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【摘 要】 介绍了一钢铁公司炼钢系统的能源消耗状况，分析了钢铁厂降低炼钢系统能源消耗的主要对策及措施。
【关键词】 节能；炼钢系统；转炉煤气回收
炼钢系统是钢铁企业重要的关键生产工序。虽然该系统的能源消耗量占钢铁联合企业能耗总量的比重并不太高，但由于在炼钢生产过程中会产生大量高温烟气，其利用效果如何不仅直接影响钢铁联合企业的燃气和蒸汽平衡，而且还影响到企业的环境保护工作。因此，炼钢系统的节能降耗是企业可持續发展的重要方面。
1 炼钢厂概况
某炼钢公司炼钢系统现有三个转炉炼钢厂，2013年共生产合格连铸坯856259万t，能源消耗总量为10282万t。
第一炼钢厂原是一个平炉炼钢厂，2005年进行技术改造，淘汰了落后的平炉）模铸生产工艺，建成了2座100t顶底复合吹炼转炉和2台5机5流方坯连铸机等工艺装备，该厂年生产能力为170万吨连铸方坯。2013年该厂生产171109万吨钢坯，全厂工序能耗为1616kg/t，其中炼钢工序能耗为-011kg/t，连铸工序能耗为1617kg/t。
第二炼钢厂拥有3座90t顶底复合吹炼转炉和3台弧型板坯连铸机及1台直弧型板坯连铸机等工艺装备，该厂年生产能力为240万吨连铸板坯。2013年该厂生产203102万吨钢坯，全厂工序能耗为1719kg/t，其中炼钢工序能耗为100kg/t，连铸工序能耗为1719kg/t。
第三炼钢厂拥有2座250t顶底复合吹炼转炉和2台双流弧型板坯连铸机等工艺装备，该厂年生产能力为350万吨连铸板坯。2013年该厂生产371137万吨钢坯，全厂工序能耗为817kg/t，其中炼钢工序能耗为-417kg/t，连铸工序能耗为1314kg/t。
2005年以来，某钢铁厂炼钢系统钢坯产量由2005年的608112万t增加到2013年的856259万t，增长22.15%，能源消耗总量由2005年的20189万t下降到2013年的10282万t，下降53.15%，实现了节能增产。第三炼钢厂转炉工序从2006年4月份开始实现负能炼钢，成为国内第二家实现转炉负能炼钢的钢厂。2013年第一炼钢厂、第二炼钢厂的转炉炼钢工序能耗也分别达到-011、0kg/t，实现了负能炼钢的目标。
2 钢铁厂炼钢系统降低能源消耗的对策措施
2005年以来，某钢铁厂炼钢系统通过淘汰落后生产工艺，不断降低各种能源介质消耗和加强煤气、蒸汽回收，保证了该系统能源消耗的不断降低。
2.1落实国家产业政策，淘汰了落后的平炉-模铸生产工艺
为了落实国家钢铁工业产业政策，某钢铁厂从企业实际出发，实施了第一炼钢厂“平炉改转炉”技术改造项目。该工程总投资控制在615亿元以内，主要设备包括2座100t顶底复吹转炉、1座100tLF钢包精炼炉、1套100t双工位VD真空精炼装置及2台5机5流方坯连铸机和全自动控制系统，并采用铁水脱硫、转炉冶炼、炉外精炼、连铸的具有20世纪90年代国际先进水平的生产工艺，设计年产钢170万t工程于1998年3月开工，仅用了8个月时间两座转炉分别建成投产，半年后2台主要从奥钢联引进技术的高效方坯连铸机一次拉坯成功，标志着某钢铁厂在国内特大型钢铁联合企业中率先淘汰了落后的“平炉-模铸-初轧”生产工艺，实现了“铁水预处理-转炉-炉外精炼-连铸”的先进生产工艺，连铸比达到100%[1]。炼钢工艺的改变，为某钢铁厂带来了巨大的节能效果，年节能量达30万t。
2.2降低煤气消耗
2.2.1采用高效蓄热式燃烧技术改造钢包烘烤装置钢水罐和中间罐烘烤是炼钢系统各厂的煤气消耗大户。三个炼钢厂原来采用的套筒式烘烤装置是利用冷空气助燃，加热钢包后的1100℃以上的高温烟气，未经利用全部直接排到大气中，不仅浪费能源，而且使工作环境温度升高，造成环境污染。而高效蓄热式燃烧技术的加热装置具有以下特点：（1）使助燃空气的预热温度几乎达到钢包内气体温度，烟气排放温度低，可显著节约煤气；（2）交替燃烧使钢包内气体流动状态紊乱，钢包内壁温度均匀；（3）采用分段燃烧，显著降低NOx含量。因此，某钢铁厂三个炼钢厂均采用高效蓄热式燃烧技术改造钢包烘烤装置。第一炼钢厂将消耗煤气的中间包烘烤装置全部改造为蓄热式烧嘴，钢水罐的烘烤装置改造了60%；二炼钢厂和三炼钢厂也分别将其部分钢包烘烤器改造为蓄热式烧嘴[2]。应用30%-60%，并且改善了生产现场的工作环境。
2.2.2加强钢包烘烤操作管理为降低煤气消耗，各钢厂都采取措施、合理安排生产品种，优化生产工艺，加快钢水罐周转，减少周转罐数量。同时制定合理的烘烤热工制度，对钢水罐和中间罐烘烤用煤气实行定额管理、超标考核、达标奖励。三炼钢厂还对钢包盖升降传动设备进行了改造，用电液缸取代了电动缸，减小了钢包盖开口度，提高了烘烤效率，减少了热损失。
2.3降低电力消耗
电力在炼钢系统能源介质消耗中所占的比重最大，因此，各炼钢厂均将降低电耗作为节能的重点，采取措施降低电能消耗。如一炼钢厂增加了钢水罐保温盖，并加强管理，减少事故回炉钢水进LF炉次数，提高操作水平，降低了LF炉电耗；将转炉/OG03台给水泵电机进行变频调速改造，改造后电机变频恒压工作，节电33%；在方坯连铸机二冷风机上了软启动装置。二炼钢厂将4台连铸机排气风机改造为变频调速，根据气候、生产状况的变化对转速进行调整，年节电达35万kWh。三炼钢厂对原有的主风机软启动进行了改造，改造后，在不生产时可将风机停运，生产开始后再使其满载启动，此项改造年节电量达201万kWh。
2.4提高煤气回收量和热值
转炉煤气是转炉工序能耗组成中最重要的能源介质，吨钢煤气回收量的多少对转炉工序能耗高低影响很大。近年来，某钢铁厂炼钢系统各厂一直采取各种各样的措施，提高转炉煤气回收率，转炉煤气回收量逐年提高。 一炼钢厂把风机和煤气回收设备列为A类管理点，运行车间增加了旋湿器格板，提高了烟气处理量；摸索转炉煤气回收规律，力争在生产过程中增加回收量并采用降罩操作，以提高煤气热值，2013年吨钢回收煤气达75m3。同时，与计量部门联手共同管理计量控制设备，把分析仪表故障率降到最低点，以保证煤气正常回收。
二炼钢以提高转炉煤气回收率为中心，确保设备运行精度，强调生产按标准操作，杜绝氧高报警，协调生产与使用的匹配，减少煤气柜柜满拒收，2013年吨钢煤气回收量达75m3。
三炼钢从管理入手，将煤气回收系统设备列为重点维护和点检设备，加强点检和维护，确保设备正常运行。其中2010年该厂煤气回收率达到了95.14%，吨钢回收煤气量达到110m3。2013年因煤气用户不足、煤气回收气柜柜容限制，煤气回收率仍达92.13%，吨钢回收煤气量达96m3。同时，加强燃气和计控管理单位的联系，在用户少时设法多回收高热值煤气，并针对计控探头堵塞的现象进行了攻关，基本杜绝了因探头堵塞而引起的连续多炉煤气不能回收的问题[3]。
2.5采用溅渣护炉工艺，提高转炉炉龄
某钢铁厂二炼钢从2005年5月开始采用复吹转炉溅渣护炉技术，成功开发研究出炉渣--金属蘑菇头快速生成技术、顶吹氮气溅渣和底部吹气辅助溅渣技术、转炉长寿复吹技術，实现了复吹与溅渣同步应用，使溅渣后的复吹比达100%。在前几年分别创造出15208炉、19238炉和22766炉复吹炉龄世界记录的基础上，2013年再次创造出了29942炉的复吹炉龄世界新记录。一、三炼钢也采用了复吹转炉溅渣护炉技术，2013年炉龄分别达到14853炉和9966炉，均为全国转炉炼钢指标一流水平。
2.6不断提高职工的节能意识，强化三级节能管理网络
多年来，钢铁公司炼钢系统各厂积极参加集团公司组织的每年一次的“全国节能宣传周”活动，大力宣传节能降耗、降低成本的重要性和紧迫性，使广大职工节能的自觉性、主动性和责任感不断提高。同时，炼钢系统各厂还始终坚持不断完善和强化节能管理的领导机构和管理体系。各炼钢厂均建立以厂长或主管副厂长为主任、主要车间（科室）领导为成员的节能管理委员会，各车间也成立了相应的节能领导小组，在班组设立节能小组，构成三级节能网络，为促进各厂节能工作的开展提供了组织保证。
3 结语
钢铁公司炼钢系统各炼钢厂通过推进节能技术进步、加强生产操作管理和强化节能管理，能源消耗逐年减少，从而保证了炼钢系统生产成本的降低和某钢铁厂市场竞争力的提高，为实现钢铁厂的可持续发展作出了积极的贡献。
参考文献：
[1]魏建新.武钢节能的实践与探讨.武钢技术，2002，40（4）
[2]魏建新.武钢平炉改转炉系统工程综合分析.第六届全国工业炉学术年会论文集，2002
[3]周章华等.采用蓄热燃烧技术，降低钢包烘烤煤气消耗.中国金属学会能源与热工2002学术年会论文集，2002
【关键词】 节能；炼钢系统；转炉煤气回收
炼钢系统是钢铁企业重要的关键生产工序。虽然该系统的能源消耗量占钢铁联合企业能耗总量的比重并不太高，但由于在炼钢生产过程中会产生大量高温烟气，其利用效果如何不仅直接影响钢铁联合企业的燃气和蒸汽平衡，而且还影响到企业的环境保护工作。因此，炼钢系统的节能降耗是企业可持續发展的重要方面。
1 炼钢厂概况
某炼钢公司炼钢系统现有三个转炉炼钢厂，2013年共生产合格连铸坯856259万t，能源消耗总量为10282万t。
第一炼钢厂原是一个平炉炼钢厂，2005年进行技术改造，淘汰了落后的平炉）模铸生产工艺，建成了2座100t顶底复合吹炼转炉和2台5机5流方坯连铸机等工艺装备，该厂年生产能力为170万吨连铸方坯。2013年该厂生产171109万吨钢坯，全厂工序能耗为1616kg/t，其中炼钢工序能耗为-011kg/t，连铸工序能耗为1617kg/t。
第二炼钢厂拥有3座90t顶底复合吹炼转炉和3台弧型板坯连铸机及1台直弧型板坯连铸机等工艺装备，该厂年生产能力为240万吨连铸板坯。2013年该厂生产203102万吨钢坯，全厂工序能耗为1719kg/t，其中炼钢工序能耗为100kg/t，连铸工序能耗为1719kg/t。
第三炼钢厂拥有2座250t顶底复合吹炼转炉和2台双流弧型板坯连铸机等工艺装备，该厂年生产能力为350万吨连铸板坯。2013年该厂生产371137万吨钢坯，全厂工序能耗为817kg/t，其中炼钢工序能耗为-417kg/t，连铸工序能耗为1314kg/t。
2005年以来，某钢铁厂炼钢系统钢坯产量由2005年的608112万t增加到2013年的856259万t，增长22.15%，能源消耗总量由2005年的20189万t下降到2013年的10282万t，下降53.15%，实现了节能增产。第三炼钢厂转炉工序从2006年4月份开始实现负能炼钢，成为国内第二家实现转炉负能炼钢的钢厂。2013年第一炼钢厂、第二炼钢厂的转炉炼钢工序能耗也分别达到-011、0kg/t，实现了负能炼钢的目标。
2 钢铁厂炼钢系统降低能源消耗的对策措施
2005年以来，某钢铁厂炼钢系统通过淘汰落后生产工艺，不断降低各种能源介质消耗和加强煤气、蒸汽回收，保证了该系统能源消耗的不断降低。
2.1落实国家产业政策，淘汰了落后的平炉-模铸生产工艺
为了落实国家钢铁工业产业政策，某钢铁厂从企业实际出发，实施了第一炼钢厂“平炉改转炉”技术改造项目。该工程总投资控制在615亿元以内，主要设备包括2座100t顶底复吹转炉、1座100tLF钢包精炼炉、1套100t双工位VD真空精炼装置及2台5机5流方坯连铸机和全自动控制系统，并采用铁水脱硫、转炉冶炼、炉外精炼、连铸的具有20世纪90年代国际先进水平的生产工艺，设计年产钢170万t工程于1998年3月开工，仅用了8个月时间两座转炉分别建成投产，半年后2台主要从奥钢联引进技术的高效方坯连铸机一次拉坯成功，标志着某钢铁厂在国内特大型钢铁联合企业中率先淘汰了落后的“平炉-模铸-初轧”生产工艺，实现了“铁水预处理-转炉-炉外精炼-连铸”的先进生产工艺，连铸比达到100%[1]。炼钢工艺的改变，为某钢铁厂带来了巨大的节能效果，年节能量达30万t。
2.2降低煤气消耗
2.2.1采用高效蓄热式燃烧技术改造钢包烘烤装置钢水罐和中间罐烘烤是炼钢系统各厂的煤气消耗大户。三个炼钢厂原来采用的套筒式烘烤装置是利用冷空气助燃，加热钢包后的1100℃以上的高温烟气，未经利用全部直接排到大气中，不仅浪费能源，而且使工作环境温度升高，造成环境污染。而高效蓄热式燃烧技术的加热装置具有以下特点：（1）使助燃空气的预热温度几乎达到钢包内气体温度，烟气排放温度低，可显著节约煤气；（2）交替燃烧使钢包内气体流动状态紊乱，钢包内壁温度均匀；（3）采用分段燃烧，显著降低NOx含量。因此，某钢铁厂三个炼钢厂均采用高效蓄热式燃烧技术改造钢包烘烤装置。第一炼钢厂将消耗煤气的中间包烘烤装置全部改造为蓄热式烧嘴，钢水罐的烘烤装置改造了60%；二炼钢厂和三炼钢厂也分别将其部分钢包烘烤器改造为蓄热式烧嘴[2]。应用30%-60%，并且改善了生产现场的工作环境。
2.2.2加强钢包烘烤操作管理为降低煤气消耗，各钢厂都采取措施、合理安排生产品种，优化生产工艺，加快钢水罐周转，减少周转罐数量。同时制定合理的烘烤热工制度，对钢水罐和中间罐烘烤用煤气实行定额管理、超标考核、达标奖励。三炼钢厂还对钢包盖升降传动设备进行了改造，用电液缸取代了电动缸，减小了钢包盖开口度，提高了烘烤效率，减少了热损失。
2.3降低电力消耗
电力在炼钢系统能源介质消耗中所占的比重最大，因此，各炼钢厂均将降低电耗作为节能的重点，采取措施降低电能消耗。如一炼钢厂增加了钢水罐保温盖，并加强管理，减少事故回炉钢水进LF炉次数，提高操作水平，降低了LF炉电耗；将转炉/OG03台给水泵电机进行变频调速改造，改造后电机变频恒压工作，节电33%；在方坯连铸机二冷风机上了软启动装置。二炼钢厂将4台连铸机排气风机改造为变频调速，根据气候、生产状况的变化对转速进行调整，年节电达35万kWh。三炼钢厂对原有的主风机软启动进行了改造，改造后，在不生产时可将风机停运，生产开始后再使其满载启动，此项改造年节电量达201万kWh。
2.4提高煤气回收量和热值
转炉煤气是转炉工序能耗组成中最重要的能源介质，吨钢煤气回收量的多少对转炉工序能耗高低影响很大。近年来，某钢铁厂炼钢系统各厂一直采取各种各样的措施，提高转炉煤气回收率，转炉煤气回收量逐年提高。 一炼钢厂把风机和煤气回收设备列为A类管理点，运行车间增加了旋湿器格板，提高了烟气处理量；摸索转炉煤气回收规律，力争在生产过程中增加回收量并采用降罩操作，以提高煤气热值，2013年吨钢回收煤气达75m3。同时，与计量部门联手共同管理计量控制设备，把分析仪表故障率降到最低点，以保证煤气正常回收。
二炼钢以提高转炉煤气回收率为中心，确保设备运行精度，强调生产按标准操作，杜绝氧高报警，协调生产与使用的匹配，减少煤气柜柜满拒收，2013年吨钢煤气回收量达75m3。
三炼钢从管理入手，将煤气回收系统设备列为重点维护和点检设备，加强点检和维护，确保设备正常运行。其中2010年该厂煤气回收率达到了95.14%，吨钢回收煤气量达到110m3。2013年因煤气用户不足、煤气回收气柜柜容限制，煤气回收率仍达92.13%，吨钢回收煤气量达96m3。同时，加强燃气和计控管理单位的联系，在用户少时设法多回收高热值煤气，并针对计控探头堵塞的现象进行了攻关，基本杜绝了因探头堵塞而引起的连续多炉煤气不能回收的问题[3]。
2.5采用溅渣护炉工艺，提高转炉炉龄
某钢铁厂二炼钢从2005年5月开始采用复吹转炉溅渣护炉技术，成功开发研究出炉渣--金属蘑菇头快速生成技术、顶吹氮气溅渣和底部吹气辅助溅渣技术、转炉长寿复吹技術，实现了复吹与溅渣同步应用，使溅渣后的复吹比达100%。在前几年分别创造出15208炉、19238炉和22766炉复吹炉龄世界记录的基础上，2013年再次创造出了29942炉的复吹炉龄世界新记录。一、三炼钢也采用了复吹转炉溅渣护炉技术，2013年炉龄分别达到14853炉和9966炉，均为全国转炉炼钢指标一流水平。
2.6不断提高职工的节能意识，强化三级节能管理网络
多年来，钢铁公司炼钢系统各厂积极参加集团公司组织的每年一次的“全国节能宣传周”活动，大力宣传节能降耗、降低成本的重要性和紧迫性，使广大职工节能的自觉性、主动性和责任感不断提高。同时，炼钢系统各厂还始终坚持不断完善和强化节能管理的领导机构和管理体系。各炼钢厂均建立以厂长或主管副厂长为主任、主要车间（科室）领导为成员的节能管理委员会，各车间也成立了相应的节能领导小组，在班组设立节能小组，构成三级节能网络，为促进各厂节能工作的开展提供了组织保证。
3 结语
钢铁公司炼钢系统各炼钢厂通过推进节能技术进步、加强生产操作管理和强化节能管理，能源消耗逐年减少，从而保证了炼钢系统生产成本的降低和某钢铁厂市场竞争力的提高，为实现钢铁厂的可持续发展作出了积极的贡献。
参考文献：
[1]魏建新.武钢节能的实践与探讨.武钢技术，2002，40（4）
[2]魏建新.武钢平炉改转炉系统工程综合分析.第六届全国工业炉学术年会论文集，2002
[3]周章华等.采用蓄热燃烧技术，降低钢包烘烤煤气消耗.中国金属学会能源与热工2002学术年会论文集，2002