鋼鐵冶金清潔生產(chǎn)新工藝探索

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，各種社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)不斷完善，在給人們帶來現(xiàn)代文明的同時(shí)也對地球造成了嚴(yán)重的破壞。鋼鐵冶金屬于高能耗、高污染行業(yè)，推行清潔生產(chǎn)是保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然。本文主要對鋼鐵冶金清潔生產(chǎn)的幾種新工藝進(jìn)行探索，為鋼鐵業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提出建議。

關(guān)鍵詞：鋼鐵冶金；清潔生產(chǎn)；工藝探索

1 能源結(jié)構(gòu)調(diào)整

高能耗、高密度是鋼鐵冶金企業(yè)的主要生產(chǎn)特點(diǎn)之一，推行清潔生產(chǎn)，就必須對企業(yè)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。可通過以下兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)：

1.1 調(diào)整比例結(jié)構(gòu)

在鋼鐵冶金生產(chǎn)過程中，鐵前系統(tǒng)成本和能耗占總成本及能耗的70%，因此，要想實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，就必須控制和調(diào)整這一階段的資源以及能耗的比例。調(diào)整煉鐵爐料的結(jié)構(gòu)。首先要落實(shí)精料方針，不斷優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，確保進(jìn)入高爐的爐料達(dá)到各種高標(biāo)準(zhǔn)的要求。提高高爐熟料的比例，確保進(jìn)入高爐的爐料到達(dá)精料的要求，不斷改善爐料結(jié)構(gòu)，為清潔生產(chǎn)奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要多個(gè)企業(yè)相互配合，富氧高煤量噴吹技術(shù)是上世紀(jì)中期提出了一項(xiàng)全新的鋼鐵冶金技術(shù)，能夠有效的節(jié)約能耗、改善能源結(jié)構(gòu)以及比例，對于今天的鋼鐵冶金也仍有深遠(yuǎn)的影響。寶鋼是我國目前富氧高煤量噴吹技術(shù)比較先進(jìn)的企業(yè)，噴吹煤量超過200kg/t。

1.2 能源代替

隨著世界能源的逐步枯竭、環(huán)境污染的不斷加劇以及人們環(huán)保意識(shí)的增加，促使了人們必須為鋼鐵冶金業(yè)尋找奇特不同形式的能源，用這些能源或者廢舊物替代鋼鐵冶金業(yè)生產(chǎn)過程中所消耗的石油、煤等不可再生能源，這是一種可以滿足各方面需要的創(chuàng)造性思維。找到替代能源意義重大，不但可以為企業(yè)節(jié)約大量的成本。也能進(jìn)一步促進(jìn)社會(huì)的平衡發(fā)展，還能對廢棄物進(jìn)行再次利用，減少浪費(fèi)，保護(hù)環(huán)境。一方面可以從源頭減少或消滅二氧化碳的污染；另一方面對廢棄物再次利用，減少污染。這樣不但可以節(jié)約大量的石油、煤的不可再生資源，為全人類的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2 工藝優(yōu)化及革新

從傳統(tǒng)的鋼鐵冶金生產(chǎn)過程來看，工序多、歷時(shí)長、能源損失及產(chǎn)生的廢棄物比較多，這也是鋼鐵冶金高能耗、高污染的主要原因。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，傳統(tǒng)鋼鐵冶金生產(chǎn)中，損耗的能源占總能耗的39%，但經(jīng)過技術(shù)分析可以回收利用的能源僅僅為10%，因此，各個(gè)國家都投入了大量的人力物力進(jìn)行科研攻堅(jiān)，力圖找到一種更加科學(xué)、更加合理的鋼鐵生產(chǎn)工藝，改變鋼鐵行業(yè)目前高能耗、高污染的面貌。上個(gè)世紀(jì)末期，世界鋼鐵工業(yè)出現(xiàn)了多個(gè)先進(jìn)的工藝流程和新技術(shù)。

2.1 SC-EAF-CC-CR流程

據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，目前世界廢鋼量在逐年上升，加之鋼鐵有良好的再生性以及世界能源日益減少的事實(shí)，使得廢鋼利用成為未來鋼鐵業(yè)發(fā)展的趨勢。在這種社會(huì)背景下，世界各地出現(xiàn)了多個(gè)以廢鋼為主要原料的電爐煉鋼流程，并且仍在不斷增加，甚至逐步取代了以鐵礦石為原料的電路煉鋼流程，其中較為先進(jìn)合理的是SC-EAF-CC-CR流程。SC-EAF-CC-CR流程也被稱為四合一，由電弧爐煉鋼、精煉和相應(yīng)的軋制設(shè)備組成，比傳統(tǒng)的煉鐵流程更加經(jīng)濟(jì)，更加環(huán)保。但是由于廢鋼種類多、成分復(fù)雜，因此，SC-EAF-CC-CR流程也存在了一些不足。

2.2 SR/DR-UHP-CC-CR流程

SR/DR-UHP-CC-CR流程是上個(gè)世紀(jì)九十年代發(fā)展起來的，比SC-EAF-CC-CR流程更加經(jīng)濟(jì)靈活、更加緊湊環(huán)保。SR/DR-UHP-CC-CR流程融合了多項(xiàng)先進(jìn)的鋼鐵冶煉技術(shù)，比如直接和熔融還原技術(shù)、連鑄連軋技術(shù)等，使其更加科學(xué)合理。首先。熔融和直接還原可以大大的減少生產(chǎn)工序，降低鋼鐵企業(yè)的基建成本和生產(chǎn)成本，更加有利于環(huán)保，是未來鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展的方向；其次，連鑄連軋技術(shù)可以提升金屬收得率，提高生產(chǎn)效率，減少能源損耗。這種技術(shù)在出現(xiàn)之后到得了世界各國的認(rèn)可，并投入使用，取得了顯著的成績。目前，我國應(yīng)用此技術(shù)的有珠江鋼廠、邯鋼及包鋼。

3 廢棄物的利用

鋼鐵工業(yè)在生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物以及污染物，比如煤氣、粉塵和爐渣，而且這些廢棄物中絕大多數(shù)具有較多的顯熱，占總能耗的35%左右，有部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)還會(huì)留下大量的余壓能源。因此，有效的利用各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢棄物對于節(jié)約能源、降低污染、清潔生產(chǎn)有著重要的意義。

3.1 TRT技術(shù)

TRT技術(shù)是將爐頂排放出來的高爐煤氣所含有的壓力能和熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并促使發(fā)電機(jī)組發(fā)電的能源回收裝置。TRT在工作時(shí)不需要任何燃料及能源供給，卻可以為高爐鼓風(fēng)機(jī)提供將近30%的能量，而且可以有效的凈化煤氣、減少噪音、改善爐頂壓力控制的品質(zhì)。目前，我國寶鋼在這方面比較成熟。

3.2 干熄焦技術(shù)

干熄焦技術(shù)就是將惰性氣體通過循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐內(nèi)，與高溫紅焦換熱。一方面，可以將高溫焦炭冷卻，另一方面惰性氣體可以吸收大量的熱量，并將熱量傳遞給鍋爐產(chǎn)生蒸汽，最終惰性氣體被冷卻，并經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)再次進(jìn)入干熄爐循環(huán)使用。通過干熄焦技術(shù)，每噸紅焦可以回收的顯熱可以產(chǎn)生將近0.45t的中壓蒸汽，而且可以減少用水量，改善環(huán)境，減少有害氣體的危害等。目前，我國寶鋼已經(jīng)采用了此技術(shù)，并取得良好的效果。

4 結(jié)語

二十一世紀(jì)，鋼鐵冶金行業(yè)必將延續(xù)清潔生產(chǎn)的發(fā)展模式，新工藝、新技術(shù)的不斷開發(fā)利用必將使鋼鐵冶金工藝流程更加科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。總之，未來的鋼鐵冶金必將向低能耗、更環(huán)保方向發(fā)展。

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作者簡介：管紅梅（1972-），女，內(nèi)蒙古包頭人，研究方向：鋼鐵冶金。