鋼鐵冶金流程節(jié)能實現及技術要點研究

高 放，程春靈，高曉東，方一寧

（遼寧冶金職業(yè)技術學院，遼寧 本溪 117000）

在鋼鐵冶金生產期間，會在煉鐵過程、煉鋼過程以及軋鋼過程出現較為嚴重的能源浪費問題，針對上述過程出現的問題，實現生產流程能源節(jié)約，重點研究上述過程引發(fā)能源問題的原因，結合原因推行節(jié)能技術要點，并配合其它節(jié)能技術，從而獲得良好的節(jié)能效果。

1 鋼鐵冶金節(jié)能實現的意義

在全球經濟一體化背景下，各國對鋼鐵冶金的需求量持續(xù)增長，我國蘊含豐富的鋼鐵冶金材料，借助先進的科學技術，生產的鋼鐵冶金產品滿足各個過程的生產需求，成為我國外貿出口的重要領域。在鋼鐵冶金生產過程中，會消耗較多的能源，其中煤炭能源消耗比重較大，煤炭能源在燃燒期間，盡管會產生較多的熱量，滿足生產需求，但是燃燒的產物中含有較多破壞生態(tài)環(huán)境的物質，不僅出現能源嚴重消耗的情況，還會對生態(tài)環(huán)境造成破壞。我國重工業(yè)領域已經認識到，降低能源消耗以及保護生態(tài)環(huán)境的重要性，在生產中應用節(jié)能技術，使生產環(huán)節(jié)體現出節(jié)能環(huán)保的特點，有效保護能源，實現生產與保護環(huán)境協調發(fā)展。

2 節(jié)能實現存在的問題

2.1 煉鐵問題

常見煉鐵問題主要為能源管理不系統(tǒng)、原料燃料把關不嚴、煉鐵技術落后、節(jié)水措施缺乏等，如選擇原料鐵礦石品位低，含粉量高，就會讓燃料燃燒消耗增大，造成能源浪費問題，如爐料與篩型、篩網匹配度不佳，就會讓入爐含粉增多，影響爐料整體透氣性。同時，應用科學技術會提升生產質量和效率，在生產中能源消耗也會不斷增加，尤其是在燒結階段，能源消耗較多，許多企業(yè)在燒結期間優(yōu)化技術，盡管燒結技術已經獲得良好的生產效果，但是在燒結中能源消耗較多的情況未能發(fā)生變化。企業(yè)應深入分析燒結技術，靈活應用創(chuàng)新技術，使燒結期間消耗的能源，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，解決燒結過程中出現的能源問題。

2.2 煉鋼問題

轉爐煉鋼是鋼鐵冶金流程重要的工序，在轉爐生產期間會消耗較多的能源，主要原因轉爐煉鋼使用的能源種類較多，不同種類的能源消耗量持續(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。在科學技術發(fā)展過程中，應用節(jié)能技術替代原有的生產技術，如余熱回收技術，在生產中汽化冷卻環(huán)節(jié)出現的蒸汽，回收蒸汽產生的熱量，利用熱量進行發(fā)電以及煉鋼，整個過程能源利用率不斷提升，并且減少能源的消耗。

2.3 軋鋼問題

在軋鋼期間出現能源消耗問題，是由于軋鋼作為確定材料形狀的關鍵時期，在生產中消耗的能源會不斷增加?，F階段我國鋼材型號和規(guī)格較為豐富，軋鋼技術更新換代速度較快，不同的技術應用在生產中消耗的能源不同，但是總體能源消耗量不斷增加。在軋鋼期間出現的能耗問題，產生的熱量未能有效的利用，并且整個生產過程的效率較低，進一步加劇軋鋼期間出現的能源消耗問題。

3 節(jié)能實現的技術要點

3.1 煉鐵節(jié)能技術

煉鐵節(jié)能技術應用要點主要為：第一，嚴格把關原料燃料。煉鐵廠應對原料、燃料質量進行檢查，在源頭杜絕質量不合格問題，保證引進焦炭具有均勻的力度、較少的含粉。與此同時，應保證篩型、篩網匹配爐料，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，改進技術措施。為讓入爐焦比得以降低，可以合理使用低硅冶煉技術，減少含硅量高的輔助料、礦石料使用量，保證鐵水質量，提升渣鐵性能。與此同時，可使用以煤代焦技術，在降低焦比的同時減少成本投入。第三，資源整合?？烧蠠掕F廠、燒結廠資源，對煉鐵工藝進行優(yōu)化改進，如并網處理高爐、燒結用空壓氣管路，在二燒結作業(yè)區(qū)對煉鐵噴煤空壓冷卻水進行循環(huán)使用，就可以起到良好節(jié)能效果。第四，充分利用生產副產品。應對干法灰、瓦斯灰、高爐煤氣等副產品進行充分利用，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、大修時機攻關節(jié)能問題。煉鐵廠應積極利用搶修及大修時機，進行節(jié)能降耗技術改造活動，實踐應用煤氣、空氣雙余熱技術。煙煤與無煙煤混合噴吹技術、陶瓷燃燒器技術等，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備中合理加入助燃劑，并且保證助燃劑具有較高的質量，讓設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，降低雜質的含量，即可使整個生產環(huán)節(jié)的能源消耗量減少。企業(yè)根據實際情況，配合使用干熄焦技術，在生產中會減少能源的使用，產生的燃燒物質中，污染物質含量較少。使用純度較高的煤炭，代替焦的使用，煤炭進入到工業(yè)后，對煤炭進行深層次冶煉，可以提升煤炭的燃燒能力。

3.2 燒結節(jié)能技術

實現燒結環(huán)節(jié)節(jié)能，應優(yōu)化燒結技術，配合使用節(jié)能技術，才能減少能源的消耗，具體步驟如下：第一，調整燒結設備。鋼鐵冶金生產中使用較多的設備，將原有的中小型設備，使用大型設備替換，使用大型設備會提升生產效率和質量，同時降低能源的消耗，有效實現節(jié)能環(huán)保。許多企業(yè)配合使用變頻技術，變頻技術會調整生產方式，使整體生產模式有利于提升能源的利用率，根據產品的特性充分發(fā)揮變頻技術的優(yōu)勢，會獲得良好的生產效果；第二，回收利用粉塵。鋼鐵冶金產品燒結期間，燃燒物質會產生較多的粉塵，粉塵主要是由碳物質組成。粉塵具有較高的回收利用價值，回收粉塵用于制作焦粉煤，焦粉煤中包含較多的混勻礦，采用小球燒結的方式，即可獲得焦粉煤。將焦煤分重新投入到燒結設備中，實現粉塵的再次利用，在提升能源利用率的同時，燒結煤充分燃燒，減少污染物質的產生，獲得良好的環(huán)保效果；第三，靈活使用催化助燃劑。在燒結過程中加入催化助燃劑，催化助燃劑是由固體燃料組成，投放到燒結環(huán)節(jié)，會使能源充分的燃燒，充分燃燒的能源，提升能源利用率，防止出現能源浪費的情況；第四，配合使用預熱助燃空氣法。預熱助燃空氣法，是替代傳統(tǒng)的點火方式。傳統(tǒng)的點火方式，會消耗較多的能源，使用預熱助燃空氣法，省去點火環(huán)節(jié)，首先進行燒結設備的預熱處理，在燒結設備溫度到達燃點后，向設備中加入能源，即可實現快速燃燒，整個過程消耗的能源較少；第五，節(jié)省電能的使用。燒結期間會消耗較多的電力能源，主要是抽風機運行中消耗的電能較多。通過控制抽風機的進風量，并做好抽風機的密封處理，會使抽風機持續(xù)產生較為充足的風量，風量滿足燒結需求，即可減少抽風機的使用。

3.3 煉鋼節(jié)能技術

煉鋼期間消耗較多的能源，應用節(jié)能技術，主要調整兩個方面的生產方式，一是轉爐煤氣回收，二是轉爐煤氣利用。在轉爐煤氣回收過程中，由于轉爐生產期間會產生較多的熱量，內部熱量會與碳物質進行反應，在高溫有氧的環(huán)境中，會使爐內生成較多的煤氣。通過回收煤氣，借助煤氣燃燒產生的熱量，即可實現能源的節(jié)能。許多企業(yè)應用煤氣回收技術，會在轉爐內配置凈化設備，用于轉爐運轉期間產生的煤氣，通過凈化后即可快速燃燒。凈化設備主要是提升煤氣的純度，使煤氣達到相應的濃度，即可使煤氣燃燒時更加安全穩(wěn)定。在轉爐煤氣利用過程中，會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備，處理的煤氣重新進入到爐內，整個過程會節(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。

在轉爐環(huán)節(jié)進行生產過程中，應注意在生產過程中出現的節(jié)能問題。轉爐環(huán)節(jié)會產生較大的節(jié)能效益，在轉爐時會消耗較多的氧氣和電力能源。在氧氣和電力能源消耗時，整個消耗量會超過其它能源總的消耗量，企業(yè)應做好以下幾個方面的工作：第一，重視工作人員的操作技能以及綜合素質的培養(yǎng)。煉鋼環(huán)節(jié)需要使用專業(yè)的技術，工作人員應進行全面的技術指導以及綜合素質培養(yǎng)，才能規(guī)范操作行為，并且?guī)椭ぷ魅藛T積累更多的經驗，才能提升轉爐生產的有效性。工作人員應嚴格按照流程進行操作，同時加強生產設備的檢查，如氧槍壓力的檢查，使氧槍保持在較高的壓力狀態(tài)，使轉爐生產中獲得充足的氧氣，提升轉爐中燃料率，有效節(jié)省生產期間電能的消耗；第二，轉爐生產中會消耗較多的電力能源，工作人員應提升設備操作的準確性，避免出現過度冶煉的情況。企業(yè)應制定完善的操作規(guī)范，將規(guī)范嚴格落實到操作環(huán)節(jié)，要求每名工作人員，應熟練掌握操作方法，在操作中實時控制電能，充分展示出工作人員的節(jié)能能力，減少在轉爐環(huán)節(jié)出現的電能消耗情況。

現階段，干熄焦冶煉技術較為成熟，已經廣泛應用在鋼鐵冶金領域，在應用干熄焦冶煉技術過程中，將溫度較高的焦炭進行降溫處理，焦炭在冷卻過程中，會產生大量的惰性氣體，完成冷卻后回收形成的紅焦，然后將紅焦放入到干熄焦設備中，產生的惰性氣體經過回收、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

在軋鋼環(huán)節(jié)實現節(jié)能，節(jié)能技術要點分為三項：第一，降低加熱溫度。軋鋼過程中會產生較多的熱量，將溫度控制在恒定的狀態(tài)，是增強產品質量的保障。在保證產品質量不發(fā)生變化的前提下，企業(yè)應降低軋鋼環(huán)節(jié)的溫度，減少熱量的生成過程，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，在蓄熱燃燒過程中會產生較多的煤氣，通過回收和利用煤氣，會提升能源的利用率，避免出現能源浪費的情況；第三，企業(yè)加強生產工藝的規(guī)范。軋鋼期間由于材料發(fā)生變化，使用合適的生產工藝，會控制整個軋鋼過程消耗的能源。規(guī)范生產工藝，企業(yè)應根據實際生產情況，結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

企業(yè)應以可持續(xù)發(fā)展角度，配置具備環(huán)保能力的設備，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生產設備，在實現節(jié)能環(huán)保的同時，還能提升鋼鐵冶金的質量。企業(yè)應重視干熄焦技術的應用，干熄焦技術會使焦炭產生較多的惰性氣體，實現電能和熱能的再次回收和利用。在鋼鐵冶金流程中，在每個流程中加入催化助燃劑，一方面提升燃料充分燃燒能力，另一方面使每個生產環(huán)節(jié)的時間縮短，有效減少每個流程能源的消耗。在燒結環(huán)節(jié)重視質量管理，在燒結環(huán)節(jié)應用正確的技術，有效提升燒結過程的產品質量，使產品質量滿足市場需求，從而創(chuàng)造更多的經濟效益。

4 結語

綜上所述，在鋼鐵冶金生產過程中，每個生產流程進行優(yōu)化，通過優(yōu)化進行生產設備、生產技術的調整，通過調整提升設備的節(jié)能能力，在生產中會獲得良好的節(jié)能效果。企業(yè)應深入分析在各個生產環(huán)節(jié)產生的能源問題，實施科學合理的措施，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，不僅促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，還能提升企業(yè)的競爭能力。實現能源利用以及節(jié)能環(huán)保，符合我國發(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)新的生產技術，避免產生的效益用于生態(tài)環(huán)境保護，實現良性循環(huán)發(fā)展，為鋼鐵冶金創(chuàng)造更大的發(fā)展空間。