鋼鐵工業節能實踐及發展

楊冬云

摘要：較高的能源消耗是約制鋼鐵企業持續發展的最重要因素之一。通過對鋼鐵生產節能技術現狀進行分析，為行業提供可利用的實踐經驗；對利用新能源、新方法的展望，為鋼鐵工業能源使用描繪可持續的發展藍圖。

關鍵詞：鋼鐵工業；節能技術；新能源

國家經濟的飛速發展，鋼鐵需求也呈穩定增長態勢，也推動了鋼鐵工業的發展。鋼鐵工業是能源集約性行業，生產過程中消耗大量的能源，在當前能源資源日益緊缺的形勢下，節能降耗成為全社會關注的焦點，也是鋼鐵企業自身降本增效、實現可持續發展的重要手段。因此，只有把節約能源放在首要位置，才能為企業、為社會創造出更多價值。

一、節能技術現狀

（一）燒結余熱回收

燒結工序能耗大約為45kgce/t左右，燒結生產過程中消耗大量的能源，但有效利用的不足50%，大量的能源以熱煙氣形式排出，所以在燒結工序的節能工作中，重點是余熱資源的回收利用。現在大型的鋼鐵聯合企業均建有燒結環冷余熱回收及發電裝置，將環冷機的熱煙氣送到余熱鍋爐，產生過熱蒸汽進行發電，發電量能夠達到15kwh/t以上；先進的企業將燒結大小煙道的熱煙氣進行回收，并入環冷余熱發電系統中，提高發電量。

（二）煉鐵節能

煉鐵工序能耗大約在400kgce/t左右，高爐煉鐵主要的能耗是燃料，目前高爐日益大型化，燃料比控制在500kg/t左右，所以保證高爐穩定順行，降低燃料比是煉鐵工序節能的基礎。其次，動力能源作為煉鐵生產的保障，也應該打破傳統的理念，打破保供應思維，利用先進節能技術，提高能源利用效率，降低動力能源消耗。另外，加強余熱余能的回收利用，建設TRT，利用爐頂余壓進行發電，利用好的可達到45kwh/t；利用熱風煙氣預熱空氣、煤氣，提高熱風爐的燃燒效率，降低過程煤氣消耗。

（三）減少焦化蒸汽使用

傳統的鋼鐵聯合企業均配套建有焦爐，焦化工序的工序能耗在100kgce/t左右。焦化生產傳統節能措施有：控制合理的熱工參數，提高焦爐的熱效率：加強焦爐及煤氣回收系統的密封性，增加焦爐煤氣回收量；建設干熄焦及配套的發電裝置，充分利用紅焦顯熱，回收利用余熱資源；利用焦爐上升管煙氣余熱，并入干熄焦系統，增加蒸汽產量，提高發電量。另外，焦化傳統的化產回收過程中，采用蒸汽加熱，蒸汽的過度使用，不僅熱效率低，而且增加了污水量。所以，在化產回收中，盡可能的利用熱油換熱、電加熱等先進的工藝，減少蒸汽消耗，實現節能環保的要求，為后續水處理減輕壓力。

（四）負能煉鐵

在轉爐煉鋼生產中，先進的企業均實現了負能煉鋼。實現負能煉鋼的關鍵是余熱余能的回收利用，轉爐煤氣和汽化煙道冷卻蒸汽的回收是轉爐煉鋼節能工作的重點。通過降罩操作、負壓控制等工藝控制手段，實現轉爐煤氣的最大限度回收利用，為工業爐窯提供相對高熱值的燃料，目前先進的鋼鐵聯合企業轉爐煤氣回收達到了130m3/t以上。其次，轉爐汽化冷卻煙道產生飽和蒸汽，視裝備水平不同，大型的轉爐可實現回收20Mpa以上的蒸汽80kg/t，可利用該飽和蒸汽進行發電。另外，在轉爐煉鐵過程中，消耗的能源主要是水、電和氧氣，優化水資源配置，實現分質供水，這是煉鋼生產降低水耗的重要手段；優化轉爐的生產節奏，多個轉爐吹煉時間均勻有序，這是保證氧壓穩定，減少氧氣放散的重要方式。

（五）軋鋼節能

軋鋼工序是鋼鐵生產流程中的最后工序，也是實現效益的增長點的關鍵工序。加熱爐是軋鋼生產的主要能源消耗環節，現代鋼鐵聯合企業的軋鋼加熱爐均實現了利用企業自產的煤氣作為燃料，不再使用煤或天燃氣。隨著蓄熱式加熱技術的推廣應用，低熱值的高爐煤氣成為加熱爐的重要燃料，充分利用了鋼鐵生產過程的二次能源。加熱爐的汽化冷卻蒸汽的回收利用，也是現代鋼鐵企業節能的重要技術手段，主要利用途徑有三個：一是并入企業低壓蒸汽網，用于企業生產生活用汽；二是并入煉鋼飽和蒸汽發電系統，作為補汽，增加發電量；三是建小型發電機組，就地利用發電，這種情況一般離主廠區較遠，輸送熱損失大，建一套小型螺桿發電機組，充分利用該部分余熱資源。

二、節能展望

（一）優化原燃料結構

從目前鋼鐵冶金生產過程中的能源消費結構分析，鐵前系統成為能源消耗的主要環節，這一環節所消耗的能源在總能源消耗占比超過了70%。為了有效實現生產流程控制目標，必須打破傳統的節能觀念，對整個生產過程進行系統性優化，有效提高生產結構的科學性與合理性。入燒入爐資源優化，是貫徹“源頭減量”的節能理念的重要手段。從入燒入爐原料成分和配比入手實施清潔生產，提高原燃料品質，實現精料入燒入爐。為了更好地實現這一目標，不僅僅是企業節能部門獨立的工作，而是企業采購、生產、技術、節能等部門聯動，統一思想，明確目標，協調配合，確保進料結構能夠達到精料標準。例如提高外粉比例、提高精粉品位、提高噴吹煤熱值、降低鋼鐵輔料的添加量等措施，降低無用的能源消耗；另外在二次能源利用方面，提高煤氣品質，減少廢氣的摻入量，提高爐窯的燃燒效率，從而降低能源消耗。

（二）發展清潔能源

目前鋼鐵企業的能源消費主要是化石能源，化石能源的使用過程中產生CO2、SO2等，給全球環境造成了極大壓力。而且化石能源作為一種不可再生資源，儲量持續下降，隨著環保壓力的不斷提高，鋼鐵冶金行業亟需采取新的替代能源開展生產活動，逐漸減少化石能源消耗，最終實現清潔能源的全面應用。目前，先進的鋼鐵企業承擔起社會廢物的消納功能，利用工業垃圾與廢物燃燒提供部分生產動力，既解決了工業垃圾的處理，又為企業提供部分能源，這是鋼鐵企業生存發展的一個重要招牌。另外，有條件的企業，可研究風能、太陽能、潮汐能等清潔能源的利用，這是鋼鐵企業實現可持續發展的研究發展方向。新能源應用于鋼鐵冶金生產能夠大大降低化石能源的使用數量，從源頭減少能源消耗，同時減少有害氣體排放，從根本上實現節能環保要求，為鋼鐵冶金行業的清潔生產模式推廣應用創造良好條件。

三、結語

總而言之，隨著鋼鐵冶金技術的不斷完善與發展，整個鋼鐵制造行業也迎來了更為廣闊的發展空間，要想使其具備持續性的發展潛力，必須強化能源節約意識，擺脫傳統鋼鐵冶金的制約性，開發出更為節能化的冶金技術，在提升冶金質量的同時，提高企業的生產效益，促進我國工業制造水平的進一步提升。