CN103045791A - 一种增加转炉煤气回收量的方法 - Google Patents

Abstract

一种增加转炉煤气回收量的方法，属于转炉炼钢技术领域。氧枪下枪吹炼在开氧点以下，压缩空气压力0.2～0.6MPa；关闭旁通阀；风机转速为1000-1400r/min；氧气含量≤2wt%；CO含量30～100wt%；煤气柜柜位≤65000m³；下枪吹炼1.5～4分钟，以上条件全部满足，煤气开始回收。煤气柜柜位65000～80000m³；氧气含量≥2wt%；CO含量20～30wt%；三通阀故障或水逆阀故障报警；旁通阀打开；压缩空气压力≤0.2MPa；风机转速800～1000r/min；罩裙高位；转炉提枪至开氧点以上；以上条件有一条满足，则煤气放散。优点在于，将平均煤气回收时间延长1-2分钟左右，吨钢煤气回收量可提高10-20%左右。

Description

一种增加转炉煤气回收量的方法

技术领域

本发明属于转炉炼钢技术领域，特别涉及一种增加转炉煤气回收量的方法。尤其说明一种针对炼钢采用SGRP（转炉少渣炼钢工艺技术）冶炼工艺时增加转炉煤气回收量的方法。具体的说是转炉炼钢采用SGRP工艺冶炼时，对第一次提枪倒渣前（脱磷期）和倒渣后符合回收条件的转炉煤气进行自动回收，从而提高转炉煤气回收量，减少放散率。

背景技术

氧气顶吹转炉炼钢的主要化学反应为：2C+O₂=2CO，因此在转炉吹炼所产生的炉气中含有大量的CO，炉气量的大小，炉气中CO含量的高低，主要是取决于向炉内供氧量及铁水中含碳量的多少，同时也根据不同的吹炼时期有一定的变化规律。

转炉吹炼过程中产生的含有大量CO的烟气称为转炉煤气，它是属于二次能源范畴。如果将它随意放散，不仅白白的浪费了大量的能源，而且还会由于CO的有毒作用造成公害。如果将它有效地回收利用，在节能环保方面将创造出巨大价值。随着全世界能源供应的日趋紧张，环保要求日益严格，转炉煤气回收越来越受到人们的重视。

自从1962年由日本新日铁公司和川崎重工公司联合开发的第一套OG技术在户烟厂2×130吨转炉上投入运行以来，经过不断改造和完善，到1979年，日本全国平均吨钢回收煤气73.1m³，新日铁君津钢铁厂创造了113.1 m³/t的先进记录，使转炉炼钢的能耗降为负值；并在上世纪60年代末德国鲁奇公司和蒂森钢厂联合开发了转炉煤气干法（LT法）除尘技术。我国从上世纪60年代中期开始试验，并成功的实现了转炉煤气的未燃回收。

转炉煤气回收的工艺流程如图1所示，当煤气可以回收时三通阀通向水封逆止阀的一方打开，通向放散烟囱的一方关闭，煤气由风机经过三通阀进入水封逆止阀，然后经V型水封，煤气柜入柜水封进入煤气柜内储存，供用户使用。

当不回收煤气的时候，三通阀通向水封逆止阀的一方关闭，通往放散烟囱的一方打开，转炉煤气便经由三通阀进入放散烟囱，由点火器点火后燃烧放散。

由设置在风机后、三通阀前的煤气取样分析系统，随时对煤气取样，分析CO和O₂的含量，当成分合格可以回收时，便将信号传给三通阀和水封逆止阀，通过执行机构使其动作，由放散转为回收。

值得一提的是，目前转炉煤气普遍采用激光分析仪，激光分析仪具有误差小，反应时间短（＜1S）等优点，为转炉煤气的安全、充分回收创造了有利条件。

氧气转炉在整个冶炼过程中，碳和氧的化学反应可以分为三个阶段，即前期、中期、后期。吹炼前期碳的氧化速度比较慢，所以烟气中CO含量较少，随着温度的升高，冶炼中期出现碳氧的剧烈反应，炉气中的CO含量逐渐增高，炉气量也随之增加达最大值。图2和图3是正常冶炼炉次转炉烟气中CO和O₂的变化情况。从图中可以看出在转炉吹炼至2min左右，炉气中O₂含量降至1.5%以下，吹炼至2.5min左右CO含量达到30%，至吹炼14分钟以后O₂含量降至1.5%以上，CO含量降到30%以下，大多数炉次在吹炼2.5分钟至14分钟时间段内煤气满足回收条件。

由于在转炉吹炼间隙期间，风机仍然处于低速运转状态，因此在整个转炉烟气净化系统中充满了空气，在转炉吹炼开始后需要有一段时间才能将系统内的空气驱赶干净，其所需时间的长短，可以根据整个系统的几何容积及风机的吸风量计算，也可以用风机出口处的CO和O₂分析仪检测值来确定。在吹炼前期是升罩操作，加大空气系数是炉气燃烧，这一段时间被称为前烧期，当烟气净化系统中的空气被全部清除后方可降罩群，准备回收。

在吹炼后期，由于钢水中碳已经不多，炉气中CO含量下降，将罩群升起使炉气充分燃烧，这一段时间被称为后烧期。

为了保证煤气回收的安全，避免烟气中CO和O₂含量同时满足爆炸条件发生爆炸，在煤气回收的前后，罩群的升降一定要保证前烧期和后烧期。

图4和图5是SGRP冶炼炉次转炉烟气中CO和O₂的变化情况，从图中可以看出在脱磷期吹炼过程中CO含量最高达到53%，吹炼5分钟其中有4分钟O₂含量在1.5%以下、CO在30%以上；第二次吹炼过程中CO含量最高达到75%，吹炼10.5分钟其中有9.7分钟O₂含量在1.5%以下、CO在30%以上，具有很高的回收价值。

普通双渣炉次一般在吹炼至3分钟左右提枪倒渣，倒渣前由于煤气不满足回收条件或满足回收条件时间太短，这部分煤气要放散，转炉SGRP冶炼工艺是首钢的专有技术，转炉炼钢在采用SGRP工艺冶炼时，吹炼至5分钟左右，进行第一次提枪倒渣，这段吹炼时间称为脱磷期，有50～80%的炉次，在脱磷期吹炼过程中，有1～2.5分钟的时间内转炉煤气中CO含量在30%以上，氧气含量在1.5%以下，符合煤气回收条件。如果这部分煤气不回收造成能源的浪费，本发明就是通过工艺技术改进，将转炉SGRP工艺冶炼第一次和第二次吹炼过程中产生的煤气安全充分地回收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增加转炉煤气回收量的方法。解决第一次提枪倒渣前（脱磷期）和倒渣后将符合回收条件的转炉煤气进行自动安全回收的问题。

为了将转炉炼钢采用SGRP工艺冶炼的炉次第一次提枪前和倒渣后符合回收条件的转炉煤气充分回收、保证回收煤气中的氧含量不超标和回收设备的运行安全，本发明通过自动控制程序实现对SGRP法冶炼的炉次符合回收条件的转炉煤气的自动回收。

具体方法步骤及参数如下：

1、第一次降枪自动回收条件：

氧枪下枪吹炼在开氧点以下，罩裙为低位，检查三通阀和水逆阀无故障报警；压缩空气压力0.2～0.6MPa；关闭旁通阀；风机转速为1000-1400r/min；氧气含量≤2wt%；CO含量30～100wt%；煤气柜柜位≤65000m³；下枪吹炼1.5～4分钟，以上条件全部满足，煤气开始回收。

在第一次降枪回收过程中，如果开吹后2.5～4分钟内因不满足回收条件而转为放散，之后无论能否满足回收条件都不再回收。

2、第一次降枪自动放散条件：

煤气柜柜位65000～80000m³（柜位上限）；氧气含量≥2 wt %；CO含量20～30 wt %；三通阀故障或水逆阀故障报警；旁通阀打开；压缩空气压力≤0.2MPa；风机转速800～1000r/min；罩裙高位；转炉提枪至开氧点以上。

以上条件有一条满足，则煤气放散。

3、第二次降枪自动回收条件：

氧枪下枪吹炼在开氧点以下，罩裙为低位，检查三通阀和水逆阀无故障报警；压缩空气压力0.2～0.6 MPa；关闭旁通阀；风机转速为1000-1400r/min；氧气含量≤2wt%；CO含量30～100wt%；煤气柜柜位≤65000m³，以上条件全部满足，煤气开始回收。

如果煤气回收过程中因煤气柜柜位达到65000～80000m³转放散后，再次开始回收煤气需煤气柜柜位＜65000m³，且其他回收条件都满足，在第二次降枪回收过程中，如果开吹后11分钟内不满足回收条件而转为放散，之后无论是否满足回收条件都不再回收煤气。

4、第二次降枪自动放散条件：

煤气柜柜位到65000～80000m³；氧气含量≥2 wt %；CO含量20～30wt %；三通阀故障或水逆阀故障报警；旁通阀打开；压缩空气压力≤0.2MPa；风机转速800～1000r/min；罩裙高位；转炉提枪至开氧点以上。

以上条件有一条满足，则煤气放散。

本发明的优点在于：将采用SGRP冶炼炉次的平均煤气回收时间延长1-2分钟左右，吨钢煤气回收量可提高10-20%左右，并且确保回收煤气和回收过程的安全稳定。

附图说明

图1为转炉煤气回收系统工艺流程图。其中，煤气管道1，风机2，消声器3，三通阀4，水封逆止阀5， V型水封6，放散烟囱7，去煤气柜管道8。

图2 为正常冶炼炉次烟气中O₂变化情况示意图。

图3为正常冶炼炉次烟气中CO变化情况示意图。

图4为SGRP冶炼炉次烟气中O₂变化情况示意图。

图5为SGRP冶炼炉次烟气中CO变化情况示意图。

具体实施方式

实施例1

炉次为2P05486：

1.该炉钢吹炼至2′36″时，氧枪下枪吹炼在开氧点以下，罩裙为低位，三通阀和水逆阀无故障报警；压缩空气压力为0.493MPa；旁通阀在关闭状态；风机转速为1350r/min；氧气含量0.08wt%；CO含量37.2wt%；煤气柜柜位60100m³；下枪吹炼2.6分钟，以上条件满足第一次降枪煤气自动回收条件，自动开始回收煤气。

2.吹炼至4′35″时，氧枪下枪吹炼在开氧点以下，罩裙为高位，三通阀和水逆阀无故障报警；压缩空气压力为0.460MPa；旁通阀在关闭状态；风机转速为1350r/min；氧气含量0.06wt%；CO含量42.1wt%；煤气柜柜位63600m³。因罩群在高位，满足第一次降枪煤气自动放散条件，煤气自动转放散。第一次降枪吹炼4′45″，回收煤气1′59″。

3.提枪倒完渣，再次降枪吹炼至5′49″时，氧枪下枪吹炼在开氧点以下，罩裙为低位，三通阀和水逆阀无故障报警；压缩空气压力0.472MPa；旁通阀在关闭状态；风机转速为1350r/min；氧气含量0.17%；CO含量41.6wt%；煤气柜柜位61100m³，以上条件满足第二次降枪自动回收条件，自动开始回收煤气。

4.吹炼至9′20″时，氧枪下枪吹炼在开氧点以下，罩裙为低位，三通阀和水逆阀无故障报警；压缩空气压力为0.473MPa；旁通阀在关闭状态；风机转速为1350r/min；氧气含量0.05wt%；CO含量48.3wt%；煤气柜柜位70000m³。因煤气柜柜位达到70000m³，满足第二次降枪煤气自动放散条件，煤气自动转放散，在该炉钢其余吹炼过程中，煤气柜位没有再满足回收条件，其余煤气放散，。第二次降枪吹炼过程中回收煤气3′31″。

实施例2

炉次为1O07321：

1.该炉钢吹炼至2′46″时，氧枪下枪吹炼在开氧点以下，罩裙为低位，三通阀和水逆阀无故障报警；压缩空气压力为0.466MPa；旁通阀在关闭状态；风机转速为1300r/min；氧气含量0.04wt%；CO含量47wt%；煤气柜柜位30900m³；下枪吹炼2.77 min，以上条件满足第一次降枪煤气自动回收条件，自动开始回收煤气。

2.吹炼至5′52″时，氧枪下枪吹炼在开氧点以下，罩裙为高位，三通阀和水逆阀无故障报警；压缩空气压力为0.459MPa；旁通阀在关闭状态；风机转速为1300r/min；氧气含量0.04wt%；CO含量46.5wt%；煤气柜柜位33400m³。因罩群在高位，满足第一次降枪煤气自动放散条件，煤气自动转放散。第一次降枪吹炼5′52″，回收煤气3′06″。

3.提枪倒完渣，再次降枪吹炼至6′30″时，氧枪下枪吹炼在开氧点以下，罩裙为低位，三通阀和水逆阀无故障报警；压缩空气压力0.462MPa；旁通阀在关闭状态；风机转速为1300r/min；氧气含量0.27%；CO含量40.6wt%；煤气柜柜位32200m³，以上条件满足第二次降枪自动回收条件，自动开始回收煤气。

4.吹炼至13′6″时，氧枪下枪吹炼在开氧点以下，罩裙为低位，三通阀和水逆阀无故障报警；压缩空气压力为0.458MPa；旁通阀在关闭状态；风机转速为1300r/min；氧气含量0.08wt%；CO含量25wt%；煤气柜柜位387000m³。因CO含量降至25wt%，满足第二次降枪煤气自动放散条件，煤气自动转放散，因该炉钢吹炼时间已经大于11 min，其余煤气不再回收。第二次降枪吹炼过程中回收煤气6′36″。

Claims (3)

1.一种增加转炉煤气回收量的方法，其特征在于，工艺步骤及参数如下：

1）第一次降枪自动回收条件：

氧枪下枪吹炼在开氧点以下，罩裙为低位，检查三通阀和水逆阀无故障报警；压缩空气压力0.2～0.6MPa；关闭旁通阀；风机转速为1000-1400r/min；氧气含量≤2wt%；CO含量30～100wt%；煤气柜柜位≤65000m³；下枪吹炼1.5～4分钟，以上条件全部满足，煤气开始回收；

2）第一次降枪自动放散条件：

煤气柜柜位65000～80000m³；氧气含量≥2 wt %；CO含量20～30wt %；三通阀故障或水逆阀故障报警；旁通阀打开；压缩空气压力≤0.2MPa；风机转速800～1000r/min；罩裙高位；转炉提枪至开氧点以上；以上条件有一条满足，则煤气放散；

3）第二次降枪自动回收条件：

氧枪下枪吹炼在开氧点以下，罩裙为低位，检查三通阀和水逆阀无故障报警；压缩空气压力0.2～0.6 MPa；关闭旁通阀；风机转速为1000-1400r/min；氧气含量≤2wt%；CO含量30～100wt%；煤气柜柜位≤65000m³，以上条件全部满足，煤气开始回收；

4）第二次降枪自动放散条件：

煤气柜柜位到65000～80000m³；氧气含量≥2 wt %；CO含量20～30wt %；三通阀故障或水逆阀故障报警；旁通阀打开；压缩空气压力≤0.2MPa；风机转速800～1000r/min；罩裙高位；转炉提枪至开氧点以上，；以上条件有一条满足，则煤气放散。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1）第一次降枪回收过程中，当开吹后2.5～4分钟内因不满足回收条件而转为放散，之后无论能否满足回收条件都不再回收。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤3）煤气回收过程中因煤气柜柜位达到65000～80000m³转放散后，再次开始回收煤气需煤气柜柜位＜65000m³，且其他回收条件都满足，在第二次降枪回收过程中，当开吹后11分钟内不满足回收条件而转为放散，之后无论是否满足回收条件都不再回收煤气。

Images