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3宝钢转炉炼钢节能与环保的实践


宝钢转炉炼钢节能与环保

宝钢股份炼钢厂 二0一0年四月

内容提纲
宝钢转炉炼钢简介 宝钢转炉负能炼钢的实践 宝钢转炉炼钢资源利用与环保的实践 宝钢转炉炼钢节能与环保的展望

内容提纲
宝钢转炉炼钢简介 宝钢转炉负能炼钢的实践 宝钢转炉炼钢资源利用与环保的实践 宝钢转炉炼钢节能与环保的展望

宝钢转炉炼钢简介

宝钢股份炼钢厂的变迁
宝钢股份炼钢厂 宝钢股份炼钢厂 宝钢股份炼钢厂

一 炼 钢

二 炼 钢

电 炉 炼 钢

一 炼 钢

二 炼 钢

电 炉 炼 钢

一 炼 钢

二 炼 钢

罗 泾 炼 钢

1998年4月 年 月

2009年10月 年 月
炼钢厂 钢

2010年4月 年 月
炼钢厂 股份炼钢厂

宝钢转炉炼钢简介

主要设备投产日期(一炼钢) 主要设备投产日期(一炼钢)
单元 工程 主体设备 铁水预处理 300t转炉×3 一期 精炼RH 模铸 整脱模 板坯连铸机×2 300t 二期 精炼KIP/CAS 连铸精整 2RH 技改 1LF炉 宽厚板连铸机 转炉脱磷 ESM铁水包脱硫 4RH 2LF炉 钢水671万 吨,连铸坯 400万吨, 800万吨 钢锭248.5 万吨 1985年9月 一、二期工程总体 设备从日本新日铁 全套引进,建成时 具有八十年代初世 界先进水平。 设计能力 实际能力 投产日期 备 注

1989年7月 1999年7月 1999年12月 2004年12月 2002年11月 2005年5月 2007年9月 2007年8月

宝钢转炉炼钢简介

主要设备投产日期(二炼钢、电炉) 主要设备投产日期(二炼钢、电炉)
单元 工程 主体设备 铁水预处理 250t转炉×2 精炼RH-KTB、IR-UT 板坯连铸机×2 250t转炉×1 技改 RH-MFB LF炉 板坯连铸机×1 ESM铁水包脱硫 150t超高功率直流电弧炉 精炼LF炉、VD炉 圆(方)坯连铸机 150t超高功率交流电弧炉 精炼LF炉、VOD炉 大方坯连铸机 4#连铸机 设计产能 280万吨 设计能力 实际能力 投产日期 备 注 三期主体工程主要 由国内设计制造。 钢水300万 吨,连铸坯 400万吨 288万吨

三期

1998年4月

250t

2006年12月 2006年11月 2006年11月 2006年12月 2009年6月

二炼钢挖潜改造项 目

三期 电炉 技改

钢 水 100 万 吨,连铸坯 96万吨 钢 水 104.2 万吨,连铸 坯100万吨

128万吨

1996年12月

三期主体工程主要 由国内设计制造。

2008年4月

长材项目

宝钢转炉炼钢简介

一炼钢生产工艺流程
RH-MFB

铁水包脱硫
高 炉 铁 水
前扒渣

连铸 板坯 厚板 连铸

热轧厂

1#LF RH-OB
KIP/CAS

TDS 铁水预 处理

受铁

扒渣
转炉

厚板厂

倒 渣

4#RH 2#LF 模铸 钢锭

(BRP)

初轧厂

废钢

宝钢转炉炼钢简介

二炼钢生产工艺流程
铁水包脱硫
前扒渣

受铁 高炉 铁水 脱硅 脱磷 脱硫
后扒渣

扒渣 转炉
(BRP)

RH-KTB IR-UT 5#RH 板坯 连铸 热轧厂

废钢 倒渣

3#LF

宝钢转炉炼钢简介
300t转炉设备主要规格参数 300t转炉设备主要规格参数
转炉类型 公称容量 转炉数量 氧枪类型 最大供氧流量 底吹风口类型 底吹气体种类 底吹气体流量 底吹风口数量 烟气处理系统 铁合金料仓数量 副原料料仓数量 挡渣方式 顶底复吹 300t 3 5孔 80000Nm3/min MHP Ar, N2 0.01~0.25Nm3/(min.t) 6 OG 12×3 13×3 挡渣镖

宝钢转炉炼钢简介
250t转炉设备主要规格参数 转炉设备主要规格参数
转炉类型 公称容量 转炉数量 氧枪类型 最大供氧流量 底吹风口类型 底吹气体种类 底吹气体流量 底吹风口数量 烟气处理系统 铁合金料仓数量 副原料料仓数量 挡渣方式 顶底复吹 250t 3 5孔 72000Nm3/h MHP Ar, N2 0.005~0.15Nm3/(min.t) 6 LT 20+18 14×3 挡渣镖

宝钢转炉炼钢简介
26.0 24.0 22.0 20.0 18.0 16.0

炼钢厂历年钢产量(百万吨) 炼钢厂历年钢产量 ( 百万吨)
16.29 14.52 15.68 14.93

EAF 250t 300t
10.5 8.6 7.0 7.3 8.2 7.7 11.3 11.0 11.5 11.6

14.07 11.5 11.87

钢 产 量 (百 万 吨 )

14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 0.4 2.5 3.2 3.5 3.7 3.9 4.7 6.5

98

99

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

年为一炼钢单元数据, 年后为三个炼钢单元合计数据 包括电炉炼钢)。 年后为三个炼钢单元合计数据( 注:85~97年为一炼钢单元数据,98年后为三个炼钢单元合计数据(包括电炉炼钢)。 ~ 年为一炼钢单元数据

宝钢转炉炼钢简介
3500 3000
9248

炼钢厂历年人均产钢量(吨/年.人)
10613

12000

10000
8950 8290 7883 7728

2500
7278

8000

定员 员(人)

2000 1500 1000 500 0
198

6955

7363 5458

6 2 01 6146 5719

6182

5889 5672 4 971

6000

4000
3236 1916

1484 1230 103312281320

2000

0

85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 粗钢量 定员 人均产量

2009年转炉产钢1383.92万吨(不含电炉),人均钢产量首次突破10000吨。

内容提纲
宝钢转炉炼钢简介 宝钢转炉负能炼钢的实践 宝钢转炉炼钢资源利用与环保的实践 宝钢转炉炼钢节能与环保的展望

宝钢转炉负能炼钢的实践

转炉工序负能炼钢的含义

转炉工序负能炼钢指转炉工序能源的消耗量与能源的 回收量之差为负值, 回收量之差为负值,即转炉工序回收的能源多于消耗 的能源。 的能源。 转炉工序能源消耗部分由焦炭、 转炉工序能源消耗部分由焦炭、电、水、蒸汽、氧气、 蒸汽、氧气、 氮气、氩气和煤气等能源介质构成; 氮气、氩气和煤气等能源介质构成;转炉工序能源回 收部分由转炉煤气和蒸汽构成。 收部分由转炉煤气和蒸汽构成。 提高转炉工序负能炼钢水平:降低转炉工序能源消耗, 提高转炉工序负能炼钢水平:降低转炉工序能源消耗, 提高煤气和蒸汽回收量。 提高煤气和蒸汽回收量。

宝钢转炉负能炼钢的实践

宝钢转炉能介类别及用途
介质 电力 煤气 蒸汽 氧气 氮气 氩气 水 主 要 用 途
转炉区域设备动力(包括:精炼、运转、铸钢、渣处理等) 转炉区域设备动力(包括:精炼、运转、铸钢、渣处理等) 钢包烘烤、铁水包烘烤、LDG煤气柜满放散时点火 钢包烘烤、铁水包烘烤、LDG煤气柜满放散时点火 OG锅炉蓄热器低压时补充蒸汽 OG锅炉蓄热器低压时补充蒸汽 时补; 时停) (P≤12kg/cm2时补;P≥14 kg/cm2时停) 转炉吹炼、杂用火焰切割(切割冷钢、设备检修等) 转炉吹炼、杂用火焰切割(切割冷钢、设备检修等) 钢包底吹、煤气管道系统吹扫、相关系统工作密封 钢包底吹、煤气管道系统吹扫、 钢包底吹(均匀钢水温度、钢水成分);铸钢浇注保护 钢包底吹(均匀钢水温度、钢水成分);铸钢浇注保护 ); 煤气湿法除尘;转炉氧枪、炉壁等设备冷却;OG锅炉冷却纯 煤气湿法除尘;转炉氧枪、炉壁等设备冷却;OG锅炉冷却纯 用于蒸汽回收) 水(用于蒸汽回收)

宝钢转炉负能炼钢的实践

300t转炉工序能耗情况 300t转炉工序能耗情况
介质 电耗 氧气单耗 氩气单耗 氮气单耗 水单耗 单位 2004年 kwh/t.s 41.43 Nm3/t.s 55.46 Nm3/t.s 1.78 Nm3/t.s 33.56 kg/t.s 664.21 2005年 32.52 53.15 1.01 29.71 358.23 2006年 25.07 53.05 0.77 30.57 223.99 2007年 24.16 54.70 0.93 34.96 194.23 2008年 26.48 56.00 1.13 38.00 246.96 2009年 平均 27.68 29.56 55.14 54.58 1.62 1.21 52.23 36.50 285.36 328.83

300t转炉工序能 300t转炉工序能 耗前3 耗前3位的分别是 氧气、电力和氩 氧气、 分别占45.1% 45.1%、 气,分别占45.1%、 37.2%和11.0%。 37.2%和11.0%。

宝钢转炉负能炼钢的实践 300t转炉工序电耗与钢产量的关系 300t转炉工序电耗与钢产量的关系
900 800 700 钢产量 钢产量,万吨 600 500 400 300 200 100 0 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 钢产量 电耗 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 电耗, ,kg/t.s

300t转炉工序电耗与钢产量关系密切, 300t转炉工序电耗与钢产量关系密切,电耗随着钢产量的增 转炉工序电耗与钢产量关系密切 加而减少。 加而减少。

宝钢转炉负能炼钢的实践
300t转炉工序氧气单耗与钢产量 300t转炉工序氧气单耗与钢产量
900 800 氧气单耗 氧气单耗,m3/t.s 700 钢产量 钢产量,万吨 600 500 400 300 200 100 0 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 钢产量 氧气单耗 52 50 56 54 58 钢产量 钢产量,万吨 60

300t转炉工序氩气单耗与钢产量 300t转炉工序氩气单耗与钢产量
900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 钢产量 氩气单耗 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 氩气单耗 氩气单耗,m3/t.s

宝钢转炉负能炼钢的实践

250t转炉工序能耗情况 250t转炉工序能耗情况
介质 电耗 氧气单耗 氩气单耗 氮气单耗 水单耗 单位 2004年 kwh/t.s 28.98 Nm3/t.s 53.80 Nm3/t.s 0.24 Nm3/t.s 45.80 kg/t.s 274.20 2005年 26.31 52.32 0.14 40.31 392.75 2006年 21.74 53.26 0.37 39.54 338.94 2007年 30.23 53.51 0.65 35.75 328.19 2008年 31.66 52.96 0.90 39.62 326.45 2009年 平均 36.52 29.24 52.86 53.12 0.82 0.52 53.25 42.38 378.72 339.87

0.3 7.8 5.1

比例( 比例 ( % )

39.6

电耗 氧气单耗 氩气单耗 氮气单耗 水单耗

250t转炉工序能 250t转炉工序能 耗前3 耗前3位的分别是 氧气、电力和氮 氧气、 分别占47.2% 47.2%、 气,分别占47.2%、 39.6%和7.8%。 39.6%和7.8%。

47.2

宝钢转炉负能炼钢的实践 250t转炉工序电耗与钢产量的关系 250t转炉工序电耗与钢产量的关系
700 600 钢产量 钢产量,万吨 500 400 300 200 100 0 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 钢产量 电耗 40 35 电耗, ,kg/t.s 30 25 20 15 10 5 0

250t转炉工序电耗与钢产量关系相关性不强。 250t转炉工序电耗与钢产量关系相关性不强。 转炉工序电耗与钢产量关系相关性不强

宝钢转炉负能炼钢的实践
250t转炉工序氧气单耗与钢产量 250t转炉工序氧气单耗与钢产量
700 600 钢产量 钢产量,万吨 500 400 300 200 100 0 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 钢产量 氧气单耗 52 50 56 54 60 58 氧气单耗 氧气单耗,m3/t.s 钢产量 钢产量,万吨

250t转炉工序氮气单耗与钢产量 250t转炉工序氮气单耗与钢产量
700 600 500 400 40 300 200 100 0 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 钢产量 氮气单耗 30 氮气单耗 氮气单耗,m3/t.s 50 60

20

宝钢转炉负能炼钢的实践 影响能源消耗的因素
1、转炉BRP工艺吹炼对电耗的影响 、转炉BRP工艺吹炼对电耗的影响 转炉BRP工艺吹炼时间及转炉间隙等待时间相对较长, 转炉BRP工艺吹炼时间及转炉间隙等待时间相对较长,对转炉电 BRP工艺吹炼时间及转炉间隙等待时间相对较长 耗带来很大的负面影响,转炉BRP工艺冶炼电耗为4872kwh/炉 BRP工艺冶炼电耗为4872kwh/ 耗带来很大的负面影响 , 转炉 BRP 工艺冶炼电耗为 4872kwh/ 炉 , 而非 BRP吹炼电耗仅 吹炼电耗仅2592 kwh/炉 增幅为87 87. 2004年平均每月 BRP 吹炼电耗仅 2592 kwh/ 炉 。 增幅为 87.9 % 。 如 2004 年平均每月 BRP吹炼38炉 电耗每月增加8 66万度 吹炼38 万度。 BRP吹炼38炉,电耗每月增加8.66万度。 2、转炉钢包烘烤对煤气的影响 自04年对钢包实施蓄热式烘烤改造以后,转炉焦炉煤气使用量 04年对钢包实施蓄热式烘烤改造以后 年对钢包实施蓄热式烘烤改造以后, 呈下降趋势,平均耗量下降了40% 40%。 呈下降趋势,平均耗量下降了40%。 3、冷却水系统结构对转炉水耗的影响 由于循环水系统在设计上采用串接使用结构, 由于循环水系统在设计上采用串接使用结构,即高等级水系统 的排污水作为低等级水系统的补充水。 的排污水作为低等级水系统的补充水。使转炉水耗大于实际消耗量 转炉软水串接引用于RH机械冷却水系统)。 RH机械冷却水系统 (转炉软水串接引用于RH机械冷却水系统)。

宝钢转炉负能炼钢的实践
4、转炉BRP工艺操作对底吹气体的影响 转炉BRP工艺操作对底吹气体的影响 由于转炉BRP工艺操作采用双联法,05年 BRP工艺操作采用双联法 以前, 由于转炉BRP工艺操作采用双联法,05年‘5对4’以前,转炉 三 吹二模式由原来的冷备用转为热备用, 吹二模式由原来的冷备用转为热备用,转炉复吹风口气体流量由 原来的二路控制改为6路和5路分别控制,底吹流量比转炉BRP BRP改造 原来的二路控制改为6路和5路分别控制,底吹流量比转炉BRP改造 前有较大增幅,导致Ar Ar、 耗量上升了50 70% 50~ 前有较大增幅,导致Ar、N2耗量上升了50~70%。

转炉BRP 工艺投用前后底吹流量情况比较 : 转炉 BRP工艺投用前后底吹流量情况比较 BRP 工艺投用前后底吹流量情况比较: 项目名称 1 # 转炉 2 # 转炉 3 # 转炉 改造前 2 2 2 底吹风口控制线路 改造后 6 5 6 底吹流量 改造前 500-650 500-650 500-650 ( Nm 3 / h ) 改造后 750-1100 750-1100 750-1100 转炉BRP BRP脱磷处理时流量 转炉 BRP 脱磷处理时流量 ≥1650Nm 3 /h

宝钢转炉负能炼钢的实践 转炉煤气回收及影响因素
煤气产生机理:铁水中4.5 左右的碳和高纯度的氧在转炉内进行化学 4.5% 煤气产生机理:铁水中4.5%左右的碳和高纯度的氧在转炉内进行化学 反应后产生大量一氧化碳气体,用未燃法回收。 反应后产生大量一氧化碳气体,用未燃法回收。 煤气回收标准:[CO]≥40%([CO]≤35%时停止回收); %([CO]≤35 );[O 煤气回收标准:[CO]≥40%([CO]≤35%时停止回收);[O2]<1% 1、2000年以前提高转炉煤气回收量的措施 2000年以前提高转炉煤气回收量的措施 改善转炉炉修后操作水平和加强设备点检维护。通过试验,改变 改善转炉炉修后操作水平和加强设备点检维护。通过试验, 投产初期炉修后新开炉第1炉不回收煤气的操作模式, 投产初期炉修后新开炉第1炉不回收煤气的操作模式,达到炉炉 回收,从而提高转炉煤气回收量。 回收,从而提高转炉煤气回收量。 改进导压管和均压管的机械结构和管道结构, 改进导压管和均压管的机械结构和管道结构,减少因积水而影响 转炉煤气回收的现象发生。 转炉煤气回收的现象发生。 改进供氧制度和造渣制度,减少炉口积渣, 改进供氧制度和造渣制度,减少炉口积渣,提高转炉煤气的品质 和数量。 和数量。 优化转炉煤气系统运行,采用合理的柜位控制方式,减少因柜位 优化转炉煤气系统运行,采用合理的柜位控制方式, 高而影响煤气回收。 高而影响煤气回收。

宝钢转炉负能炼钢的实践
回收系统中气体分析仪是转炉煤气回收系统的关键设备,气体分 回收系统中气体分析仪是转炉煤气回收系统的关键设备, 析仪主要分析CO CO、 的含量,为自动回收系统提供依据。 析仪主要分析CO、CO2和O2的含量,为自动回收系统提供依据。对 气体分析仪勤吹扫勤更换和标定,提高除尘效果, 气体分析仪勤吹扫勤更换和标定,提高除尘效果,减少因分析仪 故障而造成煤气回收下降现象的发生。 故障而造成煤气回收下降现象的发生。
120 煤气回收量 , Nm 3 / t . s Nm3 100 80 60 40 20 0 85年 85 年 87年 87 年 89年 89 年 91年 91 年 93年 93 年 95年 95 年 97年 97 年 99年 99 年

300t转炉煤气回收量从投产初期的60.1 /t.s提高到98年 提高到98 300t转炉煤气回收量从投产初期的60.1 Nm3/t.s提高到98年 转炉煤气回收量从投产初期的 103.67 Nm3/t.s。

宝钢转炉负能炼钢的实践
2、2001年-2005年转炉煤气回收实绩 2001年 2005年转炉煤气回收实绩
年 份 煤气回收
110 煤气回收( Nm3 煤气回收 ( Nm 3 / t . s ) 106 102 98.6 98 94 90 01年 01 年 02年 02 年 03年 03 年 04年 04 年 05年 05 年 平均值 97.0 94.3 95.0 97.7 103.6

2001年 103.57

2002年 98.55

2003年 97.04

2004年 94.29

2005年 94.96

平均值 97.68

右图:自2001年以来,宝钢 右图: 2001年以来, 年以来 转炉吨钢煤气回收量呈逐年 下降势态,直至04 04年 下降势态,直至04年,吨钢 煤气回收仅94.3Nm3/t.s 94.3Nm3/t.s。 煤气回收仅94.3Nm3/t.s。 创造了历史最低水平。 创造了历史最低水平。 其中: 其中: 300t转炉为 转炉为95.5Nm 300t转炉为95.5Nm3/t.s 250t转炉为 转炉为93.0Nm 250t转炉为93.0Nm3/t.s 双 双走入低谷。 双走入低谷。

宝钢转炉负能炼钢的实践
3、影响转炉煤气回收量因素 煤气柜柜满造成放散(占煤气放散比例的75 85% 75~ (1)煤气柜柜满造成放散(占煤气放散比例的75~85% ) 原因: 原因: 煤气柜容量相对较小,后续煤气用户设计配置不合理: 设计配置不合理 a.煤气柜容量相对较小,后续煤气用户设计配置不合理: 由于转炉炼钢的间歇式生产(吹炼) 由于转炉炼钢的间歇式生产(吹炼)与转炉煤气用户连续性使用是 一对矛盾,而转炉煤气柜的容积又十分有限, 一对矛盾,而转炉煤气柜的容积又十分有限,当炼钢吹炼时回收的 煤气量与用户使用的煤气量无法匹配时(回收大于消耗) 煤气量与用户使用的煤气量无法匹配时(回收大于消耗)就会造成 转炉煤气柜满而无法继续回收。 转炉煤气柜满而无法继续回收。 转炉煤气热值相对较低,后续用户使用转炉煤气的积极性不高。 b.转炉煤气热值相对较低,后续用户使用转炉煤气的积极性不高。 c.转炉煤气含尘量有波动 用户烧嘴易堵而产生抵触情绪。 转炉煤气含尘量有波动, c.转炉煤气含尘量有波动,用户烧嘴易堵而产生抵触情绪。 (2)气体检测仪故障造成煤气无法回收(占放散比例的7~9% ) 气体检测仪故障造成煤气无法回收(占放散比例的7 原因: 原因: CO及 检测仪、气体分析仪等故障, CO及O2检测仪、气体分析仪等故障,无法正确测试气体浓度而放弃 回收。 吹炼时CO浓度较高,更换CO CO浓度较高 CO检测取样过滤器会造成煤气泄 回收。(吹炼时CO浓度较高,更换CO检测取样过滤器会造成煤气泄 漏和中毒,更换检测设备只能在吹炼结束后进行) 漏和中毒,更换检测设备只能在吹炼结束后进行)

宝钢转炉负能炼钢的实践
(3)转炉BRP脱磷处理对煤气回收的影响 转炉BRP脱磷处理对煤气回收的影响 BRP脱磷处理 项目名称 铁水(半钢)[C] 铁水(半钢)[C] 吹炼时间 回收时间 常规工艺操作 4.00-4.50% 4.00-4.50% ≤16 min 10-13 min 10BRP工艺操作 BRP工艺操作 3.50-4.00% 3.50-4.00% ≤24 min 7-10 min 比较 -0.50% +8 min -3 min

回收量(N 回收量(Nm3/炉) 30000-33000 3000027000-30000 27000-3000 转炉BRP工艺脱磷处理时,在氧化脱去铁水中的硅、 BRP工艺脱磷处理时 转炉BRP工艺脱磷处理时,在氧化脱去铁水中的硅、锰、磷的同 时也使铁水中的碳参与了化学反应,由于此时碳-氧反应产生的[CO] 时也使铁水中的碳参与了化学反应,由于此时碳-氧反应产生的[CO] 较低,达不到煤气回收标准而只能放弃, 较低,达不到煤气回收标准而只能放弃,而脱磷后的半钢铁水碳含量 比常规铁水低0.5 0.6%左右, 0.5比常规铁水低0.5-0.6%左右,造成在正常脱碳冶炼时煤气回收量明 显低于未经BRP脱磷工艺处理的常规冶炼。 BRP脱磷工艺处理的常规冶炼 显低于未经BRP脱磷工艺处理的常规冶炼。 (4)回炉钢对煤气回收的影响 生产过程中由于成分不合格或设备故障造成不能正常浇铸而必须 回炉处理的钢水其含碳量已远低于常规铁水,因此, 回炉处理的钢水其含碳量已远低于常规铁水,因此,在回炼过程中煤 气发生量也同样大大低于常规冶炼。 气发生量也同样大大低于常规冶炼。

宝钢转炉负能炼钢的实践
4、2004年-2009年转炉煤气回收实绩 2004年 2009年转炉煤气回收实绩
102 煤气回收量, Nm3 煤气回收量 , Nm 3 / t . s 100 98 96 94 92 90 88 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2004 年 2005 年 2006 年 2007 年 2008 年 2009 年 300t 250t

通过解决影响转炉煤气回收的因素后,转炉煤气回收量稳定 通过解决影响转炉煤气回收的因素后, 上升,目前转炉煤气回收量保持较高回收水平,稳定达到 上升,目前转炉煤气回收量保持较高回收水平, 99Nm3/t.s以上(热值2000Kcal/m3)。 /t.s以上(热值2000Kcal/m 以上

宝钢转炉负能炼钢的实践 转炉蒸汽回收及影响因素: 转炉蒸汽回收及影响因素:
转炉蒸汽回收原理: 转炉蒸汽回收原理:转炉吹炼时发生的高温烟气(1800~1900℃)通 过烟道内设置的二级余热锅炉后降温至1000℃左右,并将锅炉内纯水 加热气化成蒸汽。 转炉蒸汽回收标准: 转炉蒸汽回收标准:蒸汽压力≥32㎏/㎝2 时开始回收―蓄热器―公 司蒸汽管网。 1、转炉蒸汽回收实绩 2001年 2005年宝钢转炉蒸汽回收情况 年宝钢转炉蒸汽回收情况: 2001年~2005年宝钢转炉蒸汽回收情况: 年份 01年 01年 02年 02年 03年 03年 04年 04年 05年 05年 平均 蒸汽回收 38.66
40

转炉蒸汽回收
38.7 38.6 36.8 34.7 37.6 37.3

kg/t.s

38.59 34.71 36.79 37.56 37.26

38 36 34

01年 02年 03年 04年 05年 01 年 02 年 03 年 04 年 05 年 平均

宝钢转炉负能炼钢的实践
2、转炉BRP工艺对转炉蒸汽回收的影响 转炉BRP BRP工艺对转炉蒸汽回收的影响 项目名称 吹炼时间 供氧流量(N 供氧流量(Nm3/h) 蒸汽回收量( 蒸汽回收量(吨/炉) 常规工艺操作 BRP工艺操作 BRP工艺操作 ≤16 min 60000 9-12 ≤24 min 15000-23000 150007-10 比较 +8 min -45000-37000 45000-2

? BRP工艺处理造成每炉钢蒸汽回收量比常规处理少2吨。 BRP工艺处理造成每炉钢蒸汽回收量比常规处理少 工艺处理造成每炉钢蒸汽回收量比常规处理少2

宝钢转炉负能炼钢的实践
3、近几年转炉蒸汽回收情况
80 蒸汽回收量 , kg / t . s 蒸汽回收量, kg/ 70 60 50 40 30 20 10 0 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2004 年 2005 年 2006 年 2007 年 2008 年 2009 年 300t 250t

250t转炉由于烟罩采用了汽化冷却, 250t转炉由于烟罩采用了汽化冷却,其蒸汽回收量明显 转炉由于烟罩采用了汽化冷却 300t转炉的高 转炉的高。 比300t转炉的高。

宝钢转炉负能炼钢的实践 宝钢转炉节能降耗措施(改造项目) 宝钢转炉节能降耗措施(改造项目)
1. 炼钢钢包蓄热式烘烤技术改造
蓄热技术作为一项上世纪90年代发展起来的节能新技术, 蓄热技术作为一项上世纪90年代发展起来的节能新技术,宝钢 90年代发展起来的节能新技术 炼钢厂于2002年在一炼钢一座钢包烘烤器上进行改造研究, 2002年在一炼钢一座钢包烘烤器上进行改造研究 炼钢厂于2002年在一炼钢一座钢包烘烤器上进行改造研究,并在 随后2年内推广应用到11个钢包烘烤器上。 11个钢包烘烤器上 随后2年内推广应用到11个钢包烘烤器上。钢包蓄热式烘烤改造以 后节能效率在40%以上。据统计, 后节能效率在40%以上。据统计,改造前每台钢包烘烤装置使用焦 40%以上 炉煤气13.4 13.4万 ,11台钢包烘烤装置共可节约焦炉煤气707万 台钢包烘烤装置共可节约焦炉煤气707 炉煤气13.4万 Nm3/月,11台钢包烘烤装置共可节约焦炉煤气707万 折合生产成本400多万元。 400多万元 Nm3/年,折合生产成本400多万元。

宝钢转炉负能炼钢的实践 宝钢转炉节能降耗措施(改造项目) 宝钢转炉节能降耗措施(改造项目)
2. LT锅炉系统蒸汽冷凝水回收改造 LT锅炉系统蒸汽冷凝水回收改造
改造实施时间:2002年 (二炼钢) 改造实施时间:2002年 二炼钢) 改造效果:锅炉系统蒸汽冷凝水, 改造效果:锅炉系统蒸汽冷凝水,改造前每月排放或降级使 10000吨左右 这部分水除了水温较高以外, 吨左右, 用10000吨左右,这部分水除了水温较高以外, 其水质基本接近 宝钢纯水指标,目前已全部回收利用, 宝钢纯水指标,目前已全部回收利用, 减少了对周边环境的热污 每年节约了纯水资源110000 降低生产成本300多万元。 300多万元 染,每年节约了纯水资源110000 m3,降低生产成本300多万元。

3. OG集尘水系统补水用串接水替代改造 OG集尘水系统补水用串接水替代改造
改造实施时间:2005年 改造实施时间:2005年 改造效果:年效益220万元。 220万元 改造效果:年效益220万元。

宝钢转炉负能炼钢的实践 转炉工序能耗走势
15 转炉工序能耗, kgce/ 转炉工序能耗 , kgce / t . s 10 5 0
85年 85年 87年 87年 89年 89年 91年 91年 93年 93年 95年 95年 97年 97年 99年 99年 01年 01年 03年 03年 05年 05年 07年 07年 09年 09年

300t 250t

-5 -10 -15

300t转炉86年达到负能炼钢, 91年开始一直保持负能炼钢, 300t转炉86年达到负能炼钢,从91年开始一直保持负能炼钢,转炉工序 转炉86年达到负能炼钢 年开始一直保持负能炼钢 能耗最低达到kgce/t.s;250t转炉2000年开始实现负能炼钢 转炉2000年开始实现负能炼钢, 能耗最低达到-11.27 kgce/t.s;250t转炉2000年开始实现负能炼钢,转 炉工序能耗最低达到-7.63kgce/t.s。 炉工序能耗最低达到-7.63kgce/t.s。

内容提纲
宝钢转炉炼钢简介 宝钢转炉负能炼钢的实践 宝钢转炉炼钢资源利用与环保的实践 宝钢转炉炼钢节能与环保的展望

宝钢炼钢资源利用与环保的实践 宝钢炼钢资源回收与利用
废弃资源综合利用一直是可持续发展永恒的主题。 废弃资源综合利用一直是可持续发展永恒的主题。炼钢系统 产生的废弃资源种类多、数量大,因此, 产生的废弃资源种类多、数量大,因此,对这些废弃资源的 综合利用一直是我们研究的课题。 综合利用一直是我们研究的课题。 宝钢炼钢厂产生的废弃资源主要包括钢渣、渣钢铁、OG泥 宝钢炼钢厂产生的废弃资源主要包括钢渣、渣钢铁、OG泥、 LT除尘粉 电炉除尘粉、轻烧白云石除尘粉、 除尘粉、 LT除尘粉、电炉除尘粉、轻烧白云石除尘粉、石灰石和白云 石泥饼及氧化铁皮等, 石泥饼及氧化铁皮等,通过有效的管理手段和合理的综合利 用工艺,为废弃资源的综合利用创造了良好的前提条件, 用工艺,为废弃资源的综合利用创造了良好的前提条件,使 宝钢炼钢厂废弃资源的综合利用率达到了较高的水平。 宝钢炼钢厂废弃资源的综合利用率达到了较高的水平。

宝钢炼钢资源利用与环保的实践 1、钢渣的回收与利用
钢渣二次利用最便捷的重要途径是作为高炉、转炉原料, 钢渣二次利用最便捷的重要途径是作为高炉、转炉原料,在 钢铁厂自行循环使用。 钢铁厂自行循环使用。 此外,钢渣还可用于道路工程、建材原料、钢渣肥料及填坑 此外,钢渣还可用于道路工程、建材原料、 造地等。 造地等。 宝钢对钢渣多样化处理工艺方法,形成了不同钢渣的不同特 宝钢对钢渣多样化处理工艺方法, 经过近20多年来的努力, 20多年来的努力 性。经过近20多年来的努力,宝钢不但扭转了建厂初期一度 钢渣成灾的局面,还形成了强化分类回收、分类加工、 钢渣成灾的局面,还形成了强化分类回收、分类加工、分类 管理的针对性利用等措施,从工艺、体制及制度上确保钢渣 管理的针对性利用等措施,从工艺、 的源头管理和分类管理, 的源头管理和分类管理,为钢渣的综合利用创造良好的前提 条件。 条件。

宝钢炼钢资源利用与环保的实践 1.1 宝钢的渣处理工艺
宝钢炼钢厂采用的渣处理工艺主要有浅盘法、闷罐法及滚筒法。 宝钢炼钢厂采用的渣处理工艺主要有浅盘法、闷罐法及滚筒法。 (1)浅盘法ISC工艺(Instantaneous Slag Chill Process) 浅盘法ISC工艺( Process) ISC工艺

宝钢炼钢资源利用与环保的实践

浅盘法工艺特点: 浅盘法工艺特点:
浅盘法工艺的特点为:处理时间短,处理能力大; 浅盘法工艺的特点为:处理时间短,处理能力大;整个过程 采用喷水和水池浸泡,减少了粉尘污染; 采用喷水和水池浸泡,减少了粉尘污染;大大减少了渣中矿 物组成和游离氧化钙以及氧化镁等所造成的体积膨胀,改善 物组成和游离氧化钙以及氧化镁等所造成的体积膨胀, 了渣的稳定性;处理后钢渣粒度小而均匀, 了渣的稳定性;处理后钢渣粒度小而均匀,可减少后段破碎 筛分加工工序;采用分段水冷处理,蒸汽可自由扩散, 筛分加工工序;采用分段水冷处理,蒸汽可自由扩散,操作 安全;整个处理工序紧凑,采用遥控操作和监视系统, 安全;整个处理工序紧凑,采用遥控操作和监视系统,劳动 条件好等。 条件好等。 但浅盘法工艺钢渣要经过3次水冷,蒸汽产生量较大,对厂房 但浅盘法工艺钢渣要经过3次水冷,蒸汽产生量较大, 和设备有腐蚀作用,对起重机寿命有影响;另外, 和设备有腐蚀作用,对起重机寿命有影响;另外,浅盘消耗 量大,运行成本高。 量大,运行成本高。

宝钢炼钢资源利用与环保的实践
(2)滚筒法(BSSF)工艺 滚筒法(BSSF)

行车 烟 囱 渣罐 烟道 水系统
水泵 滚筒

风机

成品 渣 板式输送机

滚筒法冶金渣处理装置工艺流程示意图

宝钢炼钢资源利用与环保的实践
滚筒法渣处理工艺的特点: 滚筒法渣处理工艺的特点:
流程短,设备体积小,占地少,钢渣的冷却、破碎、 流程短,设备体积小,占地少,钢渣的冷却、破碎、处理一 次完成。 次完成。 处理后的钢渣粒度均匀、游离氧化钙含量低于国家标准4 处理后的钢渣粒度均匀 、 游离氧化钙含量低于国家标准 4 % , 不需要长期堆放陈化,粒渣性能稳定,可直接利用。 不需要长期堆放陈化,粒渣性能稳定,可直接利用。 污染小,蒸汽集中排放,排放蒸汽的含尘量小于100mg/m 污染小,蒸汽集中排放,排放蒸汽的含尘量小于100mg/m3。 100 滚筒法渣处理可以省却与I.S.C热泼法相匹配的粒铁回收车 滚筒法渣处理可以省却与I.S.C热泼法相匹配的粒铁回收车 I.S.C 间以及如排渣车、水池等辅助设施,大大节约基建投资。 间以及如排渣车、水池等辅助设施,大大节约基建投资。

宝钢炼钢资源利用与环保的实践 1.2 钢渣资源的综合利用
宝钢钢渣返回烧结利用开始于1996年 烧结矿中配加钢渣代替熔剂, 宝钢钢渣返回烧结利用开始于1996年,烧结矿中配加钢渣代替熔剂, 1996 不仅回收利用了钢渣中残钢、氧化铁、氧化钙、氧化镁、 不仅回收利用了钢渣中残钢、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰等有 益成分,而且成了烧结矿的增强剂,提高了烧结矿的质量和产量。目 益成分,而且成了烧结矿的增强剂,提高了烧结矿的质量和产量。 前烧结矿中的钢渣配比为1.2 1.5%左右,使用量稳定在20万吨/ 1.220万吨 前烧结矿中的钢渣配比为1.2-1.5%左右,使用量稳定在20万吨/年以 上。 宝钢已经成功进行了转炉D渣、铸余渣及脱碳炉的钢渣返回转炉利用 宝钢已经成功进行了转炉D 的试验。2005年 月开始, 的试验。2005年8月开始,钢渣返回转炉利用率先在一炼钢全钢种推 2007年推广至二炼钢使用 每年可利用钢渣8 年推广至二炼钢使用, 左右, 开,2007年推广至二炼钢使用,每年可利用钢渣8万t左右,产生了良 好的经济效益及社会效益。 好的经济效益及社会效益。 宝钢钢渣除了少部分返回烧结和转炉利用之外, 宝钢钢渣除了少部分返回烧结和转炉利用之外,主要还是用于道路工 如钢渣用于地基回填和软土地基加固、钢渣用作混凝土掺和料等, 程,如钢渣用于地基回填和软土地基加固、钢渣用作混凝土掺和料等, 其次还用于做钢渣水泥以及用于做新型建筑材料,如人行道砖、 其次还用于做钢渣水泥以及用于做新型建筑材料,如人行道砖、人造 大理石等人造建材以及用于耐海水腐蚀、 大理石等人造建材以及用于耐海水腐蚀、防海藻附着的海岸混凝土砌 块等。 块等。

宝钢炼钢资源利用与环保的实践 2、渣钢铁的回收及利用
在炼钢过程中,炼钢工艺大量采用铁水预处理工艺、 在炼钢过程中,炼钢工艺大量采用铁水预处理工艺、铁水扒渣 工艺、混铁车倒渣工艺、钢包留钢工艺,在上述工艺采用时, 工艺、混铁车倒渣工艺、钢包留钢工艺,在上述工艺采用时, 不可避免地产生大量的含铁资源, 不可避免地产生大量的含铁资源,通过一定工艺对含铁资源进 行分类回收, 行分类回收,产生了大量的渣钢铁作为代替废钢的二次金属资 源。 经过近几年的实践,目前已经实现了渣钢、渣铁全量回收利用。 经过近几年的实践,目前已经实现了渣钢、渣铁全量回收利用。
120 100 利用率 , % 80 60 40 20 0 99年 00年 01年 02年 03年 04年 05年 06年 07年 08年 09年 99 年 00 年 01 年 02 年 03 年 04 年 05 年 06 年 07 年 08 年 09 年 渣铁 渣钢

宝钢炼钢资源利用与环保的实践 3、LT除尘粉、电炉除尘粉和OG泥的回收及利用 LT除尘粉、电炉除尘粉和OG泥的回收及利用 除尘粉 OG
宝钢在建设初期就大量采用除尘 设备来解决环保问题, 设备来解决环保问题,从而也回收了 大量的除尘粉,LT除尘粉 除尘粉、 大量的除尘粉,LT除尘粉、电炉除尘 粉及OG OG泥均是宝钢炼钢厂除尘设备回 粉及OG泥均是宝钢炼钢厂除尘设备回 收的含铁资源,T.Fe含量在60~70%。 含量在60 收的含铁资源,T.Fe含量在60~70%。 该类除尘粉的最佳利用途径是全 量返回烧结使用,但含锌量较高。 量返回烧结使用,但含锌量较高。由 于锌容易在高炉产生结瘤现象, 于锌容易在高炉产生结瘤现象,影响 高炉正常冶炼,目前,只有部分OG OG泥 高炉正常冶炼,目前,只有部分OG泥 返回烧结使用,废弃量较大。 返回烧结使用,废弃量较大。
名称 OG粗粒 粗粒 OG泥 泥 LT除尘粉 除尘粉 电炉除尘粉 发生量,万吨 年 发生量,万吨/年 2.5 12 10.5 4

部分LT除尘粉经冷压加工后返回炼钢使用, 部分LT除尘粉经冷压加工后返回炼钢使用,也是由于含锌量较高的 LT除尘粉经冷压加工后返回炼钢使用 原因不能全量返回炼钢使用,造成宝钢大量铁资源流失。 原因不能全量返回炼钢使用,造成宝钢大量铁资源流失。 基于该类含铁除尘粉含锌量高而不能全量返回炼钢或炼铁使用, 基于该类含铁除尘粉含锌量高而不能全量返回炼钢或炼铁使用,宝 钢准备着手筹建转底炉,采用转底炉工艺脱除或降低其中的锌含量, 钢准备着手筹建转底炉,采用转底炉工艺脱除或降低其中的锌含量, 以期全量回收利用该类含铁除尘粉。 以期全量回收利用该类含铁除尘粉。

宝钢炼钢资源利用与环保的实践 4、其它废弃资源的利用
轻烧白云石除尘粉是炼钢厂焙烧分厂除尘系统回收的, 轻烧白云石除尘粉是炼钢厂焙烧分厂除尘系统回收的,轻烧 白云石除尘粉的成分除硫含量比轻烧白云石高以外,CaO与 白云石除尘粉的成分除硫含量比轻烧白云石高以外,CaO与 MgO的含量与轻烧白云石基本相当 的含量与轻烧白云石基本相当, MgO的含量与轻烧白云石基本相当,经冷压加工后可等同轻烧 白云石使用。由于硫含量的不同, 白云石使用。由于硫含量的不同,针对不同钢种硫含量的不 白云石压球在不同钢种的使用量上也有区别。 同,白云石压球在不同钢种的使用量上也有区别。轻烧白云 石除尘粉年发生量约2.5万吨,全部返回炼钢使用, 2.5万吨 石除尘粉年发生量约2.5万吨,全部返回炼钢使用,年经济效 益达千万元。 益达千万元。 石灰石泥饼及白云石泥饼年发生量约50000吨 石灰石泥饼及白云石泥饼年发生量约50000吨,全部返烧结利 50000 用。 炼钢厂氧化铁皮的年发生量约35000吨 炼钢厂氧化铁皮的年发生量约35000吨,作为含铁原料全部用 35000 于配矿。 于配矿。

宝钢炼钢资源利用与环保的实践 5、转炉少渣炼钢的实践
工艺路径1: 工艺路径 : 高炉脱硅 铁水 TPC脱磷脱硫 脱磷脱硫 补充脱硅) (补充脱硅) 转炉少 渣吹炼 二次 精炼

钢水浇注

工艺路径2: 工艺路径 : BRP 脱磷炉 BRP脱碳炉 脱碳炉 少渣吹炼 二次 精炼

脱硫铁水

钢水浇注

宝钢炼钢资源利用与环保的实践 转炉少渣炼钢与常规炼钢消耗对比
35 28 辅料单耗 kg/t.s 辅料单耗, 21 14 7 0 11.4 6.3 0.03 1.03 生石灰 轻烧白云石 萤石 0 0.9 软硅石 20 31 常规吹炼 少渣吹炼 氧气单耗, 氧气单耗 m3/t.s 50 48.9 52 50.7

48

46

44

常规吹炼

少渣吹炼

转炉少渣炼钢与常规炼钢辅料消耗对比

转炉少渣炼钢与常规炼钢氧气 单耗对比

宝钢炼钢资源利用与环保的实践 转炉少渣炼钢与常规炼钢消耗对比
100 80 转炉渣量, 转炉渣量 kg/t.s 渣中铁损 kg/t.s 渣中铁损, 60 40 20 0 30 90

25 19 20 15
10 5 0

6.3

常规吹炼

少渣吹炼

常规吹炼

少渣吹炼

转炉少渣炼钢与常规炼钢转 炉渣量对比

转炉少渣炼钢与常规炼钢渣 中铁损对比

宝钢炼钢资源利用与环保的实践 6、环保设施的改造
2008-2009年在一炼钢增设了厂房气楼除尘系统, 2008-2009年在一炼钢增设了厂房气楼除尘系统,同时对转炉 年在一炼钢增设了厂房气楼除尘系统 二次除尘系统、铁水除尘系统、 二次除尘系统、铁水除尘系统、精炼除尘系统进行了大规模 改造,增加了各除尘系统的能力,2009年 月底改造完成。 改造,增加了各除尘系统的能力,2009年6月底改造完成。 2008年在二炼钢也增设了厂房气楼除尘系统, 2008年在二炼钢也增设了厂房气楼除尘系统,同时把转炉二 年在二炼钢也增设了厂房气楼除尘系统 次除尘风机由2台增加到3 风量由200 200万 /h提高到300万 提高到300 次除尘风机由2台增加到3台,风量由200万m3/h提高到300万 /h,2008年底改造完成 年底改造完成。 m3/h,2008年底改造完成。 效果:改善了厂房内的环境, 效果:改善了厂房内的环境,同时也减少了厂房冒黄烟的现 进一步提高了周边的空气质量, 象,进一步提高了周边的空气质量,为世博会在上海的召开 作好了准备。 作好了准备。

内容提纲
宝钢转炉炼钢简介 宝钢转炉负能炼钢的实践 宝钢转炉炼钢资源利用与环保的实践 宝钢转炉炼钢节能与环保的展望

宝钢转炉炼钢节能与环保的展望
1、转炉烟气热能的进一步回收利用 宝钢转炉在吹炼过程中,产生近1 00℃的高温烟气经烟 宝钢转炉在吹炼过程中,产生近1800℃的高温烟气经烟 道内设置的二级锅炉,由纯水带走一部分热量以后, 道内设置的二级锅炉,由纯水带走一部分热量以后,在一文 喉口处仍保持1000℃左右的高温, 1000℃左右的高温 喉口处仍保持1000℃左右的高温, 然后直接用冷却水洗涤除 降温。造成烟气热能的大量浪费。目前, 尘、降温。造成烟气热能的大量浪费。目前,宝钢相关部门 针对此问题正在做调研工作, 针对此问题正在做调研工作,力求最大程度地回收转炉烟气 热能。 热能。
宝钢转炉煤 气回收装置

宝钢转炉炼钢节能与环保的展望
2、300t转炉OG系统改造 300t转炉OG系统改造 转炉OG 宝钢300t转炉OG系统已经 宝钢300t转炉OG系统已经 300t转炉OG 运行25 25年 运行25年,该系统是第三代 OG系统 系统, OG系统,设计烟气含尘量小 于100mg/m3(在建厂初期属 于先进水平), ),已经不能满 于先进水平),已经不能满 足环保的要求,计划2011 2011年 足环保的要求,计划2011年6 月先改造1座转炉,预计2012 月先改造1座转炉,预计2012 年底3座转炉OG OG系统全部改造 年底3座转炉OG系统全部改造 完毕, OG系统烟尘排放量 完毕,新OG系统烟尘排放量 小于30mg/m 小于30mg/m3。
120 100 80 60 40 20 0

蒸 汽 回 收 量 , kg/t.s

98

102.7 70.2

不锈钢

罗泾

梅钢

同时把目前上、下烟罩冷却用的密闭水系统改造为汽化系统, 同时把目前上、下烟罩冷却用的密闭水系统改造为汽化系统, 蒸汽回收量可大于70kg/t.s。 蒸汽回收量可大于70kg/t.s。 70kg/t.s

宝钢转炉炼钢节能与环保的展望
3、转炉煤气系统设备的优化配置及用户开发 (1)采用强力分散剂,确保煤气洗涤水喷嘴畅通,进一步 提高转炉煤气的除尘效率,降低煤气含尘量。 (2)结合蓄热式烘烤技术,开发冶金高温设备烘烤对转炉煤 气的有效应用。 (3)优化完善煤气检测系统,避免煤气意外放散。 4、优化炼钢生产组织,提高转炉效率,以达到节能目的。 优化炼钢生产组织,提高转炉效率,以达到节能目的。 5、研究OG泥、LT除尘粉等含铁资源返生产利用技术,提高OG泥、 研究OG OG泥 LT除尘粉等含铁资源返生产利用技术,提高OG OG泥 除尘粉等含铁资源返生产利用技术 LT除尘粉等含铁资源的返生产利用率 除尘粉等含铁资源的返生产利用率。 LT除尘粉等含铁资源的返生产利用率。 6、优化转炉造渣制度,减少辅料消耗,减少转炉渣量,实施少 优化转炉造渣制度,减少辅料消耗,减少转炉渣量, 渣炼钢操作。 渣炼钢操作。 7、优化转炉辅料的投入工艺,减少转炉冒黄烟现象。 优化转炉辅料的投入工艺,减少转炉冒黄烟现象。


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