摘要：煤气是钢铁厂生产的副产品和重要能源，生产和使用量大。煤气主要有焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气。炼焦炭时产生的煤气叫焦炉煤气；将焦炭送到高炉去炼铁，作为还原剂使用，把铁矿石中的铁还原出来，焦炭就生成了高炉煤气；还原过程中有多的炭浸入，铁含炭高，需要脱炭，脱炭即为炼钢，脱炭产生转炉煤气。
关键词：转炉煤气；回收措施；研究
一、转炉煤气相关概述
1、原理：高炉内是一个还原反应，相反，转炉内是一个氧化反应，它是把铁水中的炭氧化（脱）掉，采取的办法是用氧枪向炉内的铁水吹氧，吹氧的过程就产生CO。回收炉内CO采用的是外延法，炉口不盖严，外面的空气会进来，产生的CO全部烧掉了，此方法叫燃烧法。转炉炼钢的前期和后期炉盖是打开的，回收煤气是在中间一段，烟罩落下来，不让外面的空气进去。
2、案例：2012年8月日150t转炉炼开始炼钢，2012年12月8日120000m3煤气柜投运当时按公司的统一规划是将转炉煤气供150t炼钢和连铸自用一部分，剩余的掺入中厚板混合煤气管道中供加热炉用。150t炼钢产生的转炉煤气先进入120000m3柜内，柜内压力2300-3000Pa。再经过转炉煤气加压风机升压至12500Pa，一部分供150t炼钢和连铸烘中间包、钢包、铁水包，剩余的掺入中厚板混合煤气管道中供加热炉用。
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转炉煤气系统和混合煤气系统
3、转炉运行过程中通常会出现以下安全问题：
（1）转炉烟罩氧枪、副枪插入孔冒煤气。固定烟罩和活动烟罩应密封好，密封的方法有多种，如沙、水、机械密封等。
（2）转炉加料系统冒煤气。加料口加造渣、浠释，去杂加石灰时，容易漏煤气，这里也要用氮气气封，要考虑密封压力，压力有没有报警等。
（3）转炉氧枪冷却进出不严冒煤气。压力太大，煤气会跑出来，压力太小，空气会进取。
（4）转炉炉口以上各层平台煤气危险区。不要让人随便上去，要确保在这些区域作业是否按规定执行，有没有制度，有无单人作业情况，作业是不是随身携带CO报警器等，还要关注氧枪冷却水泄漏、喷溅问题。
二、转炉煤气回收中存在的风险分析
1、12万转炉煤气柜容低，为确保气柜安全及150t炼钢和连铸用煤气安全。为防止转炉煤气柜抽成负压，当12万转炉煤气柜柜容低至下下限1万m3时，程序自动全开供150t混合煤气总阀150-M0(DN900)和中厚板转炉煤气调节阀ZHB-L0，其中一台阀开到位后程序联锁自动打开转炉煤气柜回流阀12L-HL2（100%），当转炉煤气柜回流阀12L-HL2开到50%时，程序自动关闭转炉风机出口总阀2L0(DN900)阀，气柜回流阀12L-HL2维持原状，程序自动停风机。煤气调度通知中厚板和150t煤气热值变化做好调节工作。
2、12万转炉煤气柜活塞下降速度大于设定值为确保设备安全和150t炼钢和连铸用煤气安全。当气柜活塞下降速度>3.5m/min时报警，当气柜活塞下降速度>4.0m/min时，程序自动按第1条的的程序联锁动作。
3、当12万转炉煤气柜加压风机故障停机时确保煤气柜的安全和150t炼钢和连铸用煤气安全。因转炉煤气柜内压力为2500-3000Pa，而混合煤气压力为12500Pa，若12万转炉煤气柜加压风机故障停机，那混合煤气就会通过加压风机通路进入12万转炉煤气柜，造成转炉煤气柜冲顶，造成大量转炉煤气放散，对转炉煤气安全运行造成较大安全风险。
风机故障停机时，程序自动全开供150t混合煤气总阀150-M0(DN900)和供中厚板转炉煤气调节阀ZHB-L0，当其中一台阀全开到位，程序自动关150t机后转炉煤气总阀2L0(DN900)阀，同时关风机出口阀。
4、确保150t炼钢和连铸用煤气安全。因轩炉煤气的着火温度较高650-750度，确保转炉煤气安全燃烧，为150t炼钢和连铸烘钢包、铁包、中间包的烧咀上均设一个长明火，气源用供150t炼钢的切割煤气（焦炉煤气）有长明火气源。
5、转炉煤气为无色无味气体，厂房内为封闭厂房为确保漏煤气可以闻到味到，在转炉煤气中加入四氢噻吩。
5.1四氢噻吩加入量：1Nm3转炉煤气加入20㎎/m3四氢噻吩。
5.2加药量计算方法：
单位物料的加药标准、加药泵的单次注射量决定了设备的最高工作频率。计算方法举例：物料最大流量15000m3/h，单位物料加药量标准20㎎/m3，控制器的运行模式设置为自动，设定最高工作频率为25次/分，计算公式如下：
15000×20÷60÷25=200mg即加药泵的单次输出量为200毫克。
本机配备有不锈钢计量储药罐，从药剂车或药剂桶内向储药罐内导药时，应先打开排空阀，用导药装置或泵进行。使用导药装置导药用50kPa压力的氮气进行导药，导药工艺流程如图所示：
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导药工艺流程图
三、提高转炉煤气回收率措施
1、管理措施
1.1规范班组管理，优化工序操作。通过强化数据过程监控，加强员工培训等措施，规范了内部管理和工序操作。
1.2加强外部协调，提高回收进口煤气合格率。关注炼钢冶炼情况，了解冶炼品种、装入量、降罩开始时刻、结束时刻和降罩时间。注意兑铁、吹炼等信号，督促炼钢厂优化转炉冶炼，规范炉前操作，进一步规范炉前冶炼烟罩的操作，提高冶炼气体成分，减少不合格废气量的产生，有效延长转炉煤气回收时间，提高回收量；
1.3强化内部沟通，杜绝转炉煤气放散。针对以往转炉煤气回收过程中，使用不及时导致的满柜放散现象，制定转炉煤气使用协调方法，有效杜绝了因使用不及时造成的满柜放散现象；
1.4做好设备设施维护保养，确保除尘风机、三通阀、水封阀完好性，定期对除尘管道、除尘风机等设备进行清灰；
2、技术措施
煤气回收系统存在极大安全风险，最危险的就是转炉煤气回收柜内氧含量超标（超过国标规定2%），此时将在气柜内形成煤气爆炸性气体，带来极大气柜爆炸安全风险。为了提高煤气回收系统的整体安全性能，各项工艺联锁控制技术被运用在转炉煤气回收系统中。
一次除尘风机后CO含量百分比设定均为设35%，低于35%拒绝回收，自动放散；气柜入口氧分析仪氧含量，＞0.8%报警，＞2%联锁关闭气柜进口阀，不合格煤气进行放散；一次除尘三通阀与炼钢厂转炉炉前氧枪自动联锁，当吹氧结束，氧枪提枪时，三通阀通向气柜的管道自动关闭，切换到煤气放散模式；
3、提高转炉煤气回收率
取消风机后CO浓度联锁投入或降低联锁浓度值；取消气柜入口分析仪或延时投入；取消氧枪提枪时三通阀联锁，改为入口联锁自动关闭；投入烟罩联锁；取消回收站当风机出口氧含量小于2%时（达到回收标准），延时3秒再打开水封逆止阀自动联锁，改为氧气含量低于2%时（满足回收条件时即可回收）；取消炼钢转炉吹氧90秒后才允许回收煤气自动联锁，改为吹氧时间80秒甚至70秒后即可进行回收。
结束语
总之，实施转炉煤气回收，能够充分发挥燃煤气锅炉调节作用，最大量使用转炉煤气，减少因柜容高造成拒收的情况。在转炉生产变化造成转炉煤气量减少时，提前要求燃煤气锅炉减量直至停烧，再调整其他用户用量，确保气柜及管网安全，提高了转炉煤气回收利用效率。
参考文献
[1]刘振涛.提高转炉煤气回收率研究与分析[J].梅山科技. 2018(24):422
[2]孙越.提高转炉煤气回收利用技术实践[J].冶金动力. 2018(31):174-176
论文作者:曹军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/14
标签：转炉论文; 煤气论文; 联锁论文; 风机论文; 柜内论文; 压力论文; 程序论文; 《基层建设》2019年第32期论文;