一种非常理想的化工原料气和燃料气，因此对转炉煤气的回收和利用是十分重要的问题，它不仅有极大的经济价值，而且通过对转炉气回收和利用，还可以减少环境的污染，防止公害。

一、转炉煤气回收的重要因素

转炉煤气回收是把转炉生产过程中的副产品，转炉煤气，进行回收再利用的生产工艺过程。整个回收系统大致可分为生产系统、回收系统、接收储存储存系统、精除尘系统、加压系统、管道系统输送至用户6部分。在炼钢转炉过程中，烟气经冷却、净化，由除尘风机将其排至烟囱放散或输送到煤气回收系统中备用。转炉干法除尘系统在钢铁企业实际运行中存在系统泄爆、静电除尘器极线断裂、蒸发冷却器积灰、输灰系统故障等问题，只有避免LT干法除尘系统在运行中出现的安全及工艺问题，才能保证转炉LT干法除尘系统的除尘效率及煤气的安全回收，提高转炉LT干法除尘系统的安全性、可靠性、经济性。为保证转炉炉前良好的除尘效果，OG湿法除尘法在冶炼生产过程中调径文氏管喉口会经常调整，以保证转炉路口微正压状态。当喉口调节风量变化时时其压力不应有明显变化，同时在转炉停止冶炼风机自动转入低速运行，风量减少时风机不喘震，设备本体应具有较好的抗震性。转炉气中含有大量烟尘和水气，为保证风机使用寿命，转子、定子应具有较高的耐磨性和抗蚀性。同时应设有冲洗喷嘴，以清洗叶片和机壳内的积泥，延长风机检修周期转炉煤气中co含量高达45，65，具有相当高的毒性，出于安全生产的考虑，除尘风机应具有良好的密封性和防暴性。

二、转炉煤气回收过程中存在的弊端

当转炉开始冶炼时，是逐渐进入了一个碳氧剧烈反应的时期。CO含量逐渐升高达到回收要求，由于CO浓度回收条件的限制，符合回收条件的气体分散。因为活动烟罩之间的距离，炉嘴和压差的控制炉嘴不合理，炉的进气嘴很大，和烟道气体燃烧，这不仅降低了煤气的热值，而且会影响气体复苏。

受铁水原材料（包括铁水比、铁水成分、碳加热剂的添加量、铁水温度、等）和钢类型（主要是碳含量钢和钢液温度）的综合影响，如何确定合理的氧气供应炼钢强度却缺乏经验和基础。

炼钢转炉产生的炉气通过炉口经过蒸发冷却器、喷淋系统、静电除尘系统、风机系统和分散系统。

三、半钢炼钢转炉煤气回收工艺优化方法

（一）转炉煤气回收系统应采用自动回收系统控制。

自动回收控制可以避免人为操作失误和经验回收的安全隐患，同时还可以有效延长每炉的煤气回收时间。邯钢一炼钢厂采用在线分析仪自动回收后平均转炉煤气回收量上升到150m3/t。

（二）优化供氧/造渣工艺制度

在炼钢过程中，根据半钢条件制定相应的渣料加入制度和供氧制度，以缩短化渣时间，及早进入并延长煤气回收区间。在保障冶炼安全的前提下，将供氧强度提高至 5.00m3/（min.t），提高了转炉煤气回收时间 1min 左右，吨钢煤气回收量增加 10.25m3。

造渣制度上采取的措施：第一批渣料在開吹时加入，加人量为总量的 50%～70%，同时伴随开吹加入适量的化渣剂，以促进初渣的快速形成;吹炼过程中，其他渣料分小批量、多批次加入，减少或杜绝吹炼过程炉渣“返干”，化透渣后降低抢位，增强炉内钢水搅拌强度，以此来延长煤气回收时间，增加煤气回收量。

采取以上措施，保证了煤气回收过程 CO 浓度不会低于 30%的情况发生，有效地提高了煤气的回收量。

（三）确定转炉活动烟罩的合理高度

由于半钢炼钢的特殊工艺，炼钢时炉口、活动烟罩粘渣严重，不能象普通钢水冶炼那样将活动烟罩降到炉口，通过工艺分析以及大量的工业试验研究将烟罩高度从原来的 600mm 降到现在的 250mm 左右，并在目前 200～300mm 高度条件下，又进行了精调工业试验，煤气回收量随活动烟罩高度的下降而增加，转炉活动烟罩的高度降低对提高煤气回收效果明显。

（四）完善氧气转炉煤气回收工艺

现在市场上炼钢转炉煤气回收工艺主要是LT干式回收工艺和OG法回收转炉煤气。在目前的世界炼钢领域是成熟"先进"可靠的技术，全世界已有200 多套设备投入生产运行，效果显著。采用OG法回收的转炉煤气热值高"回收量大"除尘效率高，其设备寿命长"安全性好"自动化程度高。LT法是德国鲁奇公司与蒂森公司合作开发的转炉烟气净化"回收"利用的干式工艺，其基本原理是：当转炉吹炼时，O和C 之间发生反应产生含有高浓度 CO 和烟尘的转炉煤气（烟气）。

为了回收利用高热值的转炉煤气和减少污染，需对烟气进行净化，首先将转炉烟气经过废气冷却系统，然后进入蒸发冷却器，喷水蒸发使烟气得到冷却。由于烟气在蒸发器中得到减速，使烟气中粗颗粒的粉尘沉降下来，通过链式输送机以及闸板阀将粉尘排出。同时，烟气通过荒煤气管道导入设有4个电场的静电除尘器，在电场作用下使粉尘和雾状颗粒物吸附在收尘极板上，使烟气得到净化。

多数钢铁企业综合考虑目前国内同等型号转炉煤气回收工艺和公司实际情况，煤气净化回收多采用的工艺为：转炉冶炼过程中的烟尘通过固定烟罩和冷却烟道经二文三脱煤气净化装置"风机"煤气柜及加压站到达用户，实现对煤气净化回收，不合格或不宜回收的煤气经处理后从烟囱达标排放，同时从冷却烟道和烟罩产生的蒸汽通过余热设施回收。

（五）控制煤气回收时炉口的空气吸人量。

在炼钢转炉煤气回收的过程中，应该保证烟气中的一氧化碳含量尽快达标;在转炉生产时化好初渣对煤气回收的影响也很大，化渣的好坏直接影响到转炉生产的平稳性，也是衡量转炉生产操作水平的主要标志，是转炉煤气量在生产初期平稳上升的重要因素。转炉生产的稳定对一氧化碳含量的稳定有很大的关系，也是增加煤气回收量的保证。在转炉钢水脱碳后期，可以适当将提罩时间后延，控制住炉口空气暂不让其进人，就可延长回收时间，从而增加煤气的回收量。

结束语

综上所述，优化半钢炼钢转炉煤气回收工艺就是为了使转炉生产初期一氧化碳含量尽快达标，因此，在转炉生产后期要延缓一氧化碳含量不达标的时间，延长一氧化碳的回收的时间，优化和增加煤气回收量。

参考文献：

[1] 梁新腾，陈永，曾建华，et al. 半钢炼钢转炉煤气回收工艺优化研究[C]// 全国能源与热工学术年会. 0.

[2] 杨俊. 一炼钢厂提高转炉煤气回收量实践[J]. 重钢机动能源，2015（26）：23.

[3] 卓钧. 转炉干法除尘灰在半钢冶炼中的回收利用[J]. 中国冶金，2018，28（6）：52-55.

（作者单位：河钢邯钢一炼钢厂）