鋼鐵冶煉系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)應用研究

王學萍

（甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學院，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

能源作為國家實現(xiàn)社會進步和經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著經(jīng)濟總量上升，對社會能源需求總量也不斷上升，同時也加重了對環(huán)境的污染程度，不僅是我國面臨嚴重能源危機，而且不利于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略推進。而鋼鐵產(chǎn)業(yè)作為社會發(fā)展中極為重要行業(yè)，為更好的發(fā)揮其對市場經(jīng)濟和社會的促進作用，應重視對節(jié)能技術(shù)的應用，以此降低煉鋼工序中對成本消耗，并降低生產(chǎn)中的污染，降低對環(huán)境影響。因此，相關(guān)人員應在鋼鐵冶煉系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，加強對節(jié)能技術(shù)應用。

1 鋼鐵冶煉系統(tǒng)節(jié)能現(xiàn)狀

1.1 鋼鐵冶煉系統(tǒng)取得了良好發(fā)展

近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對我國鋼鐵行業(yè)實際需求不斷提升，這就導致鋼鐵行業(yè)發(fā)展中能源消耗方面與日俱增，并且加劇了對企業(yè)周邊環(huán)境影響像。因此，相關(guān)部門和鋼鐵焊工業(yè)在節(jié)能減排方面提出了更加嚴格的要求，而鋼鐵行業(yè)在發(fā)展中也通過貫徹和落實各項節(jié)能減排政策，不斷深化企業(yè)內(nèi)部人員節(jié)能減排意識，尤其是管理人員。另外，在我國統(tǒng)一規(guī)劃與部署中，首先，要求行業(yè)嚴格執(zhí)行相關(guān)標準和要求，并借助有利條件，改革我國能源結(jié)構(gòu)與政策。其次，鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展中應積極學習、引進其他國家先進、完備技術(shù)與管理經(jīng)驗，提升對產(chǎn)品消耗重視程度，利用相應改善措施，做好能源二次利用[1]。

1.2 節(jié)能方式主要為技術(shù)節(jié)能

鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)中，可發(fā)揮節(jié)能作用的方式有多種，而技術(shù)節(jié)能屬于一種關(guān)鍵性措施，并且在應用中能夠發(fā)揮良好的效果，可降低鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)成本，已經(jīng)成為備受認可的方式。同時技術(shù)節(jié)能方式的使用，可在一定程度上促進鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)和經(jīng)營策略調(diào)整，對推動其實現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展具有重要作用?，F(xiàn)階段，我國已經(jīng)對鋼鐵企業(yè)開展節(jié)能減排工作提出了更加嚴格要求，而為保證節(jié)能減排工作開展達到既定目標，在實際進行生產(chǎn)工作中，提升了對節(jié)能技術(shù)的重視與應用，且開始對技術(shù)進行改進與創(chuàng)新，并將新型節(jié)能技術(shù)應用于生產(chǎn)中，在很大程度上減少了生產(chǎn)中存在的污染和能源消耗，使得我國鋼鐵企業(yè)向健康發(fā)展邁進。

1.3 節(jié)能技術(shù)落后于發(fā)達國家

目前，隨著我國不斷發(fā)展與建設(shè)，我國已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)大國，導致對鋼鐵產(chǎn)品的需求量不斷上升，而因我國鋼鐵開采技術(shù)已經(jīng)有了較長時間發(fā)展歷史，在開采方面效率較高。但長期受傳統(tǒng)冶煉技術(shù)影響，導致我國使用的鋼鐵冶煉技術(shù)依舊落后于發(fā)達國家，并且部分鋼鐵企業(yè)與國外企業(yè)鋼鐵冶煉技術(shù)相比，遠遠落后，具體而言體現(xiàn)在以下方面：首先，我國鋼鐵冶煉系統(tǒng)中，對水資源利用率低下，新水消耗量極大，未能對水資源利用方面進行整體合理安排，導致水資源面臨嚴重浪費現(xiàn)象。其次，我國鋼鐵冶煉過程中治療程度不斷，對污染源管控力度低下，能耗和污染方面治療不嚴格，與發(fā)展要求不符。再次，我國鋼鐵冶煉設(shè)備供應方面依舊落后于發(fā)達國家，且部分鋼鐵企業(yè)難以滿足內(nèi)部節(jié)能冶煉要求。最后，受我國鋼鐵行業(yè)發(fā)展緩慢等因素影響，使得在冶煉理念、冶煉管理和節(jié)能意識等方面存在明顯的不足，使用的節(jié)能技術(shù)落后于發(fā)達國家[2]。

2 鋼鐵冶煉系統(tǒng)多種節(jié)能技術(shù)應用

2.1 轉(zhuǎn)爐負能煉鋼

使用轉(zhuǎn)爐進行負能煉鋼，主要是指從鋼鐵生產(chǎn)中能量消耗和回收方面入手，利用轉(zhuǎn)爐降低能耗。該方式使用中，一方面，能夠降低對電力資源損耗率，另一方面，能夠降低對氧氣損耗率。在具體進行應用中，需要在降低能源消耗量同時面對煤氣和蒸汽回收進行強化，在此方面我國有較大的上升空間。同時還應提升對工藝優(yōu)化的重視程度，首先，應提升對氧氣的供應強度，降低對爐容比和造渣工藝影響。其次，通過控制供氧強度方式提升成渣速度。再次，對復吹工藝進行優(yōu)化，以此延長回收時間，直接提升整體回收量。最后，重視對現(xiàn)代化計算機技術(shù)的利用，利用設(shè)備進行自動化控制，提升控制精準度，提升負能煉鋼水平[3]。

2.2 蓄熱式軋鋼加熱爐技術(shù)

在鋼鐵企業(yè)中蓄熱式加熱爐應用較為廣泛，與之相關(guān)的蓄熱式軋鋼加熱爐技術(shù)，有著顯著使用優(yōu)勢，節(jié)能減排效果良好。在具體應用中，第一，利用回收余熱減少燃耗。第二，借助蓄熱式加熱爐降低環(huán)境污染，尤其是對氮氧化物排放量。第三，蓄熱式加熱爐內(nèi)部不同位置溫度較為均勻，且相差較小。第四，蓄熱式軋鋼加熱爐具有較高科技含量，維修率低，進而減少人工成本。第五，利用蓄熱式加熱爐能夠提升燃燒溫度。第六，蓄熱式加熱爐設(shè)備燃燒燃料時，內(nèi)部產(chǎn)生噪聲較低，可改善工作環(huán)境。

2.3 煤調(diào)濕技術(shù)

鋼鐵節(jié)能減排生產(chǎn)中使用的煤調(diào)濕技術(shù)，指的是接觸加熱裝煤爐方式，對水分含量進行控制，以此降低水資源消耗量。同時煤調(diào)濕技術(shù)作為一種預處理煤技術(shù)，使用中無論原料中含水量多或少，都可將爐煤中水分保持在4.5%~5.5%間，波動較為穩(wěn)定，并且該技術(shù)應用中可提升焦爐生產(chǎn)效能，減少原料消耗量，節(jié)能消耗良好。同時利用該技術(shù)對水分進行控制，使其處于合理范圍中，可降低煉焦耗能，并保證焦爐生產(chǎn)穩(wěn)定性[4]。

圖1 回收發(fā)電系統(tǒng)流程圖

2.4 余熱技術(shù)

鋼鐵冶煉系統(tǒng)中，通過對燒結(jié)余熱資源進行回收利用，利于降低能源損耗，提升對余熱資源充分利用率?，F(xiàn)階段，我國鋼鐵冶煉企業(yè)，為提升整體經(jīng)濟效益和對能源充分利用率，已經(jīng)開始加大對燒結(jié)余熱技術(shù)研究與應用，希望將技術(shù)應用于鋼鐵冶煉系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)，以此提升發(fā)電環(huán)節(jié)效用。燒結(jié)余熱技術(shù)一直是我國鋼鐵冶煉系統(tǒng)中備受關(guān)注技術(shù)，通過對技術(shù)的充分利用可降低煉期間電能消耗，而為更好的發(fā)揮其作用，還應不斷深入研究。

2.5 干熄焦技術(shù)

干熄焦技術(shù)指的是利用稀有氣體進行熄焦操作的技術(shù)，因此，該項技術(shù)在對水資源消耗方面具有先天優(yōu)勢，具體而言，一方面，可降低對水資源利用率，減少能源消耗。另一方面，由于水會參與冶煉過程，導致生產(chǎn)中會增加氰化合物、硫化物等污染物排放量，對環(huán)境帶來污染，甚至會腐蝕設(shè)備。另外，由于使用干熄焦技術(shù)時使用的稀有氣體具有較高穩(wěn)定性，使用干熄焦技術(shù)時的焦炭質(zhì)量有著相對較高的要求[5]。

2.6 新焦制造技術(shù)

鋼鐵冶煉生產(chǎn)中對新焦制造技術(shù)的利用，不僅可提升鋼鐵冶煉生產(chǎn)效率，而且可提升對煤炭資源利用率。實際應用中，利用新焦制造技術(shù)主要指的是在焦爐未裝料前先進行煉焦原料煤加熱預處理，以此保證焦炭質(zhì)量，控制并縮短煉焦用時。相比于傳統(tǒng)煉焦技術(shù)，該項技術(shù)具有諸多使用優(yōu)勢。如提升在原料煤炭中低品位煤配比的比率，提升對煤炭綜合利用率。同時使用新焦制造技術(shù)，可對原材料進行預處理，能夠縮短生產(chǎn)時間，并實現(xiàn)對干餾爐使用數(shù)量的控制，利于降低生產(chǎn)設(shè)備和維護成本。此外，使用該項技術(shù)進行鋼鐵冶煉，能夠降低對各類氣體排放量，將粉塵、氮氧化合物總體排放量降低約30%，每年約減少50萬噸二氧化碳排放總量，不僅可減少能源消耗，而且利于加強對生態(tài)環(huán)境保護[6]。

2.7 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置回收發(fā)電

進行鋼鐵冶煉系統(tǒng)冶煉中，為提升整體經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，不僅需要提升冶煉系統(tǒng)的節(jié)能水平，還應利用相應的回收裝置，提升對能源的再次利用率。在此過程中，通常要想將高爐爐頂煤氣產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)化成電能，通常需要使用高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置進行回收發(fā)電，這種發(fā)電方式在應用中，不僅可降低冶煉環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的環(huán)境污染，而且可提升裝置的節(jié)能效果，保證爐頂實際壓力穩(wěn)定性。并且使用高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置，能后提升發(fā)電效率，同時配合使用高爐煤氣干法除塵裝備，可強化發(fā)電效率。

2.8 建設(shè)能源中心

現(xiàn)階段，鋼鐵企業(yè)在推動冶煉系統(tǒng)發(fā)展中，依舊以能源中心作為主要發(fā)展方向，對整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展企業(yè)重要引導作用。因此，應加快建設(shè)能源中心，并將其作為整個鋼鐵冶煉工業(yè)發(fā)展的中心，充分發(fā)揮其作用，實現(xiàn)對鋼鐵冶煉系統(tǒng)能源消耗的控制，從而提升對企業(yè)能源有效管理，提升資源利用率，降低浪費和對成本的使用。同時通過建設(shè)鋼鐵冶煉企業(yè)能源中心，重點突出鋼鐵冶煉系統(tǒng)中節(jié)能特征。同時應重視自動化技術(shù)對冶煉系統(tǒng)優(yōu)化的作用，將其引入到能源中心建設(shè)中，利用技術(shù)詳細分析鋼鐵冶煉系統(tǒng)產(chǎn)生的能源數(shù)據(jù)，為后期進行一系列冶煉生產(chǎn)流程功能優(yōu)化提供可靠數(shù)據(jù)參考。同時配合使用能源中心數(shù)據(jù)庫技術(shù)，對鋼鐵冶煉系統(tǒng)產(chǎn)能進行準確預測和技術(shù)調(diào)整，從而提升冶煉效益和節(jié)能效果[7]。

3 結(jié)論

總而言之，鋼鐵行業(yè)作為我國的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，關(guān)系到國家經(jīng)濟發(fā)展和社會基礎(chǔ)健康，但在實際利用鋼鐵冶煉系統(tǒng)進行冶煉中，不僅會消耗大量能量，而且會造成嚴重環(huán)境污染問題，對人們的生存環(huán)境造成嚴重影響。因此，鋼鐵企業(yè)在發(fā)展中應及早解決所要面臨的能耗問題，從鋼鐵冶煉系統(tǒng)入手，充分發(fā)揮各種節(jié)能減排技術(shù)的作用，以此降低消耗，減少污染排放，提升經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。另外，為提升節(jié)能減排效果，還應做好節(jié)能減排宣傳工作。