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《转炉负能炼钢与煤气回收技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、转炉负能炼钢与煤气回收技术转炉实现负能炼钢的基本原理及可能性,宝钢在l989年炼钢工序能耗标煤达到-1.05kg/t;对负能炼钢的技术途径进行了分析,提出要实现负能炼钢必须回收利用转炉煤气;还对我国转炉煤气回收技术的现状及节能的巨大潜力作了综述。 1转炉炼钢工序能耗实现负值——负能炼钢 在转炉内,把铁水炼成钢的过程,主要是降碳、升温、脱磷、脱硫以及脱氧和合金化等高温物理化学反应过程,其工艺操作是控制供氧、造渣、温度及加入合金料等,以获得所要求的钢液并浇铸成钢锭或连铸坯。氧气顶吹转炉炼钢法的特点之一是不需要外来热源,根据物料和热平衡计算:以铁
2、水的物理热和化学热为主要热收入,抵消金属和炉渣的含热量以及各项热损失外,还有剩余热量。因此常将废钢、铁矿石和石灰石等作为冷却剂加入炉内以平衡热量防止炉温过高。 1.1炼钢过程的能量消耗 炼钢过程需要有足够的能量输入才能完成,通常要消耗电力、氧气、燃气、惰性气体、虚缩空气以及水、蒸汽等。以宝钢一期工程为例,详见表1。 1.2炼钢过程能量的释放 在吹炼过程中,碳氧反应是冶炼过程始终存在的一个重要反应,反应的生成物主要是C0气体(浓度约为85%~90%),但也有少量碳与氧直接作用生成CO2,其化学反应式为 2C+O2→2CO↑
3、 2C+2O2→2CO2↑ 2CO+O2→2CO2↑ 在冶炼过程中炉内处于高温,碳氧反应形成的CO气体也称转炉煤气,温度约在1600℃。此时高温转炉煤气的能量约为1GJ/t,其中煤气显热能约占1/5,其余4/5为潜能(燃烧时转化为热能,不燃烧时为化学能),这就是转炉冶炼过程中释放出的主要能量。因此,转炉煤气回收利用是炼钢节能降耗的重要途径。氧气顶吹转炉炼钢过程自台量平衡见图1。 1.3炼钢工序能耗实现负值分析 炼钢工序能耗是按生产出每吨合格产品(钢锭或连铸坯)所用的各种能量之和扣除相应回收的能量(标煤)进行计算的。 消
4、耗能量>回收能量时,耗能为正值 消耗能量-回收能量=0时(称“零”能炼钢) 消耗能量<回收能量时,耗能为负值(称“负”能炼钢) 1.4实现负能炼钢是可能的 转炉炼钢过程中释放出的能量是以高温煤气为载体,若以热能加以度量分析,具体表现为潜热占83.6%,显热占16.4%,详见图3。显然,煤气所拥有的能量占总热量中的绝大部分。从图2中也可看出回收煤气对降低炼钢工序能耗所起的作用。因此,要做到负能炼钢必须回收煤气,而且应尽可能提高回收煤气的数量和质量。 宝钢一期工程工序能耗计算的回收部分见表2。宝钢一期设计年产钢水318万t,铸
5、成锭为312万t,铁钢比为1,结合表1、表2,宝钢一期工序能耗设计值为 (8.790-6.822)÷312=6kg/t 1988年宝钢炼钢实际工序能耗为3.26kg/t,其能源消耗和回收部分各项所占比例如图2。 宝钢于1989年科学地应用了目标管理以及劳动技能提高等措施,吨钢能耗下降4.31kg,使转炉工序能耗达到-1.05kg/t,见表3,实现了负能炼钢,跨入了世界先进炼钢技术行列。 1.5实现转炉负能炼钢必须回收煤气 1.6实现负能炼钢的主要技术途径 (1)采用新技术系统集成,提高煤气回收的质量与数量; (
6、2)采用交流变频调速新技术,降低炼钢工序大功率电机的电力消耗; (3)改进炼钢(包括连铸等)操作水平,降低物料、燃料消耗; (4)提高管理水平及人员素质,保证安全、正常、稳定生产。 2国内转炉煤气回收技术现状及其节能巨大潜力 2.1转炉煤气净化回收主要代表流程 我国于1966年在上钢一厂30t转炉上首先实现了煤气回收,是湿法流程,简称OG法,主要采用两级文丘里型煤气除尘器,贮气为湿式煤气柜,至今我国已回收煤气的企业均为湿法流程(图4)。此流程基建技资较低,操作运行简单、安全,但运行费用相对较高,要附设除尘污水处理设施。
7、 另一种干法流程,简称LT法(图5),为宝钢三期250t转炉引进奥钢联技术建设的煤气回收装置。转炉煤气净化采用干式静电除尘器,贮气为干式煤气柜。此流程基本建设投资较高,运行费用较低,操作较为复杂,没有污水处理设施,将与宝钢250t转炉同时投产。 2.2我国转炉煤气回收技术水平与国外先进水平的比较(见表5~6) 1986年上钢三厂三座30t转炉采用较为完善的国产成套煤气回收技术设备,主要包括:①线性矩形可调喉口文丘里除尘器;②可调喉口液压伺服装置;③炉口微差压自动调节系统;④快速三通切换阀;⑤大管径文丘里型煤气流量计;⑥煤气回收自动控制装置
8、；⑦煤气成分自动分析装置。 2.3回收煤气的节能潜力巨大 自1966年我国开始回收
