论文部分内容阅读
【摘 要】随着社会的发展，我国的各个行业领域随之进步，对于炼钢行业来讲，转炉炼钢是一项重要的操作，该项操作具有高耗能的特点，同时也是产生二次能源最多的环节，通过转炉炼钢能够进一步实现总耗能为“负值”的目标。利用什么样的方法才能够将转炉炼钢过程中的能耗降到最低，充分实现能源的转换、回收与利用的目标，是目前我国炼钢行业需要面临的重要问题。本文主要研究转炉炼钢环工序中关于节能降耗的关键问题，并提出一些具有可行性的建议。
【关键词】转炉炼钢;节能;降耗
引言
钢铁工业是高耗能行业，耗能量占全国能耗量的10%左右。近年来，随着国家供给侧结构性改革稳步推进，钢铁行业结构发生了重大调整，高效率低成本，清洁化智能化的发展模式已成为钢铁企业实现转型发展的必要前提。转炉炼钢是钢铁生产流程中复杂工序之一，属于中间生产工序，其生产工艺复杂、设备繁多，是钢铁生产高耗能工序，也是产生二次能源的重要工序，降低此工序能源消耗和加大二次能源的回收利用，对钢铁企业实现节能降耗，降低成本有重要意义。
1国内钢铁行业的消耗情况
中国钢铁行业每年的能耗在全国总能耗中占有的比例为10%，而电力消耗在工业电耗中占有的比重是11%;新水消耗在总工业水消耗中占有的比例为9%。中国和其他钢铁强国相比较而言存在三个突出问题，即钢铁工业能耗大、二次能源的利用率低下以及国体废物利用率低等。对于整个钢铁工业能源消耗结构来讲，占主导地位的是煤炭，然后是电力，其他能源所占的比例较少。
2关于转炉炼钢工序节能降耗关键问题的分析
2.1控制能源消耗
在转炉炼钢过程，消耗的氧气与电力较多，现代化的科学技术能够操控电力和氧气的消耗，达到减少转炉炼钢能源消耗的目的。實施步骤：首先，使用副枪控制出钢动态，把终点命中率提升至更高的层次，进而把控住出钢的温度;其次，提高钢水注入精炼炉的温度和成分达标率，改良操作工艺，每个步骤都实现标准化操作，从而对精炼的点好进行操控;再次，增添新型的炼钢设备，最大程度上满足高产量、低成本、高质量以及低能耗的要求;最终，提高生产人员的技术操作水平和生产管理水平。
2.2强化二次能源的回收与利用
余热锅炉可以对转炉烟气冷却后的蒸汽进行回收，实现转炉烟气中的高温显热重复使用。基于蓄热器的高低压有机融合，回收蒸汽，此处需要注意的内容：首先，蒸汽在蓄热器夜里调节阀的作用下可以把压力固定成1兆帕，进而保障设备的正常运行，故障发生以后需要在有效时间内关闭调节阀，进而把因故障造成的损失降到最小;之后，按照实际情况可以把蓄热器的放散压力固定为1.5兆帕，在此情况下气泡压力则不会发生变化。通过以上两个步骤可对转炉的蒸汽进行高效率回收，降低生产成本。
3转炉炼钢节能降耗技术要点分析
转炉炼钢工序能耗主要生产过程直接能耗，间接能耗及回收的二次能源。节能降耗主要通过降低直接及间接能耗，实现转炉煤气及蒸汽资源的充分回收利用。
3.1降低转炉炼钢的能源消耗
转炉炼钢工序能耗中，氧气和电力消耗占比最大，通过采取相关技术措施控制氧气和电力消耗，可有效降低转炉炼钢能源消耗。主要方法有：采用副枪动态控制出钢，提高终点命中率，严格控制出钢温度;提高钢水到精炼炉的成分与温度达标率，优化操作工艺制度，开展标准化作业，控制精炼电耗;采用先进炼钢工艺设备，实现高质高产、低成本低能耗;提高生产管理水平，提高生产人员技术操作水平;实行全流程保温措施，控制温降，以稳定的工艺操作，实现全流程低温制度的运行。
3.2根据炼钢标准制定装入量
转炉冶炼中每炉次装入的金属料的总含量就是装入量，其中包括废钢量与铁水量。每座转炉都有标准的装入量，倘若装入量过多，就会出现熔池搅拌不良的现象，不能正常化渣，因此就造成了金属损失，同时在出钢工作完成时，为了确保钢包净空，就会留下很多剩钢，这些剩钢就造成了资源的浪费。除此之外，生成的炉渣比较稀很难实现溅渣护炉，这种情况则容易造成枪口堵塞，剩钢也会对下炉钢吹炼工作造成阻碍，甚至还会出现喷溅的情况。倘若装入量过少，则产量就会下降，甚至还会损害炉底，所以，把握好转炉的装入量是十分重要的，为了减少剩钢浪费，确保后续工作顺利进行，剩钢还可以通过调整废钢或铁水量确定合理的装入量，并且要与转炉本体的实际情况相结合。
3.3增强生产管理，发挥规模节能的作用
能耗与生产组织关系密切，怎样使增产幅度超过增能幅度，是当前节能降耗工作所面临的重要问题。在制定各月的生产经营计划的时候，应该下达能耗和产量指标，提高生产调度的节能意识，合格产量的提高是降低吨钢能耗的重要保证。钢铁料消耗也是影能耗的重要因素，转炉操作一定要严格按照工艺标准进行，运用“间接性双渣操作法”使得终点的命中率得以有效提高，运用控制钢水的温度控制电耗、媒气等消耗，厩成本生产提供必要条件。除此之外，还应该增强生产组织的相互协调，注重转炉冶炼、炉外精炼连铸机在线更中包、错避峰用电、钢包A 級包使用率等过程控制使得机炉匹配降低生产组织耗能。
3.4除尘系统变频改造技术要点分析
除尘系统变频改造技术也是一种重要的节能技术，主要优点：很好协调设备之间不合配问题;彻底改善负载挡板调节导致的能量损失情况;变频调节响应快，做到同工况变化同步，有助于节能优化;提升异步电机的功率因数，提升电极运转效率。此技术对于改善炼钢流程控制有实时化优势，可有效减少中间调节环节，降低能耗。此外，通过变频除尘，能提升设备稳定性，减少故障率，实现设备之间有效协调，从而改善设备之间的流转导致的能量损失。
3.5减少出钢倒炉次数与等待时间
在转炉炼钢的过程中，操作一旦失误，就会致使在吹炼的过程中，氧枪枪位过高造成炉渣发泡，以至于在出钢前就需要倒炉倒渣，产生不出钢的现象，在倒炉倒渣的过程中，转炉炼钢时温度会相应下降，打破原有计划。延长出钢时间，以至于在出钢后应进行的工序无法及时进行，造成经济损失。因此笔者认为，在炉渣发泡严重时，应采用压渣材料对炉渣及时进行处理，避免造成温度降低等不利影响。转炉出钢的过程，等待时间是导致温度降低的首要原因，而造成等待时间过长的原因包括：等样品成分与等节奏两种。等样品成分指等样时间花费过长，因此送样品的最佳时间被耽误，在对样品进行检验的流程中还会出现些许偏差，导致需要生产特殊钢种时，无法做到及时出钢。等节奏是指在转炉补充废钢导入铁水以后的后续准备时间和在吹炼过程阶段出现故障问题导致等待时间过长，为了杜绝这种情况的发生，就需要协调好每个环节的准备工作，调整好整体节奏，以此避免在炼钢过程中对炼钢造成相应影响。
结语
钢铁行业是支撑国家建设发展的重要产业，近年来，国家将绿色发展提升至战略层面，钢铁企业加快实现绿色转型发展已成为必然要求和趋势。本文基于此，重点对钢铁生产转炉炼钢工序中降低能耗和提升煤气、蒸汽二次能源回收利用问题进行了研究，对相关技术要点进行了探讨，对转炉炼钢未来节能降耗发展方向进行了思考，以期促进钢铁生产企业进行有效节能改造，实现节能降耗，以促进我国钢铁工业的可持续发展。
参考文献：
[1]鲁淳兮.节能技术与能源结构对我国钢铁产业碳排放影响研究[D].北京：中国地质大学（北京），2017.
[2]武波，曹祎哲.针对转炉炼钢节能减耗的一些见解[J].世界有色金属，2017，13：21-22.
（作者单位：南京钢铁集团）
【关键词】转炉炼钢;节能;降耗
引言
钢铁工业是高耗能行业，耗能量占全国能耗量的10%左右。近年来，随着国家供给侧结构性改革稳步推进，钢铁行业结构发生了重大调整，高效率低成本，清洁化智能化的发展模式已成为钢铁企业实现转型发展的必要前提。转炉炼钢是钢铁生产流程中复杂工序之一，属于中间生产工序，其生产工艺复杂、设备繁多，是钢铁生产高耗能工序，也是产生二次能源的重要工序，降低此工序能源消耗和加大二次能源的回收利用，对钢铁企业实现节能降耗，降低成本有重要意义。
1国内钢铁行业的消耗情况
中国钢铁行业每年的能耗在全国总能耗中占有的比例为10%，而电力消耗在工业电耗中占有的比重是11%;新水消耗在总工业水消耗中占有的比例为9%。中国和其他钢铁强国相比较而言存在三个突出问题，即钢铁工业能耗大、二次能源的利用率低下以及国体废物利用率低等。对于整个钢铁工业能源消耗结构来讲，占主导地位的是煤炭，然后是电力，其他能源所占的比例较少。
2关于转炉炼钢工序节能降耗关键问题的分析
2.1控制能源消耗
在转炉炼钢过程，消耗的氧气与电力较多，现代化的科学技术能够操控电力和氧气的消耗，达到减少转炉炼钢能源消耗的目的。實施步骤：首先，使用副枪控制出钢动态，把终点命中率提升至更高的层次，进而把控住出钢的温度;其次，提高钢水注入精炼炉的温度和成分达标率，改良操作工艺，每个步骤都实现标准化操作，从而对精炼的点好进行操控;再次，增添新型的炼钢设备，最大程度上满足高产量、低成本、高质量以及低能耗的要求;最终，提高生产人员的技术操作水平和生产管理水平。
2.2强化二次能源的回收与利用
余热锅炉可以对转炉烟气冷却后的蒸汽进行回收，实现转炉烟气中的高温显热重复使用。基于蓄热器的高低压有机融合，回收蒸汽，此处需要注意的内容：首先，蒸汽在蓄热器夜里调节阀的作用下可以把压力固定成1兆帕，进而保障设备的正常运行，故障发生以后需要在有效时间内关闭调节阀，进而把因故障造成的损失降到最小;之后，按照实际情况可以把蓄热器的放散压力固定为1.5兆帕，在此情况下气泡压力则不会发生变化。通过以上两个步骤可对转炉的蒸汽进行高效率回收，降低生产成本。
3转炉炼钢节能降耗技术要点分析
转炉炼钢工序能耗主要生产过程直接能耗，间接能耗及回收的二次能源。节能降耗主要通过降低直接及间接能耗，实现转炉煤气及蒸汽资源的充分回收利用。
3.1降低转炉炼钢的能源消耗
转炉炼钢工序能耗中，氧气和电力消耗占比最大，通过采取相关技术措施控制氧气和电力消耗，可有效降低转炉炼钢能源消耗。主要方法有：采用副枪动态控制出钢，提高终点命中率，严格控制出钢温度;提高钢水到精炼炉的成分与温度达标率，优化操作工艺制度，开展标准化作业，控制精炼电耗;采用先进炼钢工艺设备，实现高质高产、低成本低能耗;提高生产管理水平，提高生产人员技术操作水平;实行全流程保温措施，控制温降，以稳定的工艺操作，实现全流程低温制度的运行。
3.2根据炼钢标准制定装入量
转炉冶炼中每炉次装入的金属料的总含量就是装入量，其中包括废钢量与铁水量。每座转炉都有标准的装入量，倘若装入量过多，就会出现熔池搅拌不良的现象，不能正常化渣，因此就造成了金属损失，同时在出钢工作完成时，为了确保钢包净空，就会留下很多剩钢，这些剩钢就造成了资源的浪费。除此之外，生成的炉渣比较稀很难实现溅渣护炉，这种情况则容易造成枪口堵塞，剩钢也会对下炉钢吹炼工作造成阻碍，甚至还会出现喷溅的情况。倘若装入量过少，则产量就会下降，甚至还会损害炉底，所以，把握好转炉的装入量是十分重要的，为了减少剩钢浪费，确保后续工作顺利进行，剩钢还可以通过调整废钢或铁水量确定合理的装入量，并且要与转炉本体的实际情况相结合。
3.3增强生产管理，发挥规模节能的作用
能耗与生产组织关系密切，怎样使增产幅度超过增能幅度，是当前节能降耗工作所面临的重要问题。在制定各月的生产经营计划的时候，应该下达能耗和产量指标，提高生产调度的节能意识，合格产量的提高是降低吨钢能耗的重要保证。钢铁料消耗也是影能耗的重要因素，转炉操作一定要严格按照工艺标准进行，运用“间接性双渣操作法”使得终点的命中率得以有效提高，运用控制钢水的温度控制电耗、媒气等消耗，厩成本生产提供必要条件。除此之外，还应该增强生产组织的相互协调，注重转炉冶炼、炉外精炼连铸机在线更中包、错避峰用电、钢包A 級包使用率等过程控制使得机炉匹配降低生产组织耗能。
3.4除尘系统变频改造技术要点分析
除尘系统变频改造技术也是一种重要的节能技术，主要优点：很好协调设备之间不合配问题;彻底改善负载挡板调节导致的能量损失情况;变频调节响应快，做到同工况变化同步，有助于节能优化;提升异步电机的功率因数，提升电极运转效率。此技术对于改善炼钢流程控制有实时化优势，可有效减少中间调节环节，降低能耗。此外，通过变频除尘，能提升设备稳定性，减少故障率，实现设备之间有效协调，从而改善设备之间的流转导致的能量损失。
3.5减少出钢倒炉次数与等待时间
在转炉炼钢的过程中，操作一旦失误，就会致使在吹炼的过程中，氧枪枪位过高造成炉渣发泡，以至于在出钢前就需要倒炉倒渣，产生不出钢的现象，在倒炉倒渣的过程中，转炉炼钢时温度会相应下降，打破原有计划。延长出钢时间，以至于在出钢后应进行的工序无法及时进行，造成经济损失。因此笔者认为，在炉渣发泡严重时，应采用压渣材料对炉渣及时进行处理，避免造成温度降低等不利影响。转炉出钢的过程，等待时间是导致温度降低的首要原因，而造成等待时间过长的原因包括：等样品成分与等节奏两种。等样品成分指等样时间花费过长，因此送样品的最佳时间被耽误，在对样品进行检验的流程中还会出现些许偏差，导致需要生产特殊钢种时，无法做到及时出钢。等节奏是指在转炉补充废钢导入铁水以后的后续准备时间和在吹炼过程阶段出现故障问题导致等待时间过长，为了杜绝这种情况的发生，就需要协调好每个环节的准备工作，调整好整体节奏，以此避免在炼钢过程中对炼钢造成相应影响。
结语
钢铁行业是支撑国家建设发展的重要产业，近年来，国家将绿色发展提升至战略层面，钢铁企业加快实现绿色转型发展已成为必然要求和趋势。本文基于此，重点对钢铁生产转炉炼钢工序中降低能耗和提升煤气、蒸汽二次能源回收利用问题进行了研究，对相关技术要点进行了探讨，对转炉炼钢未来节能降耗发展方向进行了思考，以期促进钢铁生产企业进行有效节能改造，实现节能降耗，以促进我国钢铁工业的可持续发展。
参考文献：
[1]鲁淳兮.节能技术与能源结构对我国钢铁产业碳排放影响研究[D].北京：中国地质大学（北京），2017.
[2]武波，曹祎哲.针对转炉炼钢节能减耗的一些见解[J].世界有色金属，2017，13：21-22.
（作者单位：南京钢铁集团）