钢铁行业清洁生产

    ——转炉负能炼钢工艺技术 
 
一、 所属行业 钢铁
二、 技术名称 转炉负能炼钢工艺技术
三、 技术类型 节能技术
四、 适用范围 大中型转炉炼钢企业
五、 技术内容
1、技术原理
转炉实现负能炼钢是衡量一个现代化炼钢厂生产技术水平的重要标志，转炉负能炼钢意味着转炉炼钢工序消耗的总能量小于回收的总能量，即转炉炼钢工序能耗小于零。转炉炼钢工序过程中支出的能量主要包括：氧气、氮气、焦炉煤气、电和使用外厂蒸汽，而转炉回收的能量主要包括：转炉煤气和蒸汽回收。传统“负能炼钢技术”定义是一个工程概念，体现了生产过程转炉烟气节能、环保综合利用的技术集成。

2、 工艺流程
转炉负能炼钢工艺技术在转炉生产流程中体现，能量变化指标从消耗部分与支出部分折算而来。该技术工艺流程包括生产流程和能源支出/回收利用技术工艺流程。
最初提出负能炼钢技术时，转炉炼钢工序定义为从铁水进厂至钢水上连铸平台的转炉生产全部工艺过程。随着炼钢技术发展，炼钢厂增加了铁水脱硫预处理、炉外精炼等新技术，而炉外精炼特别是LF炉能耗较高，整体计算,实现负能炼钢难度大大增加，但从提升转炉炼钢整体技术水平出发，评价负能炼钢技术水平应包括炉外精炼等。

六、 主要设备
转炉钢生产工艺必须的生产设备铁水预处理炉、顶底复吹转炉、炉外精炼炉等，还应包括转炉煤气净化处理、余热利用及转炉煤气利用等设备。如OG法等湿式除尘设备或LT法等干式除尘设备、除尘风机、余热锅炉、回收转炉烟气物理热设备及各种转炉煤气利用技术设备等。

七、主要技术经济指标
转炉负能炼钢技术清洁生产指标：煤气平均回收量达到90 m3/吨钢；回收煤气的热值应大于7MJ/m3（CO含量应大于55%）；蒸汽平均回收量80Kg/吨钢；排放烟气含尘量10 mg/m3。若按全面推广应用转炉负能炼钢技术，单位产品节能23.6Kg标煤/吨钢计算，今后若转炉钢生产2亿吨左右规模时，全年将节能236万吨标煤。转炉煤气回收率大幅提高，不仅可减少CO排放使之有效地转化为能源，还可减少烟尘等排放，有效改善厂区环境质量。

八、 技术应用情况
我国大型转炉负能炼钢技术已日益成熟，宝钢等企业已达到国际领先水平；中型转炉已逐步实现负能炼钢；小型转炉也初步具备相应生产装备条件，通过加强煤气回收也可实现负能炼钢。
相关企业在应用转炉负能炼钢技术过程中取得的经验有：提高转炉作业率，缩短冶炼周期可降低冶炼电耗；优化二次除尘风机运行参数，实现节电；采用计算机终点控制等技术，降低氧气消耗；加强设备维护，加强煤气回收，减少转炉煤气放散率；采用蓄热燃烧技术烘烤钢包，有效增加转炉煤气用户；缩短冶炼时间，提高生产效率；合理优化工艺流程。

九、 技术使用单位
宝钢是我国最早实现“负能炼钢”的钢铁企业，虽然调整品种结构，增加炉外精炼、电磁搅拌等耗能新工艺装备，转炉工序能耗压力加大，但通过深入挖潜，继续保证了转炉负能炼钢技术有效实施。
近年来武钢三炼钢、马钢一炼钢、鞍钢一炼钢、本钢、唐钢等一批中型转炉也都成功应用负能炼钢技术，在莱钢等小型转炉负能炼钢技术也取得突破。但各技术使用单位在负能炼钢涵盖范围方面还不统一，有些企业未将铁水脱硫预处理、炉外精炼等能耗纳入其中。

十、 技术推广的建议
为进一步提高转炉负能炼钢技术应用，在提高煤气回收质量和减少蒸汽放散量方面：应优化锅炉设计，提高蒸汽压力和品质；开发真空精炼应用转炉蒸汽的工艺技术，增加炼钢厂本身利用蒸汽能力；发展低压蒸汽发电技术，提高电能转化效率；在优化转炉工艺方面：可采用高效供氧技术，缩短冶炼时间，加快钢包周转；努力降低铁钢比，增加废钢用量；采用铁水“三脱”预处理技术减少转炉渣；优化复合吹炼工艺，降低氧耗，提高金属收得率；采用自动炼钢技术，实现不倒炉出钢；改善铁钢界面，提高铁水温度；采用单一铁水罐进行铁水运输，降低铁水温降损失等。
“负能炼钢”并未全部涵盖炼钢全工艺过程能量转换与能量平衡，不能作为整体评价炼钢工序能耗水平的唯一标准，但国际先进钢铁企业都把实现转炉负能作为重要指标。我国转炉钢比例超过80%，因此转炉负能炼钢技术全面推广对钢铁行业清洁生产意义重大。