節(jié)能技術(shù)在鋼鐵冶煉中的應(yīng)用探究

吳換英 和娟娟

摘 要：鋼鐵工業(yè)是我國的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力和綜合國力的發(fā)展，社會對鋼鐵的需求量也越來越大，呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。鋼鐵行業(yè)作為高耗能行業(yè)，根據(jù)國家政策要求需切實(shí)做好節(jié)能工作，降低鋼鐵冶煉中的能耗。本文對鋼鐵冶煉中應(yīng)用到的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了分析探究。

關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè)；節(jié)能減排；節(jié)能技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.032

1 引言

鋼鐵行業(yè)對我國經(jīng)濟(jì)的快速增長起到了積極的促進(jìn)作用。然而，鋼鐵行業(yè)作為高耗能的行業(yè)，它的快速發(fā)展帶來了諸多社會問題，尤其造成了日益嚴(yán)重的污染問題。黨的十八大以來，建設(shè)生態(tài)文明已經(jīng)成為我國研究的關(guān)鍵課題之一，節(jié)能減排在全球逐漸掀起了熱潮，因此，通過各種節(jié)能技術(shù)降低鋼鐵冶煉的能耗是整個(gè)鋼鐵行業(yè)的首要任務(wù)。需要切實(shí)落實(shí)好鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排工作，促進(jìn)環(huán)境友好與能源循環(huán)利用。

2 國內(nèi)外鋼鐵冶煉節(jié)能現(xiàn)狀

隨著我國政府對鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排工作的重視，各個(gè)鋼鐵企業(yè)都在采取措施積極開展節(jié)能減排工作，通過采用新技術(shù)、改進(jìn)冶煉流程或改善管理制度等切實(shí)落實(shí)鋼鐵冶煉節(jié)能減排工作。到目前為止，我國鋼鐵行業(yè)節(jié)能減取得了較大的成就。鋼鐵企業(yè)已有較強(qiáng)的節(jié)能生產(chǎn)意識，在生產(chǎn)過程中結(jié)合自身情況，都引進(jìn)了先進(jìn)的節(jié)能降耗管理技術(shù)和生產(chǎn)工藝。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國鋼鐵行業(yè)的能耗已有較大的降低。然而也面臨諸多問題，比如我國的鋼鐵企業(yè)所能達(dá)到的節(jié)能水平有所不同。我國的一些優(yōu)秀企業(yè)在鋼鐵冶煉節(jié)能方面已經(jīng)達(dá)到甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國際標(biāo)準(zhǔn)要求，在這方面的成績非常突出。然而，也不乏有些企業(yè)的節(jié)能減排工作進(jìn)行的不深入，在這方面的存在著很大的問題。

國外鋼鐵冶煉節(jié)能減排的總體情況要好過國內(nèi)。在治理方面，國外對于污染源的治理要遠(yuǎn)比我國更加嚴(yán)格。就其治理范圍來說，國外的治理范圍更廣，在治理資金投入方面國外比國內(nèi)投入了更多的資金，其在鋼鐵冶煉方面投入的精力也比國內(nèi)更加全面。其次，在技術(shù)的利用方面以及設(shè)備方面國外有著比國內(nèi)更加先進(jìn)的條件。不同國家的文化差異導(dǎo)致不同的管理理念，我國鋼鐵企業(yè)的節(jié)能管理部門與國外相比在組織架構(gòu)上也有所不同。在與國外的一系列的對比中，雖然我國鋼鐵冶煉節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用目前還處于起始階段，但有了國家的支持和鋼鐵行業(yè)的積極配合，我國鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排能快速達(dá)到國際一流水平。

3 鋼鐵冶煉常用的節(jié)能技術(shù)

鋼鐵冶煉節(jié)能方式有很多種，但現(xiàn)階段主要的節(jié)能方式是技術(shù)節(jié)能，它給鋼鐵企業(yè)帶來的效益也是最為直接的。國際上目前常采用的鋼鐵節(jié)能冶煉技術(shù)主要有如下幾種：

3.1 轉(zhuǎn)爐冶煉純凈鋼技術(shù)

轉(zhuǎn)爐純凈鋼技術(shù)是在提高鋼的純凈度同時(shí)控制鋼中的其他非金屬的雜物的數(shù)量和形態(tài)。現(xiàn)階段，隨著技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)指標(biāo)不斷提高，其中N值要求不高于20ppm，S的數(shù)值要求不高于0.01%。該技術(shù)通過建立科學(xué)的模型，采用先進(jìn)的監(jiān)測儀器，對煉鋼爐的熔池進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁瑥亩軌蚩茖W(xué)合理的控制爐內(nèi)溫度和鋼水的組成成分，減少煉鋼過程中不必要的消耗，降低吹爐次數(shù)，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

3.2 廢鋼預(yù)熱型電弧爐技術(shù)

電弧爐在冶煉過程中不可避免地產(chǎn)生大量的熱能和化學(xué)能。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，隨著煉鋼爐內(nèi)氧化作用的不斷進(jìn)行，廢氣所帶走的熱量也隨之增加。鋼鐵冶煉中廢氣所帶走的熱量占總能耗的比例很大，如果能夠降低或者回收廢氣所帶走的熱量，將能夠大大的提高鋼鐵冶煉的節(jié)能水平。廢鋼預(yù)熱型電弧爐技術(shù)的本質(zhì)就是采用冶煉廢氣對廢舊鋼材原料進(jìn)行預(yù)熱，從而降低能量的損耗。經(jīng)科學(xué)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，冶煉廢氣每使廢舊鋼材原料的溫度上升50攝氏度，則能夠減少10kWh/t的能量損耗，由此可見采用該技術(shù)能夠有效的降低鋼鐵冶煉的能量損耗，該技術(shù)現(xiàn)已成為鋼鐵冶煉節(jié)能的重要技術(shù)措施。

3.3 回收發(fā)電技術(shù)

在鋼鐵冶煉過程中在高爐爐頂煤氣會產(chǎn)生很大的壓力，如果能夠在爐頂安裝發(fā)電裝置，便能夠?qū)毫D(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)能量回收。該煤氣回收發(fā)電裝置不僅僅能夠利用爐頂煤氣進(jìn)行發(fā)電，并且可以通過此裝置實(shí)現(xiàn)對爐頂壓力的實(shí)時(shí)有效的穩(wěn)定控制，能夠有效的降低鋼鐵冶煉過程中排放的廢氣對環(huán)境的污染。在實(shí)際安裝過程中，為了提高該技術(shù)的發(fā)電效率，一般在發(fā)電裝置中安裝干法除塵設(shè)施，從而有效的提高單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)電量。

3.4 SCOPE21煉焦技術(shù)

SCOPE21煉焦技術(shù)能夠有效的提高鋼鐵冶煉的生產(chǎn)效率，提高煤炭資源利用率，該技術(shù)是一項(xiàng)逐漸被推廣應(yīng)用的環(huán)境友好型節(jié)能減排技術(shù)。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程是先在焦?fàn)t裝料前對煉焦原料煤進(jìn)行快速加熱預(yù)處理，這樣能夠有效的提高焦炭質(zhì)量，并且能夠大大的降低煉焦生產(chǎn)時(shí)間。與傳統(tǒng)的煉焦技術(shù)相比較SCOPE21煉焦技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：該煉焦技術(shù)能夠明顯提高低品位煤在原料煤中的比例，配比能夠增加到40%左右，有效的降低強(qiáng)黏結(jié)性煤的需求量，從而提高煤炭的綜合利用；該技術(shù)會對原料進(jìn)行預(yù)處理，因此能夠有效縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高煉焦生產(chǎn)效率，同時(shí)也能夠減少干餾爐的使用數(shù)量，從而降低設(shè)備購買及維護(hù)費(fèi)用；采用該技術(shù)能夠有效降低各種氣體的排放，每年氮氧化合物及粉塵的排放量能夠降低30%左右，二氧化碳的排放量每年降低50萬噸左右，在節(jié)能的同時(shí)能夠有效保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

3.5 煤調(diào)濕技術(shù)

煤調(diào)濕技術(shù)能夠通過加熱裝爐煤以達(dá)到降低其水分含量，其屬于煤的預(yù)處理技術(shù)。該技術(shù)的核心是無論原料中含有的水分是多少，但爐煤的水分的變化范圍必須在4.5%至5.5%之間。該技術(shù)能夠顯著提高焦?fàn)t的生產(chǎn)能力，能夠極大的實(shí)現(xiàn)節(jié)能。該技術(shù)能夠有效降低爐煤的水分，將其控制在合理的區(qū)間，從而節(jié)省煉焦時(shí)需要消耗的能量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，并且利用該技術(shù)能夠提高焦?fàn)t生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

4 總結(jié)

鋼鐵冶煉過程中需要消耗大量的能量，面對國家對鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排逐步提高的指標(biāo)要求，如何高效進(jìn)行節(jié)能技術(shù)更新，最大限度的實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排是所有鋼鐵企業(yè)必須面對的問題。目前我國鋼鐵行業(yè)通過一系列的技術(shù)革新已經(jīng)取得了很大進(jìn)步。但由于發(fā)展的不平衡，很多節(jié)能新技術(shù)仍需要深入研究推廣。因此，在未來還需深入研究鋼鐵冶煉的節(jié)能技術(shù)，做好鋼鐵冶煉的節(jié)能減排的宣傳工作。

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作者簡介：吳換英（1984-），女，河北邯鄲人，工程師，碩士研究生，主要研究鋼鐵行業(yè)工業(yè)爐、熱工方面。