達 吉
（南京鋼鐵股份有限公司第一煉鋼廠，江蘇 南京 210035）
摘 要：本項研究以第一煉鋼廠為例，從工藝、技術和管理三個角度著手，構建相應對策，以期實現提高第一煉鋼廠轉爐煤氣回收率的目標，進而最大程度的降低第一煉鋼廠的生產成本和污染物排放量，展現理想的環境保護和生產成果。
關鍵詞：轉爐；煤氣回收率；提高；方法
眾所周知，在鋼鐵企業實際生產階段，轉爐煤氣的作用不言而喻，作為企業發展的一種重要能源，采取有效措施，逐步強化企業轉爐煤氣回收率，不僅能夠提升企業的經濟效益，在一定程度上，也能夠減少企業對環境的污染程度。但需要注意的是，轉爐煤氣回收系統設備帶有復雜性特點，且管線較長，在運行階段容易受多重因素的影響，無形中增加了轉爐煤氣回收率的提升難度。基于此，文章從工藝、技術和管理三個層面著手，針對性構建相應策略，以期為后續工作夯實基礎，從源頭上提升企業轉爐煤氣回收率。
1 工藝對策
1.1 掌握各階段煤氣回收控制參數信息，完善轉爐煤氣回收控制模型
從轉爐煉鋼吹煉時間看，主要分三個時間階段，即：吹煉前期階段、吹煉中期階段和吹煉末期階段，不同吹煉階段的反應機理存在明顯的差異性，且不同吹煉階段的一氧化碳生成量也存在明顯區別，基于此，相關人員要掌握不同吹煉階段煤氣回收控制參數信息。
針對碳氧反應劇烈程度及煤氣濃度曲線，修改爐口微差壓與二級文氏管環縫實時聯動調節自動控制模型。
第一，在吹煉前期階段，鐵水溫度低，硅和錳含量較高，熔池中存在的氧氣在與硅和錳發生反應后，生成少量的一氧化碳，此時，在轉爐爐口存在較大的負壓，故工作人員要在保證風機良好運行的前提下，減少風機引風量，調低二級文氏管環縫的開口度，并對爐口微差壓進行調整，確保不超過 20 Pa 的微正壓為宜，以避免爐口負壓吸入空氣二次燃燒，增加煙氣內一氧化碳含量，降低氧含量，將煤氣回收開啟時間盡可能提前。
第二，在吹煉中期階段，會出現較為劇烈的碳氧反應，此時無論是煤氣內一氧化碳的濃度，還是一氧化碳的生成量，皆會達到峰值。基于此，相關工作人員要增加風機引風量，同時在確保除塵效果的前提下盡可能釋放二級文氏管環縫的開度，最大程度的對煤氣進行回收，以免對環境產生惡劣影響。
第三，在吹煉末期階段，熔池內的碳含量會顯著下降，碳氧反應強度也明顯降低，一氧化碳濃度迅速下降。此時相關工作人員應對風機引風量進行調整，同時適量減小二級文氏管環縫的開度，一方面減少一氧化碳在裙罩內部的燃燒，降低煙氣內部氧含量，延長煤氣回收時間。
1.2 科學進行降罩處理操作
在不同的吹煉階段，工作人員通過有效的降罩操作，通過將煙罩降到最低位，來防止煙氣外溢和空氣吸入情況的出現，進而優化轉爐煤氣回收效果。同時，工作人員還需對供氧機制進行持續的完善，并對氧槍槍位科學進行控制，規避二次倒爐問題的出現，提升轉爐煤氣回收量。
1.3 科學控制爐口微差壓
轉爐運行階段，煤氣回收情況和回收煤氣單位熱量息息相關，基于此，相關工作人員要重視爐口微差壓，采取有效措施，實現對爐口微差壓的控制，進而回收和利用轉爐煤氣，減少煙塵外溢情況的出現，降低其對環境的影響。從實際生產活動來看，回收煤氣瞬時量與回收煤氣單位熱值與爐口微差壓存在直接關系，同時，鋼廠普遍會應用精密儀器實現對爐口微差壓的檢測，精密儀器很容易受到安裝方法、安裝地點和環境因素的影響，導致測量數據準確性不盡人意，無法保證煤氣回收質量。基于此，相關工作人員要綜合考慮流量波動、爐口煙氣逸出情況和回收中一氧化碳含量變化，進而在第一時間內實現對微差壓的調整目標。
2 技術對策
2.1 對二級文氏管環縫進行技術改造
第一，對二級文氏管環縫的重砣進行改造方面，由原來的流線型改為圓錐形，使得二文環縫的線性調節性能更加，配合爐口微差壓的實時調整效果更好。
第二，環縫控制模式改造方面，優化液壓控制閥路，增加比例放大板，提高液壓系統響應速度與精度，根據爐口微差壓的變化可實現更為精準的調節。
第三，在噴嘴改造方面，將原有的螺旋噴嘴改為碗型噴嘴，不僅解決了易結垢堵塞的問題，而且覆蓋效果更好，在環縫釋放進行大流量煤氣回收的前提下仍然達到了很好地除塵效果。
2.2 確保煤氣洗滌水穩定供水
在鋼廠轉爐實際運行階段，若長時間處于高溫環境或氣溫過高，煤氣洗滌水的溫度則會發生相應變化，超出規定值，在一定程度上，衍生回收煤氣溫度超標情況，使轉爐系統出現嚴重的結構問題。故有必要增加數量適宜的冷卻塔，在降低煤氣洗滌水溫度的同時，還能夠對轉爐系統的結構問題進行優化和改善。
2.3 優化一次除塵風機
除塵風機由液力耦合器調速控制改造為采用高壓變頻器智能控制后，改善工藝過程，根據工藝需求自動調節風量，同時提高了生產工藝自動化程度，實現除塵風機自動調節。變頻器自身保護功能完善，同原有的繼電保護相比較，保護功能更多，更靈敏，大大加強了對電機的保護。通過軟啟動，延長了風機的使用壽命和維修周期，提高了風機的利用時率。重新與鼓風機制作專業廠家一道對風機能力進行了一次優化，在同樣風量的情況下將風機的全壓提升了 2 kPa 以上，這樣一來可以在保證除塵效果的前提下進一步對二級文氏管的環縫進行釋放，煤氣回收期的煙氣量平均增加了 10%，穩定在 110000 Nm3/h 以上。改造爐口微差壓吹掃系統，每爐結束后提升吹掃效果，保證微差壓裝置的靈敏性，為二文環縫的靈敏實時調節創造條件。另外不斷改善工藝過程，根據工藝需求完善自動調節風量的自動化參數設置，同時提高了生產工藝自動化程度，實現除塵風機自動調節。
2.4 保證系統除塵效果
第一，在噴淋水系統改造方面，可舍棄嚴重影響噴水量和霧化效果的碗型一文噴嘴，轉而應用螺旋型洗滌塔噴嘴，減少噴嘴堵塞問題的出現。同時，一般來說，二文噴嘴由于孔徑較大，影響霧化效果和除塵率，故相關人員可針對性對二文噴嘴的孔徑進行調節，確保噴水壓力正常，進而獲得理想的除塵效果。同時，相關人員也可通過配備煤洗水過濾裝置，降低噴淋系統堵塞發生率。
第二，在濕旋脫水器改造方面，針對轉爐運行階段存在的設計不合理、容易衍生煤氣含塵量大、風機轉子不平衡等情況的濕旋脫水器，可對其下部進行局部封堵，對其上部進行封蓋隔板，以此獲得理想的脫水效果。
3 管理對策
3.1 加強計量管理
通常情況下，計量數據和煤氣回收工作實際效果直接相關，在轉爐具體運行和生產階段，受管道積灰堵塞、氣摻比變化等因素影響，計量數據的準確性會發生變化。基于此，為保證爐口微差壓，二文壓差，煤氣含量分析儀等計量數據的準確性、真實性和全面性，獲得理想的煤氣回收效果，相關人員有必要對計量管理工作加以重視，同時，需重視管道取樣等檢查工作的開展。
3.2 加強安全管理
在轉爐運行階段，會產生大量的轉爐煤氣，從轉爐煤氣的特點來看，易燃易爆、無色無味且存在劇毒，在一定程度上，也增加了轉爐煤氣回收工作的難度和危險性。基于此，相關人員在轉爐煤氣具體回收階段，要加強安全管理力度，秉持安全意識，明確轉爐煤氣回收的安全操作規范。同時，鋼廠企業也要定期構建培訓活動，鼓勵工作人員參與其中，逐步提升安全操作能力和技能水平。另外，企業還需對現場的一氧化碳檢測報警設備定期進行維護，構建突發事件處理方案，最大程度的保障工作人員和生產設備的安全。
3.3 完善設備本質安全管理
針對煤氣回收的安全性，對設備本質安全進行優化完善。廠房內部定點設置固定式煤氣報警儀，結合轉爐高層人員位置管控系統，掌握現場生產及人員具體情況，保證安全。廠房外部，煤氣回收閥組采用單控系統控制，確保停電停氣狀態下，自動將煤氣回收轉向放散，防止因回收閥組不能及時動作而將不合格的煤氣送至煤氣柜，確保煤氣回收安全。
4 結 語
總而言之，文章從工藝、技術和管理角度出發，通過控制轉爐煤氣回收控制參數、及時排除轉爐煤氣回收隱患、加強計量管理、安全管理等方式，構建提高第一煉鋼廠轉爐煤氣回收率的方案，以期為后續相關企業生產活動提供參照。
參考文獻
［1］張娟，郭啟超，李永輝，等.提高轉爐干法煤氣凈化回收系統的煤氣回收率的研究［J］.冶金動力，2017，（3）：49-51.
［2］喻春旭.淺析寧鋼轉爐煤氣回收率提升空間和轉爐煤氣系統工藝設備改良的可行性［J］.建筑工程技術與設計，2017， （33）：32.
［3］王蕾.基于 CS3000DCS 的轉爐煤氣回收控制系統研制［D］. 大連：大連理工大學，2015：87.
［4］孔彥虎，韓衛國，李昕.基于 AB_ControlLogix 系統實現轉爐煤氣回收自動化系統建設［J］.工業儀表與自動化裝置，2019， （4）：99-102.