提高转炉煤气回收量实践探索

梁军华

（广西钢铁集团有限公司，广西 防城港 538002）

铁水装入比、煤气回收比和空气吸入量等由转炉工序操作条件决定，也是制约煤气回收的重要因素。在回收过程中还受管网煤气平衡、气柜缓冲能力、下游用户使用方式等方面的制约。

1 转炉煤气回收现状

现有50t转炉3座，80t转炉1座。配套转炉煤气回收系统在原有0G法的基础上经过改造采用的新0G法，烟气经烟罩、汽化冷却烟道后，将净化设备由原来的“二文三脱”改为了一、二级喷雾蒸发洗涤塔、环缝文氏管、两级旋流脱水塔。新0G一次除尘系统于2018年3月份完成改造。改造后颗粒物浓度满足了排放标准，但是改造当年的转炉煤气吨钢回收仅完成110m3。其中10～12月份更是因铁水不足，转炉提高废钢比，转炉煤气吨钢回收量仅96m3。由此既增加了吨钢冶炼成本，同时也导致了转炉工序能耗升高。通过对比发现近年来部分钢铁企业吨钢转炉煤气回收稳定在130m3以上，该企业的转炉煤气回收仍有一定的提升空间。

2 提高转炉煤气回收热值采取的措施

2.1 调整一次除尘风量

优化微差压控制模式。在生产过程中，炉内压差在吹前、吹中和吹后阶段不断变化，因此准确控制炉口压差以提高煤气热值和回收量尤为重要。不锈钢公司原有的微差压控制系统，根据设定的目标压差，通过液压系统调节喉口开度，达到微正压运行的目的。这种液压调节有以下缺点：1）与炉内剧烈反应引起的压差变化相比，液压系统调节速度慢且滞后，灵活性和准确性不能满足现场动作的要求；2）液压系统动作频繁导致故障率较高，调试率较低。优化的方式是调整炉口微差压，经过反复调整和测试，将吹炼过程分为10个阶段，根据微差压系统测得的吹炼过程中炉口压力的差异，直接确定每一阶段的喉口开度，验证一次除尘风量和除尘系统效果，既实现了微差压操作，又解决了烟气溢出问题。经过反复调试，达到最佳值，提高了转炉煤气回收热值。活动罩与炉口有一定的压力差。当压差为负且较大时，会吸入大量外界空气促进CO燃烧，从而降低气体回收的热值；当压差为正且较大时，会导致烟气溢出，也将降低气体回收率。借鉴其他公司的经验，转炉炉口控制在0～60Pa的微正压。试验结果表明，无烟尘溢出，对提高转炉煤气回收热值起到了一定的作用。通过以上两项改进措施，观察吹炼过程中炉口压差，调整各阶段压差，将吹炼过程中各阶段压差控制在合理范围内。

2.2 减少空气吸入量

调整活动烟罩降罩时间和行程，转炉炉口上方的活动烟罩是减少转炉炉口吸入空气的重要设备，吹炼时通过烟罩的自动升降能够减少烟气外溢，实现炉口烟气的有效捕集。如果烟罩与炉口之间间隙太大或降罩时间滞后，就会造成炉口吸入空气多，使得转炉煤气中氧含量长时间达不到2%以下,同时空气吸入量多也会造成CO氧化成CO2，从而降低回收煤气的热值。通过现场调试，在确保氧含量合格的前提下，可将活动烟罩自动降罩的时间由原来的吹炼开始后120s提前到90s，活动烟罩距离炉口的最大间隙由原来的250mm调整到100mm。提高氧气工作压力，在铁水不足的情况下，为实现低铁耗操作，转炉废钢装入占总装入量的23%～28%。因废钢装入多，吹炼前期打火困难，碳氧反应滞后。当氧枪工作压力0.8～0.85MPa时，正常情况下在吹炼140s后氧含量才降到2%以下；有些炉次在吹炼开始后100s具备煤气回收条件后，160s后氧含量又出现反弹现象，被迫停止回收，由此缩短了煤气回收时间。针对氧枪吹炼氧压影响煤气回收问题，多次试验确定提高开始吹炼时的氧气工作压力，并且细化调整了供氧周期内每分钟的氧气工作压力。以上述50t转炉为例，氧压的调整使转炉煤气开始回收时间由吹炼开始后的140s，提前到70s以内。调整环缝文氏管重砣行程开度，新OG系统环缝文氏管内重砣行程决定了环缝文氏管压力分配值和烟气流速。根据转炉吹炼时间，分5个阶段控制重砣的行程，为充分保证炉前捕集效果，环缝文氏管重砣调整行程一般控制在150～200mm的较小范围内。在参数调整上主要根据炉前捕集效果调整中期开度，但在回收过程中会影响了煤气中的氧含量。针对转炉吹炼过程碳氧反应进程，结合烟气中CO和O2成分变化趋势对环缝文氏管重砣开口度进行了调整。在吹炼前期，将环缝文氏管开口度调到最小，使炉口负压最小，空气最少量吸入；同时针对O2含量反弹时间段，延长环缝文氏管重砣最小开度时间；吹炼中期煤气回收期间，喉口开度调到最大，后期逐步调小。如此有效保证了转炉烟气O2含量快速降低到具备回收条件并使回收过程稳定不反弹。

2.3 提高氧气工作压力

在铁水不足的情况下，为实现低铁耗操作，转炉废钢装入占总装入量的23%～28%。因废钢装入多，吹炼前期打火困难，碳氧反应滞后。当氧枪工作压力0.8～0.85MPa时，正常情况下在吹炼140s后氧含量才降到2%以下；有些炉次在吹炼开始后100s具备煤气回收条件后，160s后氧含量又出现反弹现象，被迫停止回收，由此缩短了煤气回收时间。针对氧枪吹炼氧压影响煤气回收问题，多次试验确定提高开始吹炼时的氧气工作压力，并且细化调整了供氧周期内每分钟的氧气工作压力。针对转炉吹炼过程碳氧反应进程，结合烟气中CO和O2成分变化趋势对环缝文氏管重砣开口度进行了调整。在吹炼前期，将环缝文氏管开口度调到最小，使炉口负压最小，空气最少量吸入；

2.4 实行进一步降罩操作

在气体回收过程中，调节烟气中的氧含量。当烟气含氧量超标时，会带来安全隐患。转炉烟气中氧气的主要来源是吸入空气。因此，在转炉冶炼过程中，及时降低活动烟罩减少进气量，可以有效降低烟气中的氧含量，快速达到气体回收条件允许的氧含量。减少进气量还可以减少空气与炉内CO的反应，增加烟气中CO的含量，进而提高气体回收的热值。

3 提高转炉煤气回收量采取的管理措施

3.1 严格执行标准化作业，强化成本意识

转炉冶炼过程中，通过严格执行降罩操作，增加煤气回收量。做好与煤气回收有关的过程控制台帐记录，并固化到岗位规程中。能源管理执行标准化作业管理，能源管理人员进行现场检查，帮扶作业区，针对现场存在问题，更新《设备管理评价细则》中能源、环保部分并下发到每个岗位，要求岗位进行学习，树立责任意识，增强责任感，科室不定期对各岗位学习及执行情况进行抽查。

3.2 岗位管理系统化

岗位操作人员进行本岗位TPM点检，对现场设备发现的问题建立非点检隐患信息，并要求岗位操作人员按要求录入设备管理系统——小锤子系统中，做到“发现问题—接收问题—解决问题—落实结果”闭环管理，其中每个岗位在系统中的状态都可查可控可追溯。

4 结束语

转炉煤气回收的前提条件是必须保证在安全前提下实现稳定、高效的回收利用，同时又要兼顾颗粒物排放浓度小于国家特别排放限值。采取各种有效措施是可以提高转炉煤气回收量的，在降低工序成本的同时，又能够减少颗粒物排放，大幅度提升企业的环保运行 水平。