鋼鐵冶金清潔生產新工藝探索

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，人們生活水平不斷提高，各種社會基礎建設不斷完善，在給人們帶來現代文明的同時也對地球造成了嚴重的破壞。鋼鐵冶金屬于高能耗、高污染行業，推行清潔生產是保護環境、實現可持續發展的必然。本文主要對鋼鐵冶金清潔生產的幾種新工藝進行探索，為鋼鐵業的可持續發展提出建議。

關鍵詞：鋼鐵冶金；清潔生產；工藝探索

1 能源結構調整

高能耗、高密度是鋼鐵冶金企業的主要生產特點之一，推行清潔生產，就必須對企業能源結構進行調整。可通過以下兩個方面實現：

1.1 調整比例結構

在鋼鐵冶金生產過程中，鐵前系統成本和能耗占總成本及能耗的70%，因此，要想實現清潔生產，就必須控制和調整這一階段的資源以及能耗的比例。調整煉鐵爐料的結構。首先要落實精料方針，不斷優化爐料結構，確保進入高爐的爐料達到各種高標準的要求。提高高爐熟料的比例，確保進入高爐的爐料到達精料的要求，不斷改善爐料結構，為清潔生產奠定物質基礎。當然，實現這一目標需要多個企業相互配合，富氧高煤量噴吹技術是上世紀中期提出了一項全新的鋼鐵冶金技術，能夠有效的節約能耗、改善能源結構以及比例，對于今天的鋼鐵冶金也仍有深遠的影響。寶鋼是我國目前富氧高煤量噴吹技術比較先進的企業，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、環境污染的不斷加劇以及人們環保意識的增加，促使了人們必須為鋼鐵冶金業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生產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造性思維。找到替代能源意義重大，不但可以為企業節約大量的成本。也能進一步促進社會的平衡發展，還能對廢棄物進行再次利用，減少浪費，保護環境。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。這樣不但可以節約大量的石油、煤的不可再生資源，為全人類的可持續發展奠定基礎。

2 工藝優化及革新

從傳統的鋼鐵冶金生產過程來看，工序多、歷時長、能源損失及產生的廢棄物比較多，這也是鋼鐵冶金高能耗、高污染的主要原因。據有關部門統計，傳統鋼鐵冶金生產中，損耗的能源占總能耗的39%，但經過技術分析可以回收利用的能源僅僅為10%，因此，各個國家都投入了大量的人力物力進行科研攻堅，力圖找到一種更加科學、更加合理的鋼鐵生產工藝，改變鋼鐵行業目前高能耗、高污染的面貌。上個世紀末期，世界鋼鐵工業出現了多個先進的工藝流程和新技術。

2.1 SC-EAF-CC-CR流程

據有關部門統計，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，使得廢鋼利用成為未來鋼鐵業發展的趨勢。在這種社會背景下，世界各地出現了多個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、精煉和相應的軋制設備組成，比傳統的煉鐵流程更加經濟，更加環保。但是由于廢鋼種類多、成分復雜，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流程是上個世紀九十年代發展起來的，比SC-EAF-CC-CR流程更加經濟靈活、更加緊湊環保。SR/DR-UHP-CC-CR流程融合了多項先進的鋼鐵冶煉技術，比如直接和熔融還原技術、連鑄連軋技術等，使其更加科學合理。首先。熔融和直接還原可以大大的減少生產工序，降低鋼鐵企業的基建成本和生產成本，更加有利于環保，是未來鋼鐵生產發展的方向；其次，連鑄連軋技術可以提升金屬收得率，提高生產效率，減少能源損耗。這種技術在出現之后到得了世界各國的認可，并投入使用，取得了顯著的成績。目前，我國應用此技術的有珠江鋼廠、邯鋼及包鋼。

3 廢棄物的利用

鋼鐵工業在生產過程中，會產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具有較多的顯熱，占總能耗的35%左右，有部分生產環節還會留下大量的余壓能源。因此，有效的利用各個環節產生的廢棄物對于節約能源、降低污染、清潔生產有著重要的意義。

3.1 TRT技術

TRT技術是將爐頂排放出來的高爐煤氣所含有的壓力能和熱能轉化為機械能，并促使發電機組發電的能源回收裝置。TRT在工作時不需要任何燃料及能源供給，卻可以為高爐鼓風機提供將近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。目前，我國寶鋼在這方面比較成熟。

3.2 干熄焦技術

干熄焦技術就是將惰性氣體通過循環風機鼓入干熄爐內，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生蒸汽，最終惰性氣體被冷卻，并經過鼓風機再次進入干熄爐循環使用。通過干熄焦技術，每噸紅焦可以回收的顯熱可以產生將近0.45t的中壓蒸汽，而且可以減少用水量，改善環境，減少有害氣體的危害等。目前，我國寶鋼已經采用了此技術，并取得良好的效果。

4 結語

二十一世紀，鋼鐵冶金行業必將延續清潔生產的發展模式，新工藝、新技術的不斷開發利用必將使鋼鐵冶金工藝流程更加科學、合理、經濟、環保。總之，未來的鋼鐵冶金必將向低能耗、更環保方向發展。

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作者簡介：管紅梅（1972-），女，內蒙古包頭人，研究方向：鋼鐵冶金。