降低炼钢工序能耗的实践方法探讨

陈敏宏

陕钢集团龙门钢铁有限责任公司，陕西 渭南 715405

摘要：介绍了龙钢公司今年来在炼钢工序节能降耗中，在管理方法创新、工艺结构改进、技术改造等方面所采取的一系列措施以及所取得的成效。

关键词：炼钢工序能耗；管理节能；工艺结构节能；技术节能

引言

陕钢集团龙门钢铁有限责任公司为落实国家“双碳”战略，立足新发展阶段，贯彻新发展理念、构建新发展格局，围绕“工序能耗达标”目标任务，以“管理节能、结构节能、技术节能”为抓手，持续深化能效对标，以能源分级管控和能源绩效评价体系为载体，推进能源消费定额，以碳排放受控、清洁生产体系达标为目标，促进绿色转型发展，强化能源过程管控，实现能源效益最大化。

以下为炼钢能源管理思路，首先对各单项（重点）指标分管理节能措施和技术技能措施进行落实管控。

1 电耗的管理

1.1 管理节能方面

1.1.1 建立《大型设备启停管理制度》。由电耗主管和能源组共同监督，由能源调度负责落实执行。

1.1.2 每天对电耗进行统计分析，对用电浪费现象进行检查通报。

1.1.3 对电耗进行同期对比、与内部最好水平对比、与兄弟单位对标、与行业先进水平对标。

1.1.4 对炼钢各部位用电量进行分析，找出重点用电部位，重点采取措施。

1.2 技术节能方面

实施了“一次二次风机的自动节能模式”。在转炉打到“炉后”开关出钢时，一次二次开始降速至25HZ运行；在打到“炉后”开关5分钟后，一次二次开始提速至高速45HZ运行；下枪信号后540秒（吹炼中期和吹炼后期）时，一次二次风机开始降低转速至30HZ运行。

2 转炉煤气消耗的管理

2.1 在管理节能方面

2.1.1 对钢包的寿命设立目标，进行分析：

2.1.2 对每个烘烤器的煤气消耗量进行统计分析：

2.1.3 对各连铸机中间包的寿命设立目标，进行统计分析：

2.2 在技术节能方面

实施了《蓄热式钢包智能烘烤》项目。对钢包烘烤分4个阶段，4个阶段实现自动调节，既保证了钢包的烘烤温度，又可以降低转炉煤气的空耗。

3氮气的管理

3.1 在管理节能方面

3.1.1 对落料口氮封的流量标准规定为1800m3/h。与氧枪下枪信号联锁。

3.1.2 从工艺操作调节方面，优化入炉料配比，降低炉渣粘度，节约溶剂消耗，又可以缩短溅渣护炉的时间，节约了氮气的消耗量。

3.2 在技术节能方面

3.2.1 针对不同钢种、不同入炉料配比建立不同的转炉底吹模式。可以缩短吹炼时间，同时使底吹的氮气消耗更加科学。

3.2.2 对转炉底吹对转炉冶炼的效果进行不断评估分析（数据来源于喷溅返干系统）。

4 氧气消耗的管理

4.1 在管理节能方面

规范氧气总管压力和氧气工作压力调节标准。压力≧1.45mpa,工作压力调节＜0.8mpa。

4.2 在技术节能方面

对氧枪枪头的喉口尺寸D1和D2以及喉口角度进行改进，既提高了供氧压力，提高了出钢碳，又可以节约氧气消耗量，同时还会减少co的燃烧，提高煤气回收量。

5 对氧气消耗和入炉料配比进行数据分析

5.1 装入量与氧气消耗分析

从取得的300组数据中分析，铁水与废钢装入量分别集中在112-116吨、35-38吨，但从氧气单耗来看，铁水与废钢的装入量并不是影响氧气单耗的主要原因。

5.2 出钢量与氧气消耗分析

出钢量直接影响氧气消耗指标，出钢量越大，氧气消耗越少，而影响出钢量的主要因素是喷溅、渣中带铁量，需要从转炉操作过程进行控制。

5.3 氧气压力、冶炼周期与氧气消耗分析：

氧气压力集中分布在0.9-0.95MPa，从氧气消耗中分析，氧气压力的大小不是影响氧气消耗的关键因素；冶炼周期的长短是影响氧气消耗的直接因素，而铁水的温度、成分，废钢配比，出钢温度、成分是影响冶炼时间的关键因素。

5.4 铁水温度、成分、出钢温度、成分与氧气消耗分析

铁水温度与氧气消耗呈微弱的反比关系，铁水温度越高，氧气消耗越少，但铁水温度并不是影响氧气消耗的主要因素；由图7分析，出钢温度与氧气消耗呈明显正比关系，出钢温度越高，氧气消耗越大，同时与图5对应，出钢温度越高，冶炼周期也就越长，氧气消耗越多。

6 软水的消耗管理

6.1管理节能方面

6.1.1 除氧器温度必须达到102-108度，保证锅炉水除氧效果、温度。

6.1.2 每班统计蒸汽供发电返回的蒸馏水量，返水率必须达到75%以上。

6.2 技术节能方面

6.2.1实施了《供发电蒸汽冷凝水的回收再利用》。节约了软水的消耗量。

6.2.2实施了《烧结烟气冷却脱盐水的回收二次利用》，既解决了烧结烟气冷却水质差的问题，同时又解决了炼钢软水进入除氧器需要加热的问题，减少了除氧器蒸汽的消耗量。

6.2.3实施了《脱盐水的集中监控》项目。对每个用水点的水量自动统计分析。

7 蒸汽回收方面

7.1 管理节能方面

每天对各炉座的蒸汽回收数量和软水使用量进行统计分析，形成水汽比数据。判断分析锅炉的运行情况。

7.2 技术节能方面

7.2.1 对除氧器加热蒸汽实施了《自动温控调节技术》，设定为102度-108度。确保除氧器的除氧效果和锅炉进水温度。

7.2.2 实施了《转炉蒸汽回收后发电、并网、放散的自动调节技术。

（1）设定汽包放散压力2.03mpa。（汽包安全阀压力为2.5mpa，该放散压力的设定是经过多次测试，目的是为了保证汽包安全阀不会因为外界压力升高而起跳，导致蒸汽放散外排。）

（2）设定汽包压力达到1.90Mpa时并管网蒸汽阀门开度为80%；汽包压力达到1.95Mpa时并网阀门开度为100%。（该压力设定经过多次测试，目的是为了保证蒸汽发电的压力和汽包不会因压力过高而放散）

（3）蓄热器进入发电的蒸汽调节阀压力设定为1.8mpa开启，确保供入发电的压力不低于1.8mpa。保证了供给发电的余热蒸汽压力，提高了发电量。

8煤气回收方面

8.1 在管理节能方面

8.1.1 严格要求执行降罩操作。

8.1.2 执行好一次除尘系统定检修，保证煤气的纯净度、系统无漏风现象，同时定期检查激光分析仪的透过率。

8.2 在技术节能方面

8.2.1 “一次除尘重锤喉口三6阶段调节模式”。 即喉口设定6个位置：230mm、180mm、120mm、110mm、100mm、90mm，分别与吹炼时间130秒、180秒、280秒、360秒、500秒、630秒对应。

8.2.2 适时调整煤气回收的参数设置。设定氧含量1.5%、co含量5%为煤气回收条件。提高煤气回收量。

8.3.3 实施了《炉口微正压技术》。保证了co不被燃烧，提高转炉煤气回收量，同时也解决了烟气温度高所导致的吸烟效果差的问题。

8.3 在结构节能方面

8.3.1 炉后增钢项目

8.3.2 实施了《铁钢一罐制改造》。

8.3.3 大包全程加盖项目：

8.3.4 提高中间包烘烤温度至950℃-1000℃，降低了换包出钢温度。

9 实施后效果

实施各项措施后，炼钢工序能耗由-18.3kgce/t 降低到-30.14kgce/t;蒸汽回收由73.13公斤/吨提升至现在的105kg/t以上；煤气回收由123.3m3/t提升至131.72m3/t;电耗由32.22kwh/t降低至现在的23.82kwh/t;脱盐水消耗由0.21m3/t下降到在的0.15m3/t。

10 结语

综上，陕西龙门钢铁有限责任公司企业积极践行碳达峰、碳中和，以推动集团绿色低碳高质量发展为核心，加快能源消耗低碳化转型，全面提高能源利用效率，努力构建清洁低碳、安全高效的能源体系，强化节能管理，创新用能模式，实施了一系列方法简单、却效果显著的“接地气”能源管控措施、实施了一批实效性很强的节能项目，大幅度降低了炼钢的工序能耗，为钢铁企业的高质量发展提供有力支撑。