鋼鐵工業(yè)節(jié)能技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用

唐勇

摘要：鋼鐵行業(yè)對我國經(jīng)濟(jì)的快速增長起到了積極的促進(jìn)作用。然而，鋼鐵行業(yè)作為高耗能的行業(yè)，它的快速發(fā)展帶來了諸 多社會問題，尤其造成了日益嚴(yán)重的污染問題。黨的十八大以來，建設(shè)生態(tài)文明已經(jīng)成為我國研究的關(guān)鍵課題之一，節(jié)能減 排在全球逐漸掀起了熱潮，因此，通過各種節(jié)能技術(shù)降低鋼鐵冶煉的能耗是整個鋼鐵行業(yè)的首要任務(wù)。需要切實(shí)落實(shí)好鋼鐵 行業(yè)的節(jié)能減排工作，促進(jìn)環(huán)境友好與能源循環(huán)利用。

關(guān)鍵詞：鋼鐵工業(yè)；節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：F426.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）06-0148-01

引言

目前全球資源、能源緊缺嚴(yán)重，要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須通過

節(jié)能降耗，循環(huán)發(fā)展的模式實(shí)現(xiàn)資源的充分利用和合理配置。國內(nèi) 鋼鐵行業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式已經(jīng)走入正軌，節(jié)能降耗也初見端倪，很 多指標(biāo)達(dá)到或超過了世界同行業(yè)水平。同時，也應(yīng)該看到我們的大 部分能耗指標(biāo)與國際冶金行業(yè)水平還有距離。因此我們?nèi)匀贿€有很 多方面有潛可挖，所以我們一定要在節(jié)能降耗上實(shí)現(xiàn)重大突破。

1 節(jié)能建設(shè)中存在的問題

作為資源大國，在鋼鐵生產(chǎn)過程中，只注重商品生產(chǎn)的技術(shù)和

過程，很少去關(guān)心能源的的消耗以及資源的利用率，造成高成本、 低產(chǎn)量、高污染的狀況。鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)和資源使用技術(shù)較落后。目 前中國雖然產(chǎn)粗鋼量穩(wěn)居世界第一，但是我國的生產(chǎn)技術(shù)較為落后，

導(dǎo)致原料和能源的利用率較低，因此我國需要加強(qiáng)對生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu) 化，降低生產(chǎn)消耗。鋼鐵生產(chǎn)流程中熱回收率低。目前發(fā)達(dá)國家鋼 鐵工業(yè)對余熱能源的回收率高達(dá) 90%，但中國較為有代表性的鋼鐵 制造商僅為 25.8%。同時我國對熱能回收的研究相對落后，能源轉(zhuǎn) 化關(guān)鍵技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備不完善是余熱回收率低的根本原因。

2 節(jié)能技術(shù)在鋼鐵冶煉中的應(yīng)用探究

2.1 轉(zhuǎn)爐冶煉純凈鋼技術(shù)

轉(zhuǎn)爐純凈鋼技術(shù)是在提高鋼的純凈度同時控制鋼中的其他非金 屬的雜物的數(shù)量和形態(tài)?，F(xiàn)階段，隨著技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù) 指標(biāo)不斷提高，其中 N 值要求不高于 20ppm，S 的數(shù)值要求不高于 0.01%。該技術(shù)通過建立科學(xué)的模型，采用先進(jìn)的監(jiān)測儀器，對煉鋼 爐的熔池進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁瑥亩軌蚩茖W(xué)合理的控制爐內(nèi)溫度和鋼水 的組成成分，減少煉鋼過程中不必要的消耗，降低吹爐次數(shù)，從而 達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2.2 廢鋼預(yù)熱型電弧爐技術(shù)

電弧爐在冶煉過程中不可避免地產(chǎn)生大量的熱能和化學(xué)能。經(jīng)

研究發(fā)現(xiàn)，隨著煉鋼爐內(nèi)氧化作用的不斷進(jìn)行，廢氣所帶走的熱量 也隨之增加。鋼鐵冶煉中廢氣所帶走的熱量占總能耗的比例很大， 如果能夠降低或者回收廢氣所帶走的熱量，將能夠大大的提高鋼鐵 冶煉的節(jié)能水平。廢鋼預(yù)熱型電弧爐技術(shù)的本質(zhì)就是采用冶煉廢氣 對廢舊鋼材原料進(jìn)行預(yù)熱，從而降低能量的損耗。經(jīng)科學(xué)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)， 冶煉廢氣每使廢舊鋼材原料的溫度上升 50 攝氏度，則能夠減少 10kWh/t 的能量損耗，由此可見采用該技術(shù)能夠有效的降低鋼鐵冶 煉的能量損耗，該技術(shù)現(xiàn)已成為鋼鐵冶煉節(jié)能的重要技術(shù)措施。

2.3 回收發(fā)電技術(shù)

鋼鐵冶煉系統(tǒng)的節(jié)能方面，專門安裝了回收裝置，如：高爐煤

氣余壓透明發(fā)電裝置，把高爐爐頂煤氣產(chǎn)生的壓力，轉(zhuǎn)化成電能， 此類回收發(fā)電的方法，一方面表明了節(jié)能作用，另外一方面降低了 冶煉過程中的環(huán)境污染，還可以在高爐運(yùn)行的過程中，穩(wěn)定爐頂?shù)?實(shí)際壓力。為了提高回收發(fā)電的效率，鋼鐵冶煉系統(tǒng)在高爐煤氣余 壓透明發(fā)電裝置中，增設(shè)了干法除塵裝備，強(qiáng)化回收發(fā)電。

2.4 SCOPE21 煉焦技術(shù)

SCOPE21 煉焦技術(shù)能夠有效的提高鋼鐵冶煉的生產(chǎn)效率，提高

煤炭資源利用率，該技術(shù)是一項(xiàng)逐漸被推廣應(yīng)用的環(huán)境友好型節(jié)能 減排技術(shù)。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程是先在焦?fàn)t裝料前對煉焦原料煤進(jìn)行 快速加熱預(yù)處理，這樣能夠有效的提高焦炭質(zhì)量，并且能夠大大的 降低煉焦生產(chǎn)時間。與傳統(tǒng)的煉焦技術(shù)相比較 SCOPE21 煉焦技術(shù)具 有如下優(yōu)點(diǎn)：該煉焦技術(shù)能夠明顯提高低品位煤在原料煤中的比例，

配比能夠增加到 40%左右，有效的降低強(qiáng)黏結(jié)性煤的需求量，從而 提高煤炭的綜合利用；該技術(shù)會對原料進(jìn)行預(yù)處理，因此能夠有效 縮短生產(chǎn)時間，提高煉焦生產(chǎn)效率，同時也能夠減少干餾爐的使用 數(shù)量，從而降低設(shè)備購買及維護(hù)費(fèi)用；采用該技術(shù)能夠有效降低各 種氣體的排放，每年氮氧化合物及粉塵的排放量能夠降低30%左右，二氧化碳的排放量每年降低50 萬噸左右，在節(jié)能的同時能夠有效保 護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

2.5 煤調(diào)濕技術(shù)

煤調(diào)濕技術(shù)能夠通過加熱裝爐煤以達(dá)到降低其水分含量，其屬

于煤的預(yù)處理技術(shù)。該技術(shù)的核心是無論原料中含有的水分是多少， 但爐煤的水分的變化范圍必須在4.5%至5.5%之間。該技術(shù)能夠顯著 提高焦?fàn)t的生產(chǎn)能力，能夠極大的實(shí)現(xiàn)節(jié)能。該技術(shù)能夠有效降低 爐煤的水分，將其控制在合理的區(qū)間，從而節(jié)省煉焦時需要消耗的 能量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，并且利用該技術(shù)能夠提高焦?fàn)t生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

3 節(jié)能技術(shù)在軋鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用探究

3.1 電機(jī)節(jié)能技術(shù)

在軋鋼生產(chǎn)中，軋機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵等的運(yùn)行會消耗大量的電能。 運(yùn)用節(jié)能技術(shù)對這些設(shè)備進(jìn)行處理能夠避免軋鋼中的電能浪費(fèi)，對 于實(shí)現(xiàn)軋鋼節(jié)能具有重要的意義。電能的節(jié)能技術(shù)主要是對電機(jī)進(jìn) 行優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免在軋鋼生產(chǎn)中存在“大馬拉小車”的情況。軋鋼 設(shè)備的運(yùn)行主要采用的變頻調(diào)速技術(shù)，通過節(jié)能技術(shù)可以把這個過 程中的電能消耗降低20%-40%。

3.2 降低鋼坯溫度鋼坯的溫度

對于軋鋼工序中的能源消耗有直接的影響，為了節(jié)省熱電能和

鋼材氧化的消耗，企業(yè)在軋鋼中可以適當(dāng)?shù)慕档弯撆鞯臏囟?。但?企業(yè)在降低鋼坯的溫度上不能隨意而為，要根據(jù)鋼坯出爐時的加熱 溫度、斷面溫差等控制鋼坯的溫度。其中，鋼坯的出爐溫度和斷面 的溫差是各個階段實(shí)際參數(shù)相耦合的結(jié)果。在軋鋼的過程中，不同 階段的耦合結(jié)果是不相同的，在降低鋼坯溫度的時候，企業(yè)可以參 考耦合記錄，把加熱溫度降低到 35℃左右。此外，在軋鋼工序中，

如果熱軋鋼坯超過 300℃，企業(yè)一定要降低加熱溫度，減少加熱時 間。

3.3 蓄熱式燃燒技術(shù)

加熱爐是軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)中重要組成部分。研究結(jié)果顯示，如果

對加熱爐采用蓄熱燃燒的方式，能夠有效降低能源消耗，降低值可 達(dá) 20%左右。蓄熱式燃燒技術(shù)的核心作用就是循環(huán)利用加熱爐內(nèi)剩 余的煙氣熱量，有效提高了燃料的使用率，降低了能耗，又減少了 廢氣的排放，有效維持了生態(tài)系統(tǒng)的平衡。從企業(yè)經(jīng)營角度來看， 蓄熱燃燒技術(shù)降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因其以上 諸多優(yōu)點(diǎn)，蓄熱式燃燒技術(shù)得到了社會各界的廣泛認(rèn)可，并且在軋 鋼生產(chǎn)過程中迅速普及應(yīng)用。

3.4 低溫軋制與軋制工藝潤滑技術(shù)

低溫軋制技術(shù)是軋鋼節(jié)能技術(shù)研究的重要突破點(diǎn)之一。低溫軋

制所需工作溫度較低，可以有效減少燃料的消耗，但同時材料的變 形抗力和軋制功率也隨之增大。經(jīng)過大量生產(chǎn)實(shí)踐證明，低溫軋制 在降低燃料消耗與氧化鐵量上帶來的經(jīng)濟(jì)效益，完全可以抵消甚至 超過因低溫軋制而不得不提高軋制功率所增加的成本投入。工藝潤 滑技術(shù)能降低軋機(jī)在軋制時的能耗，實(shí)驗(yàn)表明熱軋工藝的潤滑技術(shù) 能夠有效降低軋制動力的消耗，約為 8%左右。

結(jié)束語

有效的更新技術(shù)，從而達(dá)到大幅度節(jié)約能耗的目的促使企業(yè)積

極響應(yīng)十二五規(guī)劃的號召。所有鋼鐵工業(yè)現(xiàn)存的問題都需要企業(yè)通 過技術(shù)與管理的改革來消滅。近些年來，我國的鋼鐵行業(yè)通過自己 的努力以及國家的支持，已經(jīng)在技術(shù)的革新上取得了很大程度的進(jìn) 步，但面對鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)還需要進(jìn)行不斷的技術(shù) 創(chuàng)新來促進(jìn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]我國鋼鐵業(yè)開始重點(diǎn)推廣節(jié)能技術(shù)[J].中國資源綜合利

用.2005（09）