鋼鐵冶金清潔生產(chǎn)中的新技術(shù)和新工藝探討

董慧軍

（福建三寶鋼鐵有限公司，福建 漳州 363005）

近年來(lái)，隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃深入推進(jìn)，節(jié)能環(huán)保理念以及清潔生產(chǎn)理念逐漸滲透到各行業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)工作當(dāng)中。以鋼鐵冶金行業(yè)為例，鋼鐵冶金生產(chǎn)工藝所涉及到的能耗問(wèn)題以及污染問(wèn)題較多。如果不加以及時(shí)整治處理，就很容易對(duì)周邊環(huán)境造成污染，同時(shí)也容易對(duì)相關(guān)資源造成浪費(fèi)。為全面規(guī)避這一問(wèn)題，國(guó)家政府部門對(duì)于鋼鐵冶金清潔生產(chǎn)工作進(jìn)行了統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。要求行業(yè)內(nèi)部應(yīng)該積極推廣綠色生產(chǎn)技術(shù)及工藝方法，促進(jìn)我國(guó)鋼鐵冶金生產(chǎn)工作不斷朝向綠色化、高效化方向發(fā)展。結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用推廣情況來(lái)看，部分新技術(shù)及工藝方法已經(jīng)全面貫穿于鋼鐵冶金生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，并且在清潔生產(chǎn)效果方面表現(xiàn)良好?；诖耍ㄗh國(guó)內(nèi)鋼鐵冶金企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)清潔生產(chǎn)工作的貫徹落實(shí)力度，主動(dòng)結(jié)合新技術(shù)及工藝方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)鋼鐵冶金生產(chǎn)體系的升級(jí)與改造。

1 鋼鐵冶金行業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)目標(biāo)的必要性分析

所謂的清潔生產(chǎn)主要是指以節(jié)能降耗、減污增效為內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，以節(jié)能管理技術(shù)為重要抓手，重點(diǎn)針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程實(shí)施可持續(xù)管理，確保污染物產(chǎn)生量以及排放量得以實(shí)現(xiàn)最小化目標(biāo)而采取的一種節(jié)能環(huán)保手段。從發(fā)展背景來(lái)看，隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，相關(guān)行業(yè)企業(yè)對(duì)當(dāng)前體系流程以及工藝技術(shù)存在的能耗污染問(wèn)題積極統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。通過(guò)嚴(yán)格按照可持續(xù)戰(zhàn)略部署要求以及節(jié)能環(huán)保政策要求，對(duì)行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)工作存在的弊端問(wèn)題進(jìn)行綜合治理與及時(shí)消除。其中，為全力推動(dòng)行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)工作可持續(xù)發(fā)展，管理人員主張利用清潔生產(chǎn)理念，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程的全周期管理。

對(duì)于鋼鐵冶金行業(yè)而言，因其生產(chǎn)過(guò)程所涉及到的污染源問(wèn)題以及能源消耗量問(wèn)題較多，導(dǎo)致在生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中很容易對(duì)周邊環(huán)境造成污染性影響。舉例而言，鋼鐵冶金生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的水、氣、塵、渣會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成污染性影響。而通過(guò)實(shí)行清潔生產(chǎn)政策內(nèi)容，企業(yè)可主動(dòng)結(jié)合節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)技術(shù)及工藝方法，對(duì)當(dāng)前工藝生產(chǎn)過(guò)程中存在的各類污染問(wèn)題進(jìn)行積極治理，在減少環(huán)境污染問(wèn)題的同時(shí)，最大限度提高資源利用率。由此可見，在鋼鐵冶金生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)目標(biāo)具有較強(qiáng)的可行性。

2 鋼鐵冶金清潔生產(chǎn)中新技術(shù)與新工藝的應(yīng)用實(shí)踐分析

為全面推動(dòng)鋼鐵冶金清潔生產(chǎn)工作的貫徹與落實(shí)，行業(yè)企業(yè)主張利用新技術(shù)與新工藝，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)流程的升級(jí)與改造。結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用情況來(lái)看，以下技術(shù)及工藝方法在鋼鐵冶金清潔生產(chǎn)中得到了良好應(yīng)用效果。

2.1 能源結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化

鋼鐵冶金企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程所涉及到的能源消耗問(wèn)題明顯，在應(yīng)用新技術(shù)與新工藝的過(guò)程中，生產(chǎn)人員應(yīng)該對(duì)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，鋼鐵冶金清潔生產(chǎn)所涉及到的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整可以從以下兩個(gè)方面進(jìn)行研究與分析。

一方面，生產(chǎn)人員可適當(dāng)對(duì)鋼鐵冶金清潔生產(chǎn)中的比例結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)人員需要對(duì)爐料結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，確保爐料具備均勻性與穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。通過(guò)不斷優(yōu)化調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)，基本上可以為高爐的節(jié)焦增產(chǎn)目標(biāo)提供良好的保障。

另一方面，生產(chǎn)人員可對(duì)當(dāng)前鋼鐵冶金清潔生產(chǎn)中的能源進(jìn)行適當(dāng)替代。結(jié)合當(dāng)前發(fā)展情況來(lái)看，如何緩解我國(guó)能源短缺現(xiàn)象，已成為各行業(yè)生產(chǎn)工作亟待解決的問(wèn)題。目前我國(guó)能源利用率逐年呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，為確保鋼鐵冶金行業(yè)正常運(yùn)營(yíng)，需要利用可再生資源取代不可再生資源的生產(chǎn)方式，對(duì)當(dāng)前能源利用率減少的趨勢(shì)問(wèn)題進(jìn)行適當(dāng)緩解。在具體替代過(guò)程中，鋼鐵冶金企業(yè)可以利用廢棄物進(jìn)行替代處理。如通過(guò)對(duì)廢舊資源進(jìn)行二次回收利用，以確保資源利用效率得以全面提高。

2.2 鋼鐵冶金工藝優(yōu)化

2.2.1 SC-EAF-CC-CR

所謂的SC-EAF-CC-CR，主要針對(duì)廢鋼－電弧爐－連鑄－連軋工藝流程而言。為確保廢鋼材料得以二次回收與利用，生產(chǎn)人員可優(yōu)先利用廢鋼－電弧爐－連鑄－連軋工藝流程實(shí)現(xiàn)對(duì)廢鋼資源的二次回收與利用。與傳統(tǒng)工藝相比，這類工藝流程在經(jīng)濟(jì)性與生態(tài)效益方面表現(xiàn)突出。

在具體應(yīng)用過(guò)程中，可以從電爐焊煉鋼、精煉以及軋制等方面進(jìn)行針對(duì)性處理。但是需要注意的是，這種工藝方法在應(yīng)用方面也存在一定缺陷問(wèn)題。主要表現(xiàn)在由于廢鋼材料在種類方面存在差異性，在冶煉過(guò)程中容易出現(xiàn)生產(chǎn)效率不高的問(wèn)題。尤其表現(xiàn)在冶煉高純凈優(yōu)質(zhì)鋼水中會(huì)受到廢鋼材料內(nèi)部成分的不同而出現(xiàn)脫節(jié)問(wèn)題。為解決這一問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員可以在生產(chǎn)過(guò)程中添加一定量的稀釋劑，如直接還原品進(jìn)行針對(duì)性處理。

2.2.2 SR(DR)-UHP-CC-CR

所謂的SR(DR)-UHP-CC-CR，工藝主要針對(duì)熔融還原/直接還原－超高功率電爐－薄板連鑄連軋流程而言。這一工藝出現(xiàn)時(shí)間較早，可追溯到上世紀(jì)90年代。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，這類工藝流程在生產(chǎn)過(guò)程中可體現(xiàn)出良好的經(jīng)濟(jì)性以及靈活性優(yōu)勢(shì)。最重要的是，這類工藝流程在一定程度上可以促使熔煉還原、直接還原與連鑄連軋技術(shù)融合應(yīng)用發(fā)展。近些年來(lái)，為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)該工藝方法的應(yīng)用力度，行業(yè)內(nèi)部對(duì)于部分工藝流程進(jìn)行了升級(jí)改造。

如在連鑄連軋工藝生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)人員將精煉爐精煉以后所產(chǎn)生的鋼水，按照鑄造原理形成鋼坯。與傳統(tǒng)工藝方法不同，這一過(guò)程直接省去了冷卻環(huán)節(jié)。并且可以在均熱爐中直接進(jìn)行保溫處理。待上述步驟結(jié)束之后，可以將其運(yùn)送到熱軋機(jī)進(jìn)行操作處理，完成軋制工作。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用反饋情況來(lái)看，這種新興的工藝流程可有效減少不必要的中間環(huán)節(jié)，并在金屬回收率與生產(chǎn)效率方面得到有效提升。

2.3 二次利用生產(chǎn)廢物

2.3.1 高爐煤氣余壓透平發(fā)電技術(shù)

二次利用生產(chǎn)廢物基本上可以視為鋼鐵冶金生產(chǎn)過(guò)程中重點(diǎn)推行的技術(shù)工藝。結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用情況來(lái)看，為響應(yīng)國(guó)家清潔生產(chǎn)政策號(hào)召要求，鋼鐵冶金企業(yè)通過(guò)利用新型回收技術(shù)初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)廢物排放工作的有效處理。舉例而言，部分規(guī)模較大的鋼鐵冶金企業(yè)已經(jīng)開始應(yīng)用高爐煤氣透平發(fā)電技術(shù)，在廢物問(wèn)題解決方面取得了良好效果。

在具體應(yīng)用過(guò)程中，生產(chǎn)人員可利用高壓爐頂與相應(yīng)技術(shù)設(shè)備結(jié)合的方式將高爐煤氣中的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理。如可以將壓力能與熱能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這樣一來(lái)可直接減少能量損失問(wèn)題。最重要的是，應(yīng)用該技術(shù)的過(guò)程中基本上不需要任何燃料或者能源供給，就可以完成相應(yīng)工序操作流程，并且在能源回收率方面表現(xiàn)良好，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

2.3.2 干熄焦技術(shù)

干熄焦技術(shù)在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)廢物的有效利用。在具體應(yīng)用過(guò)程中，生產(chǎn)人員可以在干熄爐頂部位置裝入1000℃紅焦，并利用循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)行綜合處理，主要將130℃的低溫惰性氣體不斷向紅焦層內(nèi)循環(huán)鼓入，完成交換過(guò)程。當(dāng)惰性氣體冷卻之后，循環(huán)風(fēng)機(jī)會(huì)再次將這些惰性氣體重新鼓入到干熄爐設(shè)備當(dāng)中，周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢物的高效處理過(guò)程。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，實(shí)現(xiàn)鋼鐵冶金清潔生產(chǎn)是我國(guó)鋼鐵冶金行業(yè)重點(diǎn)踐行的工作目標(biāo)。在生產(chǎn)過(guò)程中，從事于鋼鐵冶金生產(chǎn)活動(dòng)的相關(guān)企業(yè)應(yīng)該勇于承擔(dān)起自身的清潔生產(chǎn)責(zé)任。堅(jiān)持按照清潔生產(chǎn)戰(zhàn)略部署要求以及節(jié)能環(huán)保政策要求，對(duì)鋼鐵冶金生產(chǎn)過(guò)程中所涉及到的能耗問(wèn)題及污染問(wèn)題進(jìn)行綜合治理。并主動(dòng)利用新技術(shù)及工藝方法，對(duì)傳統(tǒng)鋼鐵冶金生產(chǎn)體系存在的弊端問(wèn)題進(jìn)行全面升級(jí)與改造處理，盡量從根本上實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)目標(biāo)。除此之外，鋼鐵冶金企業(yè)應(yīng)該立足于大環(huán)境發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)清潔生產(chǎn)技術(shù)及工藝內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)與優(yōu)化處理，以便更好地為鋼鐵冶金行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供良好內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。