鋼鐵冶金清潔生產中的新技術和新工藝初探

廖德榮

（重慶鋼鐵股份有限公司，重慶 401220）

隨著時代不斷發(fā)展，人們生活水平逐漸提升，促使人類對能源的需求逐漸增大，對環(huán)境造成巨大的破壞，影響人類社會的可持續(xù)發(fā)展。面對日益惡化的環(huán)境與資源短缺的局面，應深入進行反思，改變傳統(tǒng)的能源粗放式模式，推動清潔生產，降低對環(huán)境的破壞，實現(xiàn)可持續(xù)。

1 鋼鐵冶金清潔生產中能源結構的調整

受鋼鐵冶金自身的性質影響，生產中需要消耗大量的能源，并造成環(huán)境污染，與新時代的可持續(xù)發(fā)展理念相悖，因此需要合理進行清潔生產，降低生產中的污染與消耗，實現(xiàn)綠色環(huán)保。積極進行能源結構調整，從整體上進行改善，充分發(fā)揮出新技術與新工藝優(yōu)勢，具體來說，主要包括以下幾方面。

（1）調整鋼鐵冶金中清潔生產的比例結構。在鋼鐵冶金過程中，能源消耗的成本占據(jù)總成本較高的比例，在50%～70%之間，因此企業(yè)需根據(jù)實際情況對生產比例進行調整，降低能源的成本投入，促使其整體性提升，實現(xiàn)清潔生產。例如，工作人員可以結合實際情況針對現(xiàn)階段的爐料進行優(yōu)化，從整體上進行完善，創(chuàng)新現(xiàn)有的應用理念，保證爐料具有穩(wěn)定性與均勻性，提高其熟料比，實現(xiàn)高爐的節(jié)焦與增產，精細化生產。與此同時，企業(yè)應積極進行創(chuàng)新，從整體上進行完善優(yōu)化，探索新型清潔生產技術，例如現(xiàn)階段的富氧高煤量噴技術的應用，可以從整體上降低能源的消耗，促使整體的比例結構趨于合理性，在保證環(huán)保、節(jié)能的基礎上實現(xiàn)生產最大化[1]。

（2）靈活選擇新能源進行替換。化石能源的大量消耗促使現(xiàn)階段世界呈現(xiàn)出能源緊張的局面，并對環(huán)境造成嚴重的污染與破壞，影響人類的生存與發(fā)展。為緩解能源消耗，面對日益緊張的能源與環(huán)境污染問題，應積極開發(fā)探索新能源替代傳統(tǒng)的化石能源，降低不可再生能源的消耗，適應時代發(fā)展。選擇清潔的能源可以降低傳統(tǒng)能源的消耗，實現(xiàn)友好型生產，從整體上進行完善，充分發(fā)揮出其自身的優(yōu)勢，降低二氧化碳、有毒氣體的產生，降低環(huán)境污染與溫室氣體，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。例如，太陽能、風能、潮汐能、地熱能的應用，可以為鋼鐵冶金提供優(yōu)質的能源進行生產，降低不可再生能源的消耗，降低有害氣體的排放量，實現(xiàn)合理的節(jié)能環(huán)保，促使冶金行業(yè)實現(xiàn)清潔生產。垃圾與廢物燃燒可以從產生較大的能量，為鋼鐵冶金生產提供動力，尤其是在當前背景下，塑料等生活垃圾遍布，靈活利用塑料垃圾不僅可以減少白色污染，還可以降低能源的消耗，如現(xiàn)階段的高爐噴吹塑料技術，屬于一項具有社會效益、生產效益、環(huán)保效益的新技術，可以滿足時代發(fā)展的需求[2]。

2 鋼鐵冶金清潔生產中的新技術

（1）干熄焦技術。干熄焦技術是現(xiàn)階段應用較為廣泛的一種技術，在應用過程中可以有效的進行熄焦，通過在干熄爐頂?shù)捻敳垦b入1000℃的紅焦通過循環(huán)風機將130℃的低溫惰性循環(huán)氣體向紅焦層內進行鼓入，通過惰氣體的性質促使其產生焦炭，經過該步驟后，惰性氣體的溫度提升，最終在鍋爐中產生水蒸氣，冷去后利用循環(huán)風機促使其重新利用惰性氣體，再次形成干熄循環(huán)過程，從整體上降低能源的消耗，并提升焦炭的質量，優(yōu)化整個生產過程，促使鋼鐵冶金生產整體技術水平提升，為人們提供優(yōu)質的服務[3]。

（2）高爐煤氣余壓透平發(fā)電技術。TRT技術也是當前較為先進的技術，是指高爐煤氣余壓透平技術，以高壓爐頂為基礎將高爐煤氣進行能量轉化，充分發(fā)揮出技術優(yōu)勢，從整體上進行完善，將熱能與壓力能轉化為機械能，滿足生產的需求。在高爐煤氣余壓透平技術應用過程中，將煤氣進行合理的處理，利用兩級文氏管與重力除塵器進行處理，通過TRT裝置經過電動碟閥、調速閥、快切閥促使電動機運轉，實現(xiàn)生產。該技術具有較高的經濟效益，在實際應用過程中不需要提供能源與燃料，實現(xiàn)對壓頂?shù)挠行Э刂疲档驼w的生產噪聲，實現(xiàn)能源的高效利用[4]。

（3）爐渣的處理技術。在進行鋼鐵冶金過程中，必然會出現(xiàn)大量的爐渣，并且其種類較為復雜，如轉爐渣、電爐渣、高爐渣以及鐵合金爐渣等，在傳統(tǒng)生產中爐渣主要作為廢物丟棄，隨著理念的不斷創(chuàng)新，人們環(huán)保意識逐漸提升，促使人們逐漸對爐渣進行高效的應用，并研究出全新的技術對爐渣進行綜合利用，提升資源的利用效率。例如，現(xiàn)階段人們主要從爐渣的分離與應用兩方面入手，深入進行分析，實現(xiàn)共生金屬元素的應用，充分發(fā)揮出其自身的價值，實現(xiàn)高效的應用，如作為工程建設路基、農業(yè)肥料、玻璃制造原料等，滿足當前的需求。最為常見的爐渣處理技術為干式成粒法，實現(xiàn)合理的干式處理，將爐渣含有的熱能進行充分的利用，降低能源的消耗，提高生產質量。干式成粒法在應用過程中以建立熔渣變速旋轉杯為主，從渣道輸送至旋轉中心，通過離心力形成固化體，提高整體的質量性能，此時需要保證固化顆粒不受外界因素的影響形成結塊，進行空氣冷卻工序，降低固化的渣粒發(fā)生粘結的可能性，最終形成高質量的爐渣，該類爐渣可以應用為耐火材料、水泥、玻璃等行業(yè)，實現(xiàn)能源的最大化利用，適應時代發(fā)展。

3 鋼鐵冶金清潔生產中的新工藝

對于鋼鐵冶金來說，在生產過程中呈現(xiàn)出嚴重的污染與能耗，其主要的原因在于整個生產工序周期較長，需要頻繁的進行操作，涉及的內容較多，最終導致能量產生損失，能源利用率不高，據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)的鋼鐵冶金過程中能量的總損耗高達38%，需要不斷進行技術創(chuàng)新研究，降低能源損耗，從原有的粗放型生產轉化為精細型節(jié)能生產，帶動鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)清潔生產。

（1）SC-EAF-CC-CR流程工藝。SC-EAF-CC-CR流程主要是指廢鋼-電弧爐-連鑄-連軋流程工藝，具有較強的經濟性，可以從整體上實現(xiàn)能源的節(jié)約，滿足發(fā)展需求。現(xiàn)階段，世界上的廢鋼量逐漸提升，造成一定的資源損失，利用廢鋼的可再生性將廢鋼進行合理的應用，可以從整體上提升資源的利用效率，滿足當前能源、資源以及環(huán)境的需求。在進行廢鋼應用過程中，利用廢鋼-電弧爐-連鑄-連軋流程進行電爐煉鋼，實現(xiàn)電弧爐的精煉，從整體上提升其安全性，滿足當前的需求。受廢鋼自身的性質影響，種類復雜繁多，成分存在較大的不同，在進行冶煉過程中，需要明確其整體質量，合理進行控制，將其應用在合適的領域。

（2）SR DR-UHP-CC-CR流程工藝。SR DR-UHP-CC-CR流程主要是指熔融還原、直接還原-超高功率電爐-薄板連鑄連軋流程，具有較強的工藝優(yōu)勢，呈現(xiàn)經濟性、靈活性、環(huán)保性與緊湊性等流程特點，可以從整體上提升其安全性與效率，滿足當前的需求。該技術在應用過程中，實現(xiàn)可直接還原、熔融還原以及連鑄連軋，保證整個過程更加符合生環(huán)保性與高效性要求，降低外界環(huán)境的干擾，消除產生的污染，改變傳統(tǒng)生產中存在的缺陷，實現(xiàn)低能耗高效生產，適應新時代。以熔融還原(Smelting Reduction)和直接還原(Direct Reduction)工藝為例，二者屬于當前非高爐法冶煉工藝，可以從整體上降低工藝流程，減少成本的投入，并降低能源的損耗，實現(xiàn)環(huán)境友好型生產，并逐漸與現(xiàn)階段的電爐煉鋼相適應，形成全新的發(fā)展方向，提升整體技術水平。

以實際案例為例，奧鋼聯(lián)與德國Korf公司開發(fā)的Corex法是現(xiàn)階段較為成熟的熔融還原工藝，在應用過程中利用原煤與鐵礦石生產鐵水，實現(xiàn)焦煤資源的節(jié)約，減少煉焦與燒結工序，優(yōu)化整個體系流程，完善現(xiàn)階段的生產。與此同時，在生產過程中，不需要熱風爐，降低污染物的消耗，據(jù)相關的調查顯示，該方法與傳統(tǒng)方法相比，對環(huán)境產生的負面影響降低90%以上，具有良好的經濟性、環(huán)保性與安全性，滿足當前的生產需求。還原工藝也是當前較為常見的工藝，在應用過程中，可以實現(xiàn)鐵的直接還原，保證其成分穩(wěn)定，消除外界因素產生的影響，獲取直接還原鐵，可以作為鋼類生產稀釋劑與廢鋼代替品，提升資源的利用效率。

連鑄連軋新工藝技術的應用，可以從整體上提升金屬的回收效率與生產效率，降低能耗損失，以滿足當前生產需求。例如，現(xiàn)階段德國在線帶鋼生產二種薄板坯類型靈活應用該技術，從整體上進行完善，創(chuàng)新現(xiàn)有的生產理念，建立完善的工藝流程，以滿足現(xiàn)階段的生產需求。

4 結論

綜上所述，在當前的時代背景下，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展與降低環(huán)境污染成為當前的首要任務，因此鋼鐵冶煉企業(yè)應積極進行創(chuàng)新，改變傳統(tǒng)的行業(yè)發(fā)展理念，從整體上進行完善，調整現(xiàn)有的能源結構，積極開發(fā)與利用清潔能源，實現(xiàn)鋼鐵冶金的環(huán)保性生產，并引進先進的工藝與技術，降低生產過程中產生的能耗與損失，實現(xiàn)資源的優(yōu)化處理，在保證生產環(huán)保性與能源節(jié)約性的基礎上實現(xiàn)高效生產。