淺談金屬冶煉的節(jié)能技術(shù)途徑和新探索

張勇福

【摘要】 探索了在企業(yè)轉(zhuǎn)換經(jīng)營(yíng)機(jī)制、政府轉(zhuǎn)變職能的新形勢(shì)下，為進(jìn)一步推動(dòng)冶金節(jié)能事業(yè)的發(fā)展，行業(yè)節(jié)能宜應(yīng)采取的工作方式及途徑，其中包括部能源辦“宏觀要搞好，微觀要放開(kāi)”，要體現(xiàn)“指導(dǎo)、監(jiān)督、協(xié)調(diào)、服務(wù)”的工作方針；企業(yè)自己要管自己的節(jié)能工作；今后要更多地依靠物價(jià)、稅收、信貸等經(jīng)濟(jì)杠桿引導(dǎo)企業(yè)的節(jié)能行為；強(qiáng)化“冶金部節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心”的職能；創(chuàng)建節(jié)能實(shí)業(yè)公司，走節(jié)能事業(yè)產(chǎn)業(yè)化的道路.

【關(guān)鍵詞】 鋼鐵工業(yè)； 能源管理； 節(jié)能；

冶金的能源主要有氣體燃料，液體燃料和固體燃料。我國(guó)鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排形勢(shì)嚴(yán)峻，與發(fā)達(dá)國(guó)家之間存在著一定差距，由此帶來(lái)的環(huán)境污染，引起國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視，冶金的節(jié)能減排勢(shì)在必行。節(jié)能的途徑和技術(shù)措施多種多樣，可從冶金的各個(gè)過(guò)程入手。

一.冶金的能源

在冶金生產(chǎn)中使用的燃料品種很多，包括各種氣體燃料（煤氣）、液體燃料（重油、柴油、焦油）和固體燃料（煤、焦炭）等。

二. 中國(guó)鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀

鋼鐵工業(yè)是高物流、高能耗、高污染的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。目前，鋼鐵工業(yè)總能耗已占全國(guó)工業(yè)總能耗的15%左右，而鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的能源有效率僅為30%左右；全行業(yè)固體廢棄物回收利用率在53%，水資源利用率在40%左右。

從1990年到2006年，中國(guó)鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)了5.39倍，同時(shí)也帶來(lái)了能耗的急劇增加和環(huán)境負(fù)荷的加重，節(jié)能減排工作就顯得尤其重要。

三.鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的主要途徑

1.降低鐵鋼比：生鐵是高能耗產(chǎn)品，鐵鋼比高必然導(dǎo)致鋼鐵工業(yè)能耗上升。中國(guó)鋼鐵企業(yè)“十五”期間鐵鋼比從2000年的1.02下降到2006年的0.965，重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)鐵鋼比從0.916下降到0.88。由于鐵鋼比的降低，使得鋼鐵工業(yè)的能源消耗也降低，此項(xiàng)可節(jié)約1000多萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤

2. 提高綜合成材率：1995～2006年中國(guó)鋼鐵行業(yè)連鑄比從46.5%提高到98.57%，軋鋼綜合成材率由86.76%提高到95.65%。

3.開(kāi)發(fā)、應(yīng)用先進(jìn)節(jié)能技術(shù)

（1）干熄焦技術(shù)（CDQ）：鋼鐵企業(yè)焦化廠焦炭產(chǎn)量約7000萬(wàn)噸，干熄焦年發(fā)電量26億kwh。

（2）高爐余壓發(fā)電技術(shù)（TRT）：2006年1000m3以上高爐121座，全部配備TRT，年發(fā)電量約36億kwh。

（3）煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)（CCPP）：2006年底，中國(guó)鋼鐵企業(yè)已建了近10套利用低熱值煤氣的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置CCPP，年回收煤氣量3000億m3，年發(fā)電量100億kwh。

4. 加強(qiáng)能源管理

（1）能源管理中心以能源管理和能源轉(zhuǎn)換為目標(biāo)，確保生產(chǎn)用能的穩(wěn)定供應(yīng)；充分利用低價(jià)能源代替高價(jià)能源；集中管理與自動(dòng)化操作，提高能源利用效率。

（2）1991年寶鋼建立了能源管理中心，顯示出巨大的優(yōu)越性，鞍鋼、武鋼、首鋼、攀鋼、本鋼、太鋼等鋼廠都已準(zhǔn)備或正在建設(shè)能源中心。

四.冶金節(jié)能減排的技術(shù)措施

1.燒結(jié)過(guò)程節(jié)能減排。

（1） 降低固體燃料的消耗。固體燃料消耗在燒結(jié)工序能耗中占的比重最大，達(dá)75%～80%，降低工序能耗首先要考慮的是降低固體燃料的消耗。降低固體燃料消耗的措施包括控制燃料的粒度及粒度組成；燃料分次加入，改善固體燃料的燃燒條件；厚料層燒結(jié)；采用球團(tuán)燒結(jié)或小球燒結(jié)工藝。

（2） 熱風(fēng)燒結(jié)。熱風(fēng)燒結(jié)就是在燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火器后面，裝上保溫著火熱風(fēng)罩，往料層表面供給熱廢氣或熱空氣來(lái)進(jìn)行燒結(jié)的一種新工藝。熱廢氣溫度可高達(dá)600～800℃，也可使用200～250℃的低溫?zé)犸L(fēng)燒結(jié)。熱廢氣來(lái)源有煤氣燃燒的熱廢氣、燒結(jié)機(jī)尾部風(fēng)箱或冷卻機(jī)的熱廢氣，也有用熱風(fēng)爐的預(yù)熱空氣。

（3） 降低電耗. 電耗在燒結(jié)工序能耗中是僅次于固體燃料的第二大能耗，約占13%～20%。降低電耗也是降低燒結(jié)工序能耗的重要措施。具體措施包括減少設(shè)備漏風(fēng)率；采用變頻調(diào)速、電容補(bǔ)償；減少大功率設(shè)備空轉(zhuǎn)時(shí)間等。

（4） 提高自動(dòng)化控制裝備水平. 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)設(shè)備的連鎖控制、過(guò)程控制、過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)視、過(guò)程與設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視與報(bào)警、過(guò)程趨勢(shì)數(shù)據(jù)的采集與處理、報(bào)表打印、分析處理等。

2. 煉鐵過(guò)程與節(jié)能減排.

（1） 干熄焦技術(shù)（CDQ）. 干熄焦技術(shù)是符合我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的一項(xiàng)提高焦炭質(zhì)量、節(jié)約能源、改善環(huán)境的先進(jìn)技術(shù)。干熄焦技術(shù)起源于20世紀(jì)初的瑞士，此后前蘇聯(lián)、日本、德國(guó)在干熄焦裝置大型化、自動(dòng)化及環(huán)境保護(hù)方面陸續(xù)做了改進(jìn)。

（2） 精料（提高原燃料質(zhì)量）. 提高入爐礦石的品味：入爐礦石品位每提高1%，煉鐵焦比下降1.5%，生鐵產(chǎn)量升高2.5%，噸鐵渣量減少30kg，允許高爐增噴15kg/t煤粉。提高煉鐵原燃料轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度：酸性燒結(jié)礦（CaO/SiO2<1）堿度提高0.1，可降低煉鐵焦比3%-3.5%。焦炭耐磨強(qiáng)度M40提高1%，高爐利用系數(shù)提高4%，燃料比下降5.0kgce/t；M10減少0.2%，高爐利用系數(shù)提高5%，燃料比下降7.0kgce/t。高堿度燒結(jié)礦具有強(qiáng)度高、還原性能好的優(yōu)點(diǎn)。

（3） 提高煤比，降低高爐的入爐焦比和燃料比. 提高煤比：提高煤比可降低生鐵成本，但提高噴煤量時(shí)應(yīng)考慮自身的冶金條件，要做到提高噴煤量同時(shí)不降低置換比，使燃料比隨噴煤量的增加有所降低。調(diào)整燃料結(jié)構(gòu)：焦炭在爐內(nèi)的料柱骨架作用無(wú)法取代，低的優(yōu)質(zhì)冶金焦比例是煉鐵生產(chǎn)不斷追求的目標(biāo)之一。提高煤氣利用率。

（4） 提高風(fēng)溫. 熱風(fēng)是高爐煉鐵的廉價(jià)能源，熱量主要是用低熱值的高爐煤氣換來(lái)的，占高爐總熱量輸入的17%～ 19%。一般送風(fēng)溫度在1000～1200℃之間時(shí)，風(fēng)溫每增加100 ℃可降低焦比2.8%。高風(fēng)溫是高爐降低燃料消耗的最有力措施，也是大噴煤的基礎(chǔ)，同時(shí)也是降低生鐵成本和減少環(huán)境污染的有效手段?？刹扇∠铝写胧┨岣唢L(fēng)溫：改進(jìn)熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)；采用熱風(fēng)爐余熱預(yù)熱助燃空氣；提高煤氣熱值；熱風(fēng)爐采用自動(dòng)換爐、自動(dòng)燃燒控制技術(shù)。

（5） 提高TRT（高爐爐頂煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置）回收效率.煉鐵余能發(fā)電主要利用煉鐵產(chǎn)生的高爐煤氣的余能，既回收高爐煤氣、減少煤氣排放，又創(chuàng)造效益，是二次能源利用的最重要的技術(shù)之一。

五.冶金與工程管理的關(guān)系

現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)是社會(huì)分工越來(lái)越明確，社會(huì)生產(chǎn)越來(lái)越精細(xì)，專業(yè)隔離越來(lái)越明顯，隔行如隔山的情形越來(lái)越普遍；而另一方面，現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)卻越來(lái)越要求復(fù)合型的人才，即常說(shuō)的T型人才。單純的具有管理技能，或者是單純的具有工程技術(shù)的人才，已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。工程管理專業(yè)出來(lái)的同學(xué)，正是T型人才的典范，他們懂技術(shù)，又懂得管理，恰好適合社會(huì)所需。

冶金工程是研究從礦石等資源中提取金屬及其化合物、并制成具有良好加工和使用性能材料的工程技術(shù)領(lǐng)域。其工程碩士學(xué)位授權(quán)單位培養(yǎng)從事冶金技術(shù)及其理論、冶煉過(guò)程及控制、冶煉工藝及裝備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)改進(jìn)、冶煉成品性能改進(jìn)和檢測(cè)及冶金企業(yè)管理的高級(jí)工程技術(shù)人才

六.結(jié)束語(yǔ)

冶金是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)，是國(guó)家實(shí)力和工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志，它為機(jī)械、能源、化工、交通、建筑、航空航天工業(yè)、國(guó)防軍工等各行各業(yè)提供所需的材料產(chǎn)品?，F(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防及科技的發(fā)展對(duì)冶金工業(yè)不斷提出新的要求并推動(dòng)著冶金工程學(xué)科和工程技術(shù)的發(fā)展，反過(guò)來(lái)，冶金工程的發(fā)展又不斷為人類文明進(jìn)步提供新的物質(zhì)基礎(chǔ)。

六.參考文獻(xiàn)

1.薛正良， 鋼鐵冶金概論，冶金工業(yè)出版社 2008

2.黃希鈷， 鋼鐵冶金原理（第三版） ， 冶金工業(yè)出版社， 2002

3.王筱留， 鋼鐵冶金學(xué)，冶金工業(yè)出版社，1991

4.沈時(shí)英 ， 冶金概論 ， 冶金工業(yè)出版社，1988