鋼鐵冶煉系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用探討

王 宏，譚起兵

(天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院，天津300400)

0 引言

能源問題是人類社會不斷進(jìn)步過程中的一個永恒發(fā)展問題，隨著社會的進(jìn)步和發(fā)展，人類對自然能源的消耗量也在不斷加大，加之自然能源自身的不可再生性，所以，能源問題已成為困擾全人類的核心問題，我國能源形勢一樣處于困境，人口基數(shù)大、人均占有率少、能源浪費(fèi)嚴(yán)重等都是我國能源領(lǐng)域的突出問題。 作為鋼鐵大國，我國鋼鐵產(chǎn)量一直居于世界前列，鋼鐵生產(chǎn)需要消耗大量的自然能源，所以，推動鋼鐵行業(yè)走上節(jié)能減排之路對于環(huán)境保護(hù)、能源保護(hù)意義重大。 近幾年，我國針對鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也提出了不少政策法規(guī)，一定程度上對鋼鐵冶煉的能源消耗問題起到了一定的控制作用，鋼鐵企業(yè)亟待加速調(diào)整企業(yè)結(jié)構(gòu)，積極研究節(jié)能技術(shù)，優(yōu)化行業(yè)格局，推動行業(yè)走上綠色、可持續(xù)發(fā)展道路。

1 鋼鐵冶煉系統(tǒng)的節(jié)能問題思考

在我國鋼鐵冶煉系統(tǒng)當(dāng)中，最大的節(jié)能技術(shù)問題就是方法單一。 我國鋼鐵行業(yè)在發(fā)展期間，節(jié)能問題廣受社會各界的重視，盡管行業(yè)一直在提出要走節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展道路，但在具體的實踐當(dāng)中，因為技術(shù)手段、技術(shù)效果等各種因素的限制，鋼鐵行業(yè)的節(jié)能發(fā)展很難取得成效，單一性的節(jié)能技術(shù)還會使鋼鐵冶煉生產(chǎn)效率被降低。 由此，想要有效提高鋼鐵冶煉的節(jié)能效果并保證一定的生產(chǎn)效率，就需要引入先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，立足于鋼鐵冶煉系統(tǒng)投入大量的資金，積極開發(fā)、應(yīng)用現(xiàn)代化節(jié)能技術(shù)。 事實上，盡管社會發(fā)展對鋼鐵的需求量極大，但鋼鐵冶煉行業(yè)的資金效益依然不容樂觀， 可以說，除了技術(shù)問題之外，成本資金問題也是影響鋼鐵冶煉節(jié)能發(fā)展的一個重要因素， 從這一點看，鋼鐵冶煉系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用還需要有充足的資金支持，所以，提高鋼鐵冶煉系統(tǒng)的節(jié)能效果，除了要以先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)為支撐，還需要有充足的資金投入作保障。

2 鋼鐵冶煉系統(tǒng)的節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 節(jié)能工作初見成效

近幾年， 因為國家層面對于鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排問題不斷提高重視，且提出了具體的減排指標(biāo)，所以， 在國家節(jié)能方針的推動下， 鋼鐵行業(yè)也快速行動、有效落實，以提高管理水平、積極應(yīng)用新技術(shù)等方式來優(yōu)化各項指標(biāo)并取得了一些初步的工作成效。 首先表現(xiàn)在鋼鐵企業(yè)紛紛著手建立能源綜合管理體系，節(jié)能意識已在鋼鐵企業(yè)當(dāng)中充分植入，基于國家的協(xié)調(diào)布局，鋼鐵企業(yè)的節(jié)能目標(biāo)、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)也較為明確和具體， 鋼鐵企業(yè)需要做的就是協(xié)調(diào)各項優(yōu)勢資源，多方把控，全面開啟能源改革工作。 其次是鋼鐵行業(yè)對于先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的引入和應(yīng)用工作提高了重視， 開始分析影響耗能的主要因素并進(jìn)行針對性的控制和解決，由此，我國鋼鐵企業(yè)的綜合耗能也有所下降， 且多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)期間還充分融入了能源回收、二次利用發(fā)展理念，調(diào)查可知，想要進(jìn)一步提高鋼鐵冶煉系統(tǒng)的節(jié)能成效， 先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用是非常重要的。 我國鋼鐵冶煉系統(tǒng)初步取得的節(jié)能工作成效還體現(xiàn)在鋼鐵企業(yè)環(huán)保指標(biāo)的優(yōu)化方面，比如煙塵排放量、固體廢棄物生產(chǎn)量、粉塵排放量、新水消耗量等指標(biāo)都在不斷優(yōu)化，這足以表示鋼鐵冶煉為環(huán)境帶來的負(fù)擔(dān)在不斷弱化。 盡管取得了一定的成效， 但目前的鋼鐵冶煉節(jié)能發(fā)展還存在明顯的不均衡問題，所以，鋼鐵企業(yè)仍需積極努力，在節(jié)能環(huán)保之路上繼續(xù)開拓進(jìn)取。

2.2 與發(fā)達(dá)國家比仍有差距

上文說到我國鋼鐵企業(yè)的發(fā)展存在不均衡的問題，各企業(yè)發(fā)展水平參差不齊，有些企業(yè)的發(fā)展已經(jīng)趕上國際水平， 但還有很多企業(yè)的發(fā)展與國外仍存在不小的差距， 這種差距可通過以下幾個方面體現(xiàn)出來：首先是新水的消耗量存在差距，且水資源的利用率也不相同， 這是因為各企業(yè)所用到的水資源利用技術(shù)不同；其次是治理程度方面，在國外，針對鋼鐵冶煉的污染問題會進(jìn)行大范圍、全過程地治理，并且有一定的治理深度； 另外一方面是設(shè)備的先進(jìn)程度上的差別，我國企業(yè)應(yīng)用先進(jìn)設(shè)備的比率較低；最后是發(fā)展理念方面的差距，管理模式、發(fā)展思想都和國外有一定差距，可見，在節(jié)能減排發(fā)展之路上，我國鋼鐵企業(yè)需要努力的方面還有很多。

2.3 主要采用技術(shù)節(jié)能的節(jié)能方式

鋼鐵行業(yè)發(fā)展的節(jié)能方法有很多種，其中技術(shù)節(jié)能是最為重要，對鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作所起到的促進(jìn)作用也更加明顯。 技術(shù)節(jié)能能夠很好地控制鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)成本，并且可促進(jìn)企業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整。 想要達(dá)到我國十三五所提出的鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排目標(biāo)，沒有技術(shù)的支持是無法實現(xiàn)的，所以，鋼鐵企業(yè)的技術(shù)升級刻不容緩，對此，企業(yè)首先是要積極引入和推廣先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，因為我國鋼鐵企業(yè)一直存在能源利用率不高的問題，所以，在鋼鐵冶煉的各個環(huán)節(jié)，都要重視并積極改善這一問題；另外是要淘汰落后、高污染、低效能設(shè)備，以新型設(shè)備來取代，這樣雖然會加大企業(yè)的成本投入，但能夠很好地提高生產(chǎn)效能，且能夠更好地符合節(jié)能減排發(fā)展要求。

3 鋼鐵冶煉系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

3.1 轉(zhuǎn)爐冶金純凈鋼

轉(zhuǎn)爐純凈鋼技術(shù)不僅能夠充分保證鋼的純凈度，還可以對鋼種的其他非金屬雜質(zhì)進(jìn)行很好地抑制。當(dāng)前來說，在現(xiàn)代技術(shù)不斷進(jìn)步的同時，該項技術(shù)各項指標(biāo)也有所提高， 比如要求S 的數(shù)值要低于0.01%，要求N 值要低于20 ppm。 在該技術(shù)中，以科學(xué)設(shè)立模型的方式，結(jié)合高精監(jiān)測儀器，對煉鋼爐的熔池進(jìn)行攪拌，可以更加有效的控制和把握轉(zhuǎn)爐的溫度與鋼水成分，減少冶煉過程中產(chǎn)生的額外能源消耗，并且可以有效減少吹爐次數(shù)，通過多個方面的協(xié)調(diào)來有效保障節(jié)能減排的成效。

3.2 余熱技術(shù)

在鋼鐵冶煉系統(tǒng)當(dāng)中，燒結(jié)余熱資源是可回收的，燒結(jié)余熱可以在余熱方面進(jìn)行合理應(yīng)用，對余熱資源進(jìn)行充分利用，可以很好地控制資源浪費(fèi)的問題。 目前我國鋼鐵冶煉系統(tǒng)當(dāng)中紛紛開始研究和應(yīng)用燒結(jié)余熱技術(shù)，以期將該技術(shù)成功應(yīng)用于鋼鐵冶煉系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)，使其在發(fā)電環(huán)節(jié)發(fā)揮更大效用。 在我國鋼鐵冶煉系統(tǒng)中，燒結(jié)余熱技術(shù)都是一項頗受關(guān)注的技術(shù)手段，鋼鐵企業(yè)對該項技術(shù)的研究步伐從來沒有停止，為的是基于該項技術(shù)的支持來盡可能地節(jié)省冶煉期間的電能消耗。

3.3 二十一世紀(jì)新焦制造技術(shù)

該技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高鋼鐵冶煉的生產(chǎn)效率，并且能夠有效保障煤炭資源的利用率。 具體來說，該項技術(shù)的應(yīng)用就是在焦?fàn)t未裝料時先進(jìn)行煉焦原料煤的快速加熱預(yù)處理，由此可以很好地保障焦炭質(zhì)量，且可以合理控制并縮短煉焦用時。 對比傳統(tǒng)的煉焦技術(shù)來說，該技術(shù)有諸多優(yōu)勢，比如可以使低品位煤在原料煤炭中的比率得到大幅提高，配比可達(dá)四成左右，相應(yīng)抑制強(qiáng)粘結(jié)性煤的需求量，加強(qiáng)煤炭綜合利用率；其次，該項技術(shù)可預(yù)處理原材料，由此可進(jìn)一步縮短生產(chǎn)時間，并且可以控制干餾爐的使用數(shù)量，有效控制生產(chǎn)成本和設(shè)備維護(hù)成本；另外，利用該技術(shù)進(jìn)行鋼鐵冶煉時，可以縮減各類氣體的排放量，可降低粉塵、氮氧化合物排放30%左右， 每年可縮減二氧化碳排放量50 萬噸，除了幫助鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能之外還可以對生態(tài)環(huán)境起到保護(hù)作用。

3.4 煤調(diào)濕技術(shù)

煤調(diào)濕技術(shù)是以加熱裝煤爐的方式來控制其水分含量，作為預(yù)處理煤技術(shù)中的一種，在該技術(shù)中，不管原料的含水量如何，爐煤水分都可以保證在4.5%-5.5%之間的范圍內(nèi)穩(wěn)定波動， 該技術(shù)可以很好地促進(jìn)焦?fàn)t生產(chǎn)效能的提升，節(jié)能效果非?？捎^。 該技術(shù)的應(yīng)用可以對爐煤水分進(jìn)行控制，保證水分處于合理的范圍內(nèi)， 由此使煉焦所需耗能減少，除此之外，該項技術(shù)的應(yīng)用還可以有效保證焦?fàn)t生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

3.5 回收發(fā)電技術(shù)

在鋼鐵冶煉期間，高爐爐頂煤氣產(chǎn)生的壓力非常大，若可以在爐頂建立發(fā)電系統(tǒng)，則可以用這些壓力進(jìn)行發(fā)電，對能量進(jìn)行回收利用。 煤氣回收發(fā)電裝置除了可以基于爐頂煤氣發(fā)電之外，還能夠?qū)崟r、合理地控制爐頂壓力，可以很好地控制鋼鐵冶煉期間的廢氣排放問題，弱化鋼鐵冶煉過程對環(huán)境造成的污染。 在安裝期間需要注意的是，為保證技術(shù)的發(fā)電效率，通常需要將干法除塵設(shè)施安裝到發(fā)電裝置當(dāng)中， 這樣可以使單位時間發(fā)電量得到提高，大大提高發(fā)電效率。

4 結(jié)語

綜上所述，作為高耗能產(chǎn)業(yè)，鋼鐵產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展一方面在推動整個社會文明的進(jìn)程，另一方面也為社會帶來了較大的環(huán)境負(fù)擔(dān)，很大程度上限制了社會的綠色發(fā)展進(jìn)程。 十三五期間，我國針對鋼鐵企業(yè)的發(fā)展提出了具體的節(jié)能減排指標(biāo)，怎樣通過技術(shù)更新的方式來提高鋼鐵行業(yè)的節(jié)能效果，這是所有鋼鐵企業(yè)都需要高度重視、深入研究的問題。 近幾年，在進(jìn)行技術(shù)改革的基礎(chǔ)上，我國鋼鐵企業(yè)已經(jīng)取得一定的綠色發(fā)展成果，但整體上看仍存在均衡性不足的問題，諸多新技術(shù)還有待進(jìn)一步推廣應(yīng)用，鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排之路還有很長。