煉鐵冶金環(huán)保與節(jié)能技術(shù)探析

代 維

（河鋼承鋼再制造中心，河北 承德 067002）

煉鐵技術(shù)對(duì)現(xiàn)代化建設(shè)和環(huán)保具有重要意義，因此，鋼鐵企業(yè)應(yīng)完善煉鐵冶金技術(shù)，改進(jìn)環(huán)保節(jié)能技術(shù)，將現(xiàn)代化技術(shù)引入煉鐵工藝中，以提高鋼鐵企業(yè)的環(huán)保效率。企業(yè)要積極面對(duì)現(xiàn)狀，客觀對(duì)待煉鐵中廢氣廢水等污染物現(xiàn)狀，要著力運(yùn)用現(xiàn)代化創(chuàng)新手段，以節(jié)能技術(shù)為重點(diǎn)，降低焦比與燃料比，建立余熱回收機(jī)制，降低各工序能耗，進(jìn)而提高企業(yè)環(huán)保質(zhì)量，降低能耗。本文首先闡述了煉鐵冶金行業(yè)發(fā)展中的環(huán)保與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了煉鐵冶金行業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題及其原因，并詳細(xì)探討了煉鐵冶金環(huán)保與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的策略。

1 煉鐵冶金行業(yè)發(fā)展中的環(huán)保與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

從當(dāng)前煉鐵冶金行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，關(guān)于行業(yè)發(fā)展中環(huán)保與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，宏觀分析整體的發(fā)展現(xiàn)狀較為良好，為企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展及金屬資源的有效生產(chǎn)奠定了良好基礎(chǔ)。但從具體的生產(chǎn)細(xì)節(jié)方面分析，由于生產(chǎn)設(shè)備原因、管理原因及能耗原因，當(dāng)前煉鐵冶金行業(yè)在發(fā)展中，關(guān)于節(jié)能環(huán)保管理工作的開(kāi)展，還存在如環(huán)境污染、能耗高及監(jiān)管難度大的問(wèn)題，因此，未來(lái)在煉鐵冶金行業(yè)的發(fā)展中，關(guān)于環(huán)保與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)還應(yīng)從加強(qiáng)上述存在問(wèn)題的改善和優(yōu)化方面進(jìn)行發(fā)展。

2 煉鐵冶金行業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題

（1）大氣污染。煉鐵冶金行業(yè)在發(fā)展中，由于其在生產(chǎn)作業(yè)中消耗了大量的煤炭資源，因此在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中，大氣污染為主要存在的問(wèn)題。大氣污染現(xiàn)象的出現(xiàn)，對(duì)區(qū)域氣候環(huán)境質(zhì)量造成了極大的危害，還造成了一定的酸雨現(xiàn)象及土地板結(jié)化現(xiàn)象，對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境治理及農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)造成了極大的危害，不利于區(qū)域生態(tài)環(huán)境及社會(huì)秩序的穩(wěn)定發(fā)展，同時(shí)大氣污染現(xiàn)象的出現(xiàn)，也造成了治理難度大、治理周期長(zhǎng)及安全危害大的現(xiàn)象。

（2）水源及粉塵污染。煉鐵冶金作業(yè)在實(shí)施中，產(chǎn)生了大量的廢水及粉塵，廢水及粉塵在排放傳播過(guò)程中，對(duì)區(qū)域氣候環(huán)境及廠區(qū)職工、區(qū)域居住人員的身體健康造成了極大的危害。廢水的排放也造成了一定的水源污染現(xiàn)象，對(duì)于區(qū)域水資源的合理應(yīng)用及水域生態(tài)平衡的保障，均造成了一定的影響。此外，企業(yè)在發(fā)展中由于粉塵的出現(xiàn)，導(dǎo)致職工出現(xiàn)了較多的職業(yè)病現(xiàn)象，如塵肺、呼吸道疾病，對(duì)企業(yè)的穩(wěn)定經(jīng)營(yíng)發(fā)展及職工健康保障造成了較大的影響。同時(shí)由于粉塵的傳播屬性，其在持續(xù)傳播過(guò)程中，也造成了區(qū)域氣候環(huán)境質(zhì)量的下降，對(duì)區(qū)域宜居性造成了較大的影響。

（3）土壤污染。煉鐵冶金生產(chǎn)作業(yè)中產(chǎn)生了大量的礦渣廢渣，該類物質(zhì)的長(zhǎng)期堆積造成了一定的土壤污染現(xiàn)象。廢渣的堆積，對(duì)企業(yè)的土地資源合理應(yīng)用及土地成本的合理分擔(dān)，也造成了一定的影響，不利于企業(yè)的穩(wěn)定經(jīng)營(yíng)。另外，固體廢渣的堆積，在產(chǎn)生土壤污染的同時(shí)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期堆積產(chǎn)生的滲濾液，對(duì)地下水及區(qū)域空氣質(zhì)量也造成了一定的影響。同時(shí)由于該類問(wèn)題的處理周期長(zhǎng)，處理難度大，因此在實(shí)際發(fā)展中的處理成本較高，對(duì)企業(yè)的收益保障及企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本控制均造成了一定的影響。

（4）高能耗。煉鐵冶金行業(yè)在發(fā)展中，從其生產(chǎn)作業(yè)工序及生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境需求進(jìn)行分析，高能耗為企業(yè)發(fā)展中主要存在的問(wèn)題。其中高能耗問(wèn)題主要表現(xiàn)為煉鐵冶金生產(chǎn)中對(duì)電能、煤炭資源的需求量較大，且為持續(xù)性的資源需求。高能耗現(xiàn)象的出現(xiàn)，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)成本控制及企業(yè)的實(shí)際收益控制，均造成了較大的影響。此外，高能耗現(xiàn)象的出現(xiàn)，也造成煉鐵冶金企業(yè)在發(fā)展中，受限于電價(jià)、煤炭?jī)r(jià)格的市場(chǎng)波動(dòng)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展角度分析，該類現(xiàn)象的出現(xiàn)，造成行業(yè)創(chuàng)新能力弱，市場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，競(jìng)爭(zhēng)壓力大。

3 煉鐵冶金行業(yè)發(fā)展中問(wèn)題的原因

（1）規(guī)?；潭炔桓摺Ｅc國(guó)外鋼鐵企業(yè)相比，我國(guó)鋼鐵企業(yè)規(guī)模較大，但中小鋼鐵企業(yè)占很大比重。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)家相關(guān)部門不斷提升在冶煉領(lǐng)域的環(huán)保力度，出臺(tái)了許多辦法和措施促進(jìn)節(jié)能減排，但由于有很多中小規(guī)模的冶煉企業(yè)，從整體上拉低了我國(guó)在冶煉領(lǐng)域的節(jié)能減排水平。由于這種布局分散，發(fā)展水平參差不齊，一些中小型冶煉企業(yè)在節(jié)能減排方面的技術(shù)未得到長(zhǎng)足發(fā)展，甚至落后于一些技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家多年。

（2）冶煉設(shè)備落后。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，我國(guó)冶煉企業(yè)的相關(guān)技術(shù)和設(shè)備的大規(guī)模生產(chǎn)取得了很大的進(jìn)步，在很大程度上確保了冶煉行業(yè)的節(jié)能減排，但相較于世界上的一些技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，這方面的差距較明顯。冶煉設(shè)備的大型化問(wèn)題仍廣泛存在于我國(guó)的冶煉企業(yè)中，這也是我國(guó)在冶煉領(lǐng)域的節(jié)能減排工作所面臨的一大難題。需在以后工作中，重點(diǎn)向這個(gè)方面傾斜，從技術(shù)和設(shè)備方面做好節(jié)能減排工作。

（3）技術(shù)裝備不足。隨著科技的發(fā)展和信息化時(shí)代的全面到來(lái)，各種各樣的新工藝、新材料、新設(shè)備及新技術(shù)逐漸應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)中，冶金行業(yè)的生產(chǎn)流程越來(lái)越自動(dòng)化和智能化，可有效減少人力資源的投入，降低人力成本，提高鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。從實(shí)際情況來(lái)看，雖然我國(guó)各大鋼鐵企業(yè)已重視起冶金領(lǐng)域的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，并引入一系列新的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)工藝的升級(jí)優(yōu)化，但從全國(guó)整體行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)冶金技術(shù)、冶金工藝、冶金管理方法及冶金設(shè)備等方面仍存在各種各樣的問(wèn)題，無(wú)法滿足當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的技術(shù)需求。尤其對(duì)一些處于行業(yè)前沿的設(shè)施設(shè)備及節(jié)能環(huán)保技術(shù)來(lái)說(shuō)，還未在我國(guó)冶金企業(yè)獲得廣泛的應(yīng)用及開(kāi)發(fā)，從而造成我國(guó)冶金行業(yè)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家間的差距越來(lái)越大。

4 煉鐵冶金環(huán)保與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的策略

（1）大力研發(fā)和推廣節(jié)能新工藝新技術(shù)。煉鐵過(guò)程中,能耗高的環(huán)節(jié)主要在焦化、燒結(jié)兩個(gè)環(huán)節(jié)。節(jié)能環(huán)保技術(shù)的研究也應(yīng)主要集中于這兩個(gè)方面,焦化工序可集中于焦?fàn)t大型化的技術(shù)改造,如采用節(jié)能環(huán)保技術(shù),包括爐型結(jié)構(gòu)和四大車連鎖技術(shù),計(jì)算機(jī)控制爐溫技術(shù)、美鋼聯(lián)低水分熄焦工藝等。同時(shí)采用裝煤除塵環(huán)保技術(shù),建立煙塵控制和廢水零排放機(jī)制,降低焦化工序的能耗,提高環(huán)保技術(shù)水平。對(duì)燒結(jié)工序來(lái)說(shuō),目前采用“厚料層-燃料分加-小球燒結(jié)”工藝,將料層厚度、混合料粒級(jí)、煤粉外加比例進(jìn)行調(diào)整,從而降低固體燃料消耗量。

高爐高效化生產(chǎn)首先體現(xiàn)在高爐的大型化上,因此對(duì)原有的高爐,可進(jìn)行擴(kuò)容改造,提高我國(guó)高爐平均容積,同時(shí)提高高爐利用系數(shù),采用高富氧率等措施,建立現(xiàn)場(chǎng)大型制氧裝置,建立多氧氣管路并聯(lián)機(jī)制,為高環(huán)保低能耗提供有利的硬件基礎(chǔ)。

（2）優(yōu)化高爐焦比和燃料比。高爐煉鐵工藝中燃料消耗是主要能耗，所以企業(yè)需引進(jìn)現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)降低焦比和燃料比，從而減低煉鐵工藝中燃料消耗和風(fēng)耗，起到保護(hù)環(huán)境作用。工藝降低焦比和燃料比，可采用燃料分加、厚料層操作方法，還可采用大型化燒結(jié)機(jī)，將整個(gè)系統(tǒng)中技術(shù)進(jìn)行改造，提高煉鐵過(guò)程高效利用狀況。對(duì)過(guò)篩進(jìn)行改造，可改善焦炭和燒結(jié)礦的過(guò)篩效果，經(jīng)過(guò)篩后就會(huì)大量減少粉末顆粒，強(qiáng)化高爐冶煉效果，才能做到改善煤氣。優(yōu)化高爐焦比和燃料比還可通過(guò)提高風(fēng)溫，為大噴煤量提供條件，促使鼓風(fēng)機(jī)高爐熱量被高效利用，現(xiàn)代化技術(shù)中雙預(yù)熱技術(shù)和矩形陶瓷燃燒器技術(shù)等，都可用來(lái)提升焦比和燃料比。

（3）減少動(dòng)力資源的消耗。減少動(dòng)力資源的消耗是降低煉鐵能源消耗的一個(gè)重要途徑，可改建高爐鼓風(fēng)機(jī)，使鼓風(fēng)機(jī)能與高爐系統(tǒng)最大程度地匹配，還要盡可能地對(duì)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行排風(fēng)操作，使鼓風(fēng)機(jī)本身的消耗可降低。同時(shí)，還可應(yīng)用技術(shù)手段減少冷卻水的消耗，可在制冷站設(shè)置冷卻水系統(tǒng)，提升冷卻水的循環(huán)效率，使冷卻水能在封閉狀態(tài)下運(yùn)行，從而有效降低廢水排放量，防止廢水及廢氣對(duì)周圍環(huán)境造成的污染，達(dá)到冷卻廢水零排放的目的。

（4）規(guī)范煉鐵冶金生產(chǎn)作業(yè)工序。無(wú)規(guī)矩不成方圓，煉鐵冶金生產(chǎn)作業(yè)中，涉及較多的生產(chǎn)機(jī)組裝置，其中從各機(jī)組的運(yùn)行銜接方面進(jìn)行分析，機(jī)組間的功耗損失過(guò)大，造成的冶煉系統(tǒng)能耗過(guò)高，生產(chǎn)成本過(guò)高的現(xiàn)象較為多見(jiàn)。該類現(xiàn)象的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了煉鐵冶金生產(chǎn)效率，對(duì)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)收益及企業(yè)的對(duì)外競(jìng)爭(zhēng)力也造成了一定的影響。因此規(guī)范其操作流程，對(duì)煉鐵冶金環(huán)保與節(jié)能技術(shù)的實(shí)施及環(huán)保節(jié)能效果的發(fā)揮意義重大。具體關(guān)于規(guī)范操作流程措施的實(shí)施，生產(chǎn)企業(yè)可從多方面進(jìn)行控制：首先，提升生產(chǎn)作業(yè)人員的專業(yè)技能培訓(xùn)，并實(shí)施定期的技能測(cè)評(píng)及相關(guān)績(jī)效考核作業(yè)，以此確保生產(chǎn)作業(yè)人員生產(chǎn)技能的合格性，同時(shí)降低因人員專業(yè)技能不合格，造成的違規(guī)操作，引起的機(jī)組能耗過(guò)高，產(chǎn)生的一系列不良現(xiàn)象。其次，減少高爐防風(fēng)作業(yè)，以此降低系統(tǒng)熱損耗。最后，建立循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，以此降低水源的消耗量，最終達(dá)到規(guī)范作業(yè)流程，降低系統(tǒng)能耗，以及提升生產(chǎn)作業(yè)效率的目的。

（5）落實(shí)系統(tǒng)熱能回收應(yīng)用。煉鐵冶金生產(chǎn)中產(chǎn)生了大量的熱能資源，其中較多的熱能資源，因系統(tǒng)機(jī)組中不具備相關(guān)回收系統(tǒng)，造成了大量的熱損失及能耗損失的現(xiàn)象，極大地影響了能源應(yīng)用效率，此外也造成了較大的資源浪費(fèi)及成本增加現(xiàn)象。因此在煉鐵冶金作業(yè)中，為合理發(fā)揮環(huán)保與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用效果，落實(shí)系統(tǒng)熱能的回收應(yīng)用，則為冶煉系統(tǒng)環(huán)保節(jié)能技術(shù)實(shí)施中的主要改造措施及優(yōu)化策略。具體實(shí)施中可通過(guò)建立熱源回收系統(tǒng)，通過(guò)回收煙道氣熱源、蒸汽熱源、系統(tǒng)余熱，進(jìn)行發(fā)電、降溫及廠區(qū)供熱作業(yè)，同時(shí)結(jié)合回收熱源氣，進(jìn)行系統(tǒng)點(diǎn)火空氣的供應(yīng)，以此達(dá)到提升資源應(yīng)用效率，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，以及增強(qiáng)企業(yè)實(shí)際收益的目的。

綜上所述，資源消耗和環(huán)境污染問(wèn)題已成為人類發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，嚴(yán)重影響著人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，必須加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和能源消耗控制。冶金行業(yè)是能源消耗和環(huán)境污染的重災(zāi)區(qū)，因而要采取有效的手段和措施，對(duì)行業(yè)進(jìn)行整體控制及節(jié)能減排，從而促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。