鋼鐵冶金流程節(jié)能實(shí)現(xiàn)及技術(shù)要點(diǎn)研究

高 放，程春靈，高曉東，方一寧

（遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 本溪 117000）

在鋼鐵冶金生產(chǎn)期間，會(huì)在煉鐵過(guò)程、煉鋼過(guò)程以及軋鋼過(guò)程出現(xiàn)較為嚴(yán)重的能源浪費(fèi)問(wèn)題，針對(duì)上述過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程能源節(jié)約，重點(diǎn)研究上述過(guò)程引發(fā)能源問(wèn)題的原因，結(jié)合原因推行節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)，并配合其它節(jié)能技術(shù)，從而獲得良好的節(jié)能效果。

1 鋼鐵冶金節(jié)能實(shí)現(xiàn)的意義

在全球經(jīng)濟(jì)一體化背景下，各國(guó)對(duì)鋼鐵冶金的需求量持續(xù)增長(zhǎng)，我國(guó)蘊(yùn)含豐富的鋼鐵冶金材料，借助先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，生產(chǎn)的鋼鐵冶金產(chǎn)品滿(mǎn)足各個(gè)過(guò)程的生產(chǎn)需求，成為我國(guó)外貿(mào)出口的重要領(lǐng)域。在鋼鐵冶金生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)消耗較多的能源，其中煤炭能源消耗比重較大，煤炭能源在燃燒期間，盡管會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，但是燃燒的產(chǎn)物中含有較多破壞生態(tài)環(huán)境的物質(zhì)，不僅出現(xiàn)能源嚴(yán)重消耗的情況，還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。我國(guó)重工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，降低能源消耗以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要性，在生產(chǎn)中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，使生產(chǎn)環(huán)節(jié)體現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，有效保護(hù)能源，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與保護(hù)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 節(jié)能實(shí)現(xiàn)存在的問(wèn)題

2.1 煉鐵問(wèn)題

常見(jiàn)煉鐵問(wèn)題主要為能源管理不系統(tǒng)、原料燃料把關(guān)不嚴(yán)、煉鐵技術(shù)落后、節(jié)水措施缺乏等，如選擇原料鐵礦石品位低，含粉量高，就會(huì)讓燃料燃燒消耗增大，造成能源浪費(fèi)問(wèn)題，如爐料與篩型、篩網(wǎng)匹配度不佳，就會(huì)讓入爐含粉增多，影響爐料整體透氣性。同時(shí)，應(yīng)用科學(xué)技術(shù)會(huì)提升生產(chǎn)質(zhì)量和效率，在生產(chǎn)中能源消耗也會(huì)不斷增加，尤其是在燒結(jié)階段，能源消耗較多，許多企業(yè)在燒結(jié)期間優(yōu)化技術(shù)，盡管燒結(jié)技術(shù)已經(jīng)獲得良好的生產(chǎn)效果，但是在燒結(jié)中能源消耗較多的情況未能發(fā)生變化。企業(yè)應(yīng)深入分析燒結(jié)技術(shù)，靈活應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)，使燒結(jié)期間消耗的能源，包括固體能源和電力能源等，一方面提升上述能源的利用率，另一方面使用新型能源替代傳統(tǒng)能源，解決燒結(jié)過(guò)程中出現(xiàn)的能源問(wèn)題。

2.2 煉鋼問(wèn)題

轉(zhuǎn)爐煉鋼是鋼鐵冶金流程重要的工序，在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)期間會(huì)消耗較多的能源，主要原因轉(zhuǎn)爐煉鋼使用的能源種類(lèi)較多，不同種類(lèi)的能源消耗量持續(xù)增加，一是蒸汽能源，二是電能，三是水能，四是氣體，上述能源中電能和水能消耗量超過(guò)其它能源。此外煉鋼環(huán)節(jié)能源利用率較低，許多能源未能得到充分的利用。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)替代原有的生產(chǎn)技術(shù)，如余熱回收技術(shù)，在生產(chǎn)中汽化冷卻環(huán)節(jié)出現(xiàn)的蒸汽，回收蒸汽產(chǎn)生的熱量，利用熱量進(jìn)行發(fā)電以及煉鋼，整個(gè)過(guò)程能源利用率不斷提升，并且減少能源的消耗。

2.3 軋鋼問(wèn)題

在軋鋼期間出現(xiàn)能源消耗問(wèn)題，是由于軋鋼作為確定材料形狀的關(guān)鍵時(shí)期，在生產(chǎn)中消耗的能源會(huì)不斷增加?，F(xiàn)階段我國(guó)鋼材型號(hào)和規(guī)格較為豐富，軋鋼技術(shù)更新?lián)Q代速度較快，不同的技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)中消耗的能源不同，但是總體能源消耗量不斷增加。在軋鋼期間出現(xiàn)的能耗問(wèn)題，產(chǎn)生的熱量未能有效的利用，并且整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的效率較低，進(jìn)一步加劇軋鋼期間出現(xiàn)的能源消耗問(wèn)題。

3 節(jié)能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)要點(diǎn)

3.1 煉鐵節(jié)能技術(shù)

煉鐵節(jié)能技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)主要為：第一，嚴(yán)格把關(guān)原料燃料。煉鐵廠應(yīng)對(duì)原料、燃料質(zhì)量進(jìn)行檢查，在源頭杜絕質(zhì)量不合格問(wèn)題，保證引進(jìn)焦炭具有均勻的力度、較少的含粉。與此同時(shí)，應(yīng)保證篩型、篩網(wǎng)匹配爐料，以提高爐料透氣性，保證煤氣分布、利用合理性，讓入爐焦比得到有效降低。第二，改進(jìn)技術(shù)措施。為讓入爐焦比得以降低，可以合理使用低硅冶煉技術(shù)，減少含硅量高的輔助料、礦石料使用量，保證鐵水質(zhì)量，提升渣鐵性能。與此同時(shí)，可使用以煤代焦技術(shù)，在降低焦比的同時(shí)減少成本投入。第三，資源整合?？烧蠠掕F廠、燒結(jié)廠資源，對(duì)煉鐵工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，如并網(wǎng)處理高爐、燒結(jié)用空壓氣管路，在二燒結(jié)作業(yè)區(qū)對(duì)煉鐵噴煤空壓冷卻水進(jìn)行循環(huán)使用，就可以起到良好節(jié)能效果。第四，充分利用生產(chǎn)副產(chǎn)品。應(yīng)對(duì)干法灰、瓦斯灰、高爐煤氣等副產(chǎn)品進(jìn)行充分利用，提升整體資源利用效率，為煉鐵工藝創(chuàng)造收益，起到能源節(jié)約作用。第五，把握搶修、大修時(shí)機(jī)攻關(guān)節(jié)能問(wèn)題。煉鐵廠應(yīng)積極利用搶修及大修時(shí)機(jī)，進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)改造活動(dòng)，實(shí)踐應(yīng)用煤氣、空氣雙余熱技術(shù)。煙煤與無(wú)煙煤混合噴吹技術(shù)、陶瓷燃燒器技術(shù)等，節(jié)能焦碳用量、降低入爐焦比。第六，在煉鐵環(huán)節(jié)中，煉鐵廠可以向燃燒設(shè)備中合理加入助燃劑，并且保證助燃劑具有較高的質(zhì)量，讓設(shè)備中的染料充分燃燒。此外在煉鐵期間加入熟料，提升熟料的比重，降低雜質(zhì)的含量，即可使整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能源消耗量減少。企業(yè)根據(jù)實(shí)際情況，配合使用干熄焦技術(shù)，在生產(chǎn)中會(huì)減少能源的使用，產(chǎn)生的燃燒物質(zhì)中，污染物質(zhì)含量較少。使用純度較高的煤炭，代替焦的使用，煤炭進(jìn)入到工業(yè)后，對(duì)煤炭進(jìn)行深層次冶煉，可以提升煤炭的燃燒能力。

3.2 燒結(jié)節(jié)能技術(shù)

實(shí)現(xiàn)燒結(jié)環(huán)節(jié)節(jié)能，應(yīng)優(yōu)化燒結(jié)技術(shù)，配合使用節(jié)能技術(shù)，才能減少能源的消耗，具體步驟如下：第一，調(diào)整燒結(jié)設(shè)備。鋼鐵冶金生產(chǎn)中使用較多的設(shè)備，將原有的中小型設(shè)備，使用大型設(shè)備替換，使用大型設(shè)備會(huì)提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量，同時(shí)降低能源的消耗，有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。許多企業(yè)配合使用變頻技術(shù)，變頻技術(shù)會(huì)調(diào)整生產(chǎn)方式，使整體生產(chǎn)模式有利于提升能源的利用率，根據(jù)產(chǎn)品的特性充分發(fā)揮變頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，會(huì)獲得良好的生產(chǎn)效果；第二，回收利用粉塵。鋼鐵冶金產(chǎn)品燒結(jié)期間，燃燒物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生較多的粉塵，粉塵主要是由碳物質(zhì)組成。粉塵具有較高的回收利用價(jià)值，回收粉塵用于制作焦粉煤，焦粉煤中包含較多的混勻礦，采用小球燒結(jié)的方式，即可獲得焦粉煤。將焦煤分重新投入到燒結(jié)設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)粉塵的再次利用，在提升能源利用率的同時(shí)，燒結(jié)煤充分燃燒，減少污染物質(zhì)的產(chǎn)生，獲得良好的環(huán)保效果；第三，靈活使用催化助燃劑。在燒結(jié)過(guò)程中加入催化助燃劑，催化助燃劑是由固體燃料組成，投放到燒結(jié)環(huán)節(jié)，會(huì)使能源充分的燃燒，充分燃燒的能源，提升能源利用率，防止出現(xiàn)能源浪費(fèi)的情況；第四，配合使用預(yù)熱助燃空氣法。預(yù)熱助燃空氣法，是替代傳統(tǒng)的點(diǎn)火方式。傳統(tǒng)的點(diǎn)火方式，會(huì)消耗較多的能源，使用預(yù)熱助燃空氣法，省去點(diǎn)火環(huán)節(jié)，首先進(jìn)行燒結(jié)設(shè)備的預(yù)熱處理，在燒結(jié)設(shè)備溫度到達(dá)燃點(diǎn)后，向設(shè)備中加入能源，即可實(shí)現(xiàn)快速燃燒，整個(gè)過(guò)程消耗的能源較少；第五，節(jié)省電能的使用。燒結(jié)期間會(huì)消耗較多的電力能源，主要是抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行中消耗的電能較多。通過(guò)控制抽風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)量，并做好抽風(fēng)機(jī)的密封處理，會(huì)使抽風(fēng)機(jī)持續(xù)產(chǎn)生較為充足的風(fēng)量，風(fēng)量滿(mǎn)足燒結(jié)需求，即可減少抽風(fēng)機(jī)的使用。

3.3 煉鋼節(jié)能技術(shù)

煉鋼期間消耗較多的能源，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，主要調(diào)整兩個(gè)方面的生產(chǎn)方式，一是轉(zhuǎn)爐煤氣回收，二是轉(zhuǎn)爐煤氣利用。在轉(zhuǎn)爐煤氣回收過(guò)程中，由于轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)期間會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，內(nèi)部熱量會(huì)與碳物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，在高溫有氧的環(huán)境中，會(huì)使?fàn)t內(nèi)生成較多的煤氣。通過(guò)回收煤氣，借助煤氣燃燒產(chǎn)生的熱量，即可實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)能。許多企業(yè)應(yīng)用煤氣回收技術(shù)，會(huì)在轉(zhuǎn)爐內(nèi)配置凈化設(shè)備，用于轉(zhuǎn)爐運(yùn)轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生的煤氣，通過(guò)凈化后即可快速燃燒。凈化設(shè)備主要是提升煤氣的純度，使煤氣達(dá)到相應(yīng)的濃度，即可使煤氣燃燒時(shí)更加安全穩(wěn)定。在轉(zhuǎn)爐煤氣利用過(guò)程中，會(huì)向收集的煤氣中加入冷卻劑，然后將冷卻的煤氣輸入至熱壓設(shè)備，處理的煤氣重新進(jìn)入到爐內(nèi)，整個(gè)過(guò)程會(huì)節(jié)省水資源的使用，冷卻劑代替水資源，有效提升煉鋼環(huán)節(jié)的節(jié)能水平。

在轉(zhuǎn)爐環(huán)節(jié)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)注意在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的節(jié)能問(wèn)題。轉(zhuǎn)爐環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生較大的節(jié)能效益，在轉(zhuǎn)爐時(shí)會(huì)消耗較多的氧氣和電力能源。在氧氣和電力能源消耗時(shí)，整個(gè)消耗量會(huì)超過(guò)其它能源總的消耗量，企業(yè)應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作：第一，重視工作人員的操作技能以及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。煉鋼環(huán)節(jié)需要使用專(zhuān)業(yè)的技術(shù)，工作人員應(yīng)進(jìn)行全面的技術(shù)指導(dǎo)以及綜合素質(zhì)培養(yǎng)，才能規(guī)范操作行為，并且?guī)椭ぷ魅藛T積累更多的經(jīng)驗(yàn)，才能提升轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的有效性。工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照流程進(jìn)行操作，同時(shí)加強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備的檢查，如氧槍壓力的檢查，使氧槍保持在較高的壓力狀態(tài)，使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中獲得充足的氧氣，提升轉(zhuǎn)爐中燃料率，有效節(jié)省生產(chǎn)期間電能的消耗；第二，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中會(huì)消耗較多的電力能源，工作人員應(yīng)提升設(shè)備操作的準(zhǔn)確性，避免出現(xiàn)過(guò)度冶煉的情況。企業(yè)應(yīng)制定完善的操作規(guī)范，將規(guī)范嚴(yán)格落實(shí)到操作環(huán)節(jié)，要求每名工作人員，應(yīng)熟練掌握操作方法，在操作中實(shí)時(shí)控制電能，充分展示出工作人員的節(jié)能能力，減少在轉(zhuǎn)爐環(huán)節(jié)出現(xiàn)的電能消耗情況。

現(xiàn)階段，干熄焦冶煉技術(shù)較為成熟，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在鋼鐵冶金領(lǐng)域，在應(yīng)用干熄焦冶煉技術(shù)過(guò)程中，將溫度較高的焦炭進(jìn)行降溫處理，焦炭在冷卻過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的惰性氣體，完成冷卻后回收形成的紅焦，然后將紅焦放入到干熄焦設(shè)備中，產(chǎn)生的惰性氣體經(jīng)過(guò)回收、加工以及處理后，惰性氣體用于發(fā)電。此外生成的紅焦，可以重新投入到燃燒設(shè)備中，有效提升燃料的使用率，獲得良好的節(jié)能效果。

3.4 軋鋼節(jié)能技術(shù)

在軋鋼環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)分為三項(xiàng)：第一，降低加熱溫度。軋鋼過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，將溫度控制在恒定的狀態(tài)，是增強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量的保障。在保證產(chǎn)品質(zhì)量不發(fā)生變化的前提下，企業(yè)應(yīng)降低軋鋼環(huán)節(jié)的溫度，減少熱量的生成過(guò)程，有助于在加熱環(huán)節(jié)減少能量的消耗；第二，使用蓄熱加熱爐替代傳統(tǒng)的加熱爐。許多企業(yè)廣泛使用蓄熱加熱爐，在軋鋼環(huán)節(jié)使用蓄熱加熱爐，主要是由于蓄熱燃燒方法，在蓄熱燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多的煤氣，通過(guò)回收和利用煤氣，會(huì)提升能源的利用率，避免出現(xiàn)能源浪費(fèi)的情況；第三，企業(yè)加強(qiáng)生產(chǎn)工藝的規(guī)范。軋鋼期間由于材料發(fā)生變化，使用合適的生產(chǎn)工藝，會(huì)控制整個(gè)軋鋼過(guò)程消耗的能源。規(guī)范生產(chǎn)工藝，企業(yè)應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，結(jié)合材料使用合適的工藝，從而提升軋鋼環(huán)節(jié)的能源利用率。

3.5 其它節(jié)能技術(shù)

企業(yè)應(yīng)以可持續(xù)發(fā)展角度，配置具備環(huán)保能力的設(shè)備，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的同時(shí)，還能提升鋼鐵冶金的質(zhì)量。企業(yè)應(yīng)重視干熄焦技術(shù)的應(yīng)用，干熄焦技術(shù)會(huì)使焦炭產(chǎn)生較多的惰性氣體，實(shí)現(xiàn)電能和熱能的再次回收和利用。在鋼鐵冶金流程中，在每個(gè)流程中加入催化助燃劑，一方面提升燃料充分燃燒能力，另一方面使每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的時(shí)間縮短，有效減少每個(gè)流程能源的消耗。在燒結(jié)環(huán)節(jié)重視質(zhì)量管理，在燒結(jié)環(huán)節(jié)應(yīng)用正確的技術(shù)，有效提升燒結(jié)過(guò)程的產(chǎn)品質(zhì)量，使產(chǎn)品質(zhì)量滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，從而創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在鋼鐵冶金生產(chǎn)過(guò)程中，每個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)優(yōu)化進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)的調(diào)整，通過(guò)調(diào)整提升設(shè)備的節(jié)能能力，在生產(chǎn)中會(huì)獲得良好的節(jié)能效果。企業(yè)應(yīng)深入分析在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的能源問(wèn)題，實(shí)施科學(xué)合理的措施，提升能源的利用率，減少能源的消耗，并且降低生態(tài)環(huán)境污染，不僅促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，還能提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。實(shí)現(xiàn)能源利用以及節(jié)能環(huán)保，符合我國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略，企業(yè)投入更多的精力和資金，用于研發(fā)創(chuàng)新的生產(chǎn)技術(shù)，避免產(chǎn)生的效益用于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)發(fā)展，為鋼鐵冶金創(chuàng)造更大的發(fā)展空間。