转炉煤气回收的影响因素及改善
措施
《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施
王爱华! 蔡九菊! 郦秀萍! 王 鼎" 周庆安"
（!#东北大学热能与环境工程研究所 国家环境保护生态工业重点实验室 沈阳 !!$$$%；
"#宝山钢铁股份公司能源部 上海 "$!&$$）
摘 要 针对国内绝大部分钢厂转炉煤气回收利用效果不理想的现状，以宝钢二炼钢转炉煤气回收系统为背
景，结合转炉煤气成分变化曲线从理论上
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
了提高煤气回收量的基本途径，研究了转炉工序设备条件、原料条
件、空气吸入量、回收条件、供氧强度等因素对转炉煤气回收量的影响，其中空气吸入量、回收条件、供氧强度等
因素的影响尤为显著。从完善软硬件设备等方面提出了提高二炼钢转炉煤气回收水平的具体措施，实施后可取
得很好的节能效果。
关键词 转炉煤气 回收利用 空气吸入量 回收条件 供氧强度
!""#$%&’("!$%)*+!’,&-.*)/&’(-#!+0*#+")*
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’()*+,-.(! /(,0,.1.! 2,3,.4,)*! ’()*5,)*" 6-7.8,)*’()"
（!#9):;,;.;<7=>-7J-()*<;-<.)B<:,?(IA<4?<:<);:,;.(;,7)7=?
-<<==法煤气回收系统为背
景，通过对提高转炉煤气回收量基本途径的理论分
析，研究了影响因素对转炉煤气回收量的影响，并提
出了提高转炉煤气回收水平的具体措施。
2 二炼钢转炉工序能耗及煤气回收系统简介
232 转炉工序能耗分析
宝钢二炼钢现有"W$;顶底复吹转炉"座，吹
炼
制度
关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载
为“二吹一”，采用全连铸工艺，2>法煤气回
·$XW· "$$W中国钢铁年会
论文
政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载
集
收系统。
要实现转炉工序“负能”炼钢，必须使冶炼中回
收的能源大于消耗的能源。!""#年$月二炼钢转
炉工序能耗为%!&’()*+／,钢，能源消耗与回收组
成见图-。由图-可知，转炉煤气回收量占转炉工
序能源回收部分近$".的比例（以折算为
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
煤
计），是二炼钢降低工序能耗、确保“负能”炼钢的关
键环节。
图- 二炼钢转炉工序能源消耗及回收组成
/0)1- 2345360,03738+7+9):*376;45,037<7=9+*3>+9:
839*37>+9,+9593*+6607?31!6,++@4<(07)5@<7,
!"# $%法煤气回收系统
二炼钢转炉煤气回收系统是从奥钢联引进的
“AB”法煤气回收系统，其工作原理为转炉冶炼过程
中产生的高温含尘烟气经过冷却烟道进入蒸发冷却
器，冷却烟道中产生的蒸汽送入蒸汽管网。在蒸发
冷却器中烟气温度降至约!-"C，同时烟气中的粗
灰被除去，随后在电除尘器中除去细灰。除尘后的
烟气，经风机进入切换站，满足条件的煤气经再次冷
却后，进入煤气柜被回收利用，不满足条件的煤气则
由放散装置点火燃烧后排入大气，其工艺流程如图
!所示［’］。
图!“AB”法转炉煤气回收流程图
/0)1! 237>+9,+9)<69+*3>+9:593*+6638AB6:6,+4
# 转炉煤气回收的影响因素分析
转炉在冶炼中生成大量高温烟气，烟气通过回收
系统回收成为可利用的转炉煤气。从宝钢二炼钢转
炉冶炼过程控制机中，采集正常生产条件下多炉钢水
冶炼过程中转炉煤气中2D和D!含量变化数据，绘制
其随吹炼时间变化的含量散点图，如图#所示。
图# 转炉煤气中2D、D!含量随吹炼时间变化散点图
/0)1# BE+*E<7)+382D<7=D!*37,+7,07
*37>+9,+9)<6F0,E,E+64+@,07),04+
分析图#可知：（-）吹炼过程中2D和D!含量
散点始终分布在图中两条曲线两侧，这两条曲线分
别为2D、D!含量变化均值线，代表了二炼钢转炉冶
炼过程中2D、D!含量随冶炼时间的变化规律；（!）
在转炉吹炼前期、中期和末期三个时段中，不同时段
因反应机理不同，2D的生成量及其在煤气中含量
也有所不同，其中冶炼中期产生2D最多，2D含量
达到最高水平。
#"! 转炉煤气回收量提高途径的理论分析
转炉煤气是否进行回收，取决于烟气中2D和
D!含量。二炼钢转炉煤气的回收条件为2D含量!
G".且D!"-.。根据图#中2D和D!含量变化均
值线，绘制图G。根据积分原理，将回收时间内2D
含量变化曲线对吹炼时间进行积分，得转炉煤气单
位体积热值，乘以烟气流量，再进行标准热值（!"""
(*<@／4#）折算后，所得煤气体积量即为转炉煤气回
收量。分析图G可知，吹炼过程中烟气流量基本保
持不变，因此，通过分析转炉煤气单位体积热值的变
化即可知晓煤气回收量的变化情况。图G中!<和
!8分别为当前回收条件下煤气回收的开始与结束
时刻，连接图中!"#"$"%"&"’"!，所得图形面积即为回
收条件下转炉煤气单位体积热值，提高转炉煤气单
·-HI·能 源
Absent Image
File: LS.eps
Absent Image
File: LS
位体积热值，意味着提高转炉煤气回收量，就是要增
大回收条件下!"含量变化曲线对吹炼时间的积分
面积。在转炉正常生产条件下，增加积分面积、提高
转炉煤气回收量的基本途径为：（#）延长回收时间，
将图中回收开始时间!$和结束时间!%分别提前和
推迟至!$&和!%&，则多边形!"#$"#$#!#!"和%#&#&"#%"#%
的面积为煤气单位体积热值的增加量；（’）在此基础
上提高吹炼初期!"含量上升速率（即斜率’#(
)$*"#，代表了上升速率）和末期!"含量下降速率
（即斜率’’(+)$*"’，代表了下降速率），从而缩减
!"含量达到回收中期的时间，即将图中!"含量上
升线$#(改变为$"#("、下降线)#%改变为)"#%"，转炉
煤气单位体积热值增加量为多边形$"#$#(#("#$"和%"#
%#)#)"#%"的面积值；（,）最后，提高吹炼中期!"含量
值，将!"含量水平从(#)提高至*#+，即可增加多
边形("#)"#+#*#("的面积值，煤气单位热值和回收量
相应提高。
图- 转炉煤气回收量提高途径的理论分析图
./01- 234564)/7$8$*$89:/:5%/;<65=/*0;4$*:
%5675*=46)460$:6475=469
!"! 转炉煤气回收量的影响因素分析
转炉煤气回收量的影响因素较多，因此需结合
上述理论分析，从转炉设备条件、原料条件、钢水碳
含量、空气吸入量、煤气回收条件、供氧强度等方面
研究这些因素对转炉煤气回收量的影响。
’>’># 转炉设备条件的影响
设备运行状态的好坏直接影响转炉煤气回收水
平的高低，特别是煤气柜容量和用户用气量的调配
状态。当煤气回收供大于求时，会造成煤气不能回
收而无谓放散。同时，煤气成分分析仪中!"含量
量程若偏低也会影响转炉煤气的回收水平。
’>’>’ 原料条件和钢水碳含量的影响
转炉煤气主要是由铁水脱碳过程中碳氧化产生
的，通过对二炼钢转炉正常生产条件下生产数据统
计分析，计算得原料条件和钢水碳含量对转炉煤气
回收量的影响如表#所示。由表#可见，原料条件
和钢水碳含量对吨钢煤气回收量的影响十分明显。
其中，原料中铁水比变化影响最大。
表# 原料条件和钢水碳含量变化对吨钢煤气回收量的影响
$%&’# $())**)+,-*.%/0%,).1%2%34+%.&-3+-3,)3,13
0-2,)35,))2,-+-36).,).7%5.)+-6).8.%,)9).,-35,))2
影响因素的变化 ,煤气／;,·)+#变化
原料中铁水比变化?#@ ?#>A#B
原料中碳含量变化?A>#@ ?A>BCA
钢水碳含量变化?A>#@ ?A>BCA
’>’>, 空气吸入量的影响
转炉冶炼中，在活动烟罩与炉口的间隙处会有
少量空气进入，易造成煤气二次燃烧、降低煤气品
质。这里引入“空气吸入系数”的概念，用于描述炉
口空气吸入量对转炉煤气回收量的影响，以#表
示。空气吸入系数是指在转炉冶炼中从转炉炉口吸
入的空气量与转炉烟气全部燃尽所需理论空气量之
比。#既影响煤气量又影响煤气的单位热值，若#
增加，使煤气中!"燃烧，导致煤气热值降低，使转
炉煤气回收量减少。理论上讲，若#(#，煤气中!"
已完全燃尽，此时煤气热值为零；若#(A时，煤气
中!"含量最大，其标准热值煤气体积量亦最高。
目前二炼钢转炉冶炼中的空气吸入系数在A>AD!
A>#B之间，削弱了转炉煤气的回收效果。因此，就
转炉煤气回收而言，#越小越好，通过计算分析可知
#若降低A>A#，吨钢煤气回收量可提高A>D’;,／)。
’>’>- 转炉煤气回收条件的影响
为了达到煤气回收的安全，同时还要考虑到用
户需求煤气品质的要求，需设置相应的回收条件。
回收条件直接影响回收的开始与结束，即回收时间
的长短。改善回收条件可延长煤气回收时间，提高
转炉煤气回收量。如马钢将其转炉煤气回收条件从
!"!,A@且 "’"#>C@改为!"!#E@且 "’"
#>C@，回收时间增加A>C;/*，吨钢煤气回收量提
高近,;,／)［F］，且能安全回收。若将二炼钢转炉的
回收条件改善为!"含量!,A@且"’"#@，结
合实际生产数据计算可得吨钢煤气回收量提高
#>C’;,／)。
’>’>C 供氧强度的影响
转炉冶炼进入冶炼中期后，熔池内碳开始大量
氧化，此时炉内反应以脱碳为主，脱碳速度主要取决
于供氧强度，供氧强度提高时，可提高!"含量在吹
炼初期的上升速率和末期的下降速率，从而延长吹
炼中期时间，提高转炉煤气回收量［E］。若将二炼钢
·’EC· ’AAC中国钢铁年会论文集
转炉供氧强度从!"#$%／（$&’·(）提高到%")$%／
（$&’·(），冶炼时间可缩短到**$&’内，吨钢转炉煤
气回收量提高+$%／(。
! 提高转炉煤气回收量的措施
明确转炉煤气回收量的潜力，对于分析与解决
煤气回收中存在的问题、制定相关措施具有指导意
义。这里引用“转炉煤气回收理想值”的概念用于描
述煤气量的最大潜力，它是指在理想工况下生产*(
合格钢水转炉冶炼所回收的转炉煤气量，以二炼钢
转炉为例，计算其理想工况下的吨钢煤气回收理想
值为*!,",$%／(钢［#］，将二炼钢转炉目前吨钢煤气
回收量实际值*-.")$%／(与之相比较可知，目前转
炉煤气回收工作还有一定的潜力。因此，需要结合
当前生产中存在的不足，制定相关措施，大幅度提高
转炉煤气回收量。
（*）完善软硬件设备，实现生产炉数的全回收
煤气回收系统良好运行是煤气高效回收的基本
前提。由于/0法转炉煤气成分仪中12含量满量
程仅为,)3，造成超过,)3的12含量被忽略不
计。因此，需将煤气成分仪中12含量满量程修改
为*--3，由计算可知，修改后吨钢转炉煤气回收量
可提高*",$%／(。
同时，可考虑在二炼钢转炉煤气柜与其它煤气
柜之间建一联络管，这样既能解决二炼钢煤气放散
问题，又能缓解其它煤气柜煤气供应紧张的局面。
（!）降罩到位与炉口微差压调控并行，提高回
收煤气品质
在生产操作中，空气吸入量主要受活动烟罩与
炉口间隙的大小以及炉口微差压的影响。因此，在
转炉吹炼过程中，要严格实行降罩操作，尽早将烟罩
降至最低位，保持烟罩与转炉的“零”距离，防止空气
吸入造成二次燃烧，确保煤气回收的质量；同时，要
合理调控炉口微差压，保持炉口微正压（-!*-45），
限制空气吸入的不良影响，提高转炉煤气品质。
（%）优化供氧制度，实施高效冶炼
优化供氧制度，合理控制氧枪枪位，兼顾转炉脱
碳及煤气回收的关系，减少二次倒炉，提高终点命中
率等，都能有效提高转炉煤气回收量。目前二炼钢
转炉的供氧强度约为!"#$%／（$&’·(），出于安全考
虑，一般控制在%")$%／（$&’·(）以下。因此，在保
障冶炼安全的前提下，若将供氧强度提高至
%")$%／（$&’·(），吨钢转炉煤气回收量可提高
+$%／(左右。
（6）改进回收方式与操作，延长煤气回收时间
生产实践表明，由于切换站钟形阀从接受指令
到完全动作到位需要一定时间，因此回收中存在滞
后效应，延迟了回收时间，造成部分煤气得不到回
收。因此，依据马钢的成功经验［+］，可将二炼钢目
前的煤气回收条件修改为12含量!%-3且2!含
量"!3，采取回收开始时间提前与结束时间延迟相
结合，可赢得回收时间近*$&’，吨钢煤气回收量提
高!")!$%／(。
除此以外，还要加强管理，促进转炉回收系统现
场操作人员与能源中心的信息交流与合作，为安全、
高效地回收转炉煤气提供重要保证。
" 结论
（*）结合转炉煤气成分含量变化曲线，从理论
上明确了提高转炉煤气回收量的基本途径。
（!）影响转炉煤气回收的因素包括设备条件、
原料条件、钢水碳含量、空气吸入量、回收条件、供氧
强度等，其中空气吸入量、煤气回收条件、供氧强度
等对其影响尤为显著。
（%）二炼钢目前转炉煤气回收水平与其理想值
尚有一定差距，从完善软硬件设备、实行降罩到位与
炉口微差压调控并行、优化供氧制度等方面提出的
具体措施，可较大幅度提高转炉煤气的回收量，取得
很好的节能效果。
参 考 文 献
* 刘浏，余志祥，萧忠敏7转炉炼钢技术的发展与展望［8］7中国冶
金，!--*（*）：*+!*#（/&9/&9，:9;<&=&5’>，?&5@;<@’>$&’7ABC
DBE@F$B’(5’G4H@IFBJ(@K1@’DBH(BHI(BBE$5L&’>(BJ<’@E@>M［8］，
1<&’BIBNB(5EE9H>M，!--*（*）：*+!*#）
! 翁宇庆7我国冶金工业在新世纪最初几年的科技进步［8］7钢铁，
!--6（*）：%!,（OB’>:9P&’>7QJ&B’(&K&J5’G0BJ<’@E@>&J5E4H@>HBII
@KNB(5EE9H>&J5ER’G9I(HM&’1<&’55((&’’&’>@K!*I(1B’(9HM
［8］，RH@’5’GQ(BBE，!--6（*）：%!,）
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V9(9HBABDBE@F$B’(N@GBE@KQ(BBER’G9I(HM7RQUQ’-%4H@JBBGC
&’>I7RH@’5’GQ(BBE，!--%，%,（Q9FFEB$B’(）：*!*!
6 翁宇庆7我国钢铁工业节能环保工作的现状和展望［8］7中国冶
金，!--%（**）：*!+（OB’>:9P&’>719HHB’(Q(5(9I5’G4H@IFBJ(@K
U’BH>MQ5D&’>5’GU’D&H@’$B’(4H@(BJ(&@’@K1<&’BIBQ(BBER’G9I(HM
［8］71<&’BIBNB(5EE9H>M，!--%（**）：*!+）
) 俞波7提高转炉煤气回收率的综合措施［8］7中国冶金，!--%
（*-）：*6!*+（:9S@71@$FHBT5(B
@K1@’DBH(BHW5ITBJ@DBHM［8］71<&’BIBNB(5EE9H>M，!--%（*-）：*6
!*+）
. 陈志斌7国内转炉煤气回收利用技术的现状及发展［8］7冶金动
力，!--%（*）：#!*!（1M@KA@$BI(&J1@’DBH(BH
·%,)·能 源
!"#［$］%&’("))*+,-./01’+，2334（5）：6!52）
7 史翠毕，陈广言，史德明等%马钢68(转炉负能炼钢实践［$］%冶金
环境保护，2339（2）：75!74（:;-<*-=-，<;’>!*">,?">，:@AB’CD
->,，’(.%&->*#E>’+,?:(’’)&"F->,/+".(-.’0G&",">,68H0><0>D
I’+(’+［$］%&’("))*+,-.")E>I-+0>C’>(")/+0(’.(-0>，2339（2）：75!74）
J 于小方，杨文远，郑从杰%提高转炉的供氧强度［$］%钢铁研究学
报，2333（2）：K!6（L*M-"0G">,，L">,N’>?*">，O;’>,<0>,P-’%
:(*Q?0>A>.+’"#->,(;’A>(’>#-(?0G:*RR)?->,ST?,’>-><0>I’+(’+
［$］%$0*+>")0GA+0>">Q:(’’)U’#’"+.;，2333（2）：K!6）
6 郦秀萍，蔡九菊，殷瑞钰等%转炉炼钢工序最小能耗的研究［$］%
钢铁，2334（8）：83!82（V-M-*R->,，<"-$-*P*，L->U*-?*，’(.%
:(*Q?0>&->-C*CE>’+,?<0>#*CR(-0>0G<0>I’+(’+/+0.’Q*+’
［$］%A+0>">Q:(’’)，2334（8）：83!82）
·9J8· 2338中国钢铁年会论文集
浙公网安备 33021202002483