摘要：本文分別從焦化、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼五個(gè)方面論述了冶金企業(yè)節(jié)能減排生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢, 綜述了冶金企業(yè)節(jié)能減排生產(chǎn)的重要意義。

關(guān)鍵詞：冶金, 節(jié)能, 減排, 技術(shù), 發(fā)展

中圖分類號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

冶金企業(yè)節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀

隨著我國鋼產(chǎn)量的增加, 鋼鐵業(yè)的技水裝備水平也在不斷提升, 重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)的主體裝備已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。干熄焦、高爐噴煤、爐外精煉、薄板坯連鑄- 連軋等環(huán)境友好型工藝技術(shù)也得到推廣和應(yīng)用。但在能源有效利用方面, 國內(nèi)和國外先進(jìn)的冶金企業(yè)還存在著較大的差距, 這種差距主要體現(xiàn)在鋼鐵生產(chǎn)的各個(gè)工序上。國內(nèi)和國外先進(jìn)冶金企業(yè)的綜合能耗差距雖然只有14% , 但個(gè)別工序能耗指標(biāo)差距較大, 存在一定的挖潛降耗潛力。目前鋼鐵行業(yè)主要通過新技術(shù)的應(yīng)用、工藝改進(jìn)、設(shè)備改造等技術(shù)措施, 以及對(duì)原來廢棄資源的綜合利用等措施, 來降低能耗, 保護(hù)環(huán)境, 采用的主要措施如下:

1. 焦化方面

1. 1 干熄焦技術(shù)的應(yīng)用

干熄焦技術(shù)工藝流程主要是: 從焦?fàn)t推出的紅焦溫度為950~ 1 050e , 通過運(yùn)載車送往干熄焦容器內(nèi), 由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入冷惰性氣體, 與紅焦直接進(jìn)行熱交換, 從干熄焦容器內(nèi)出來的惰性氣體溫度為850e 左右, 經(jīng)過除塵進(jìn)入余熱鍋爐換熱, 從余熱鍋爐出來的惰性氣體再由循環(huán)風(fēng)機(jī)送入干熄焦容器內(nèi)進(jìn)行循環(huán)使用。

1. 2 煉焦配煤優(yōu)化系統(tǒng)的研究利用

配煤就是將兩種以上的單種煤料, 按適當(dāng)?shù)谋壤鶆蚺浜? 以求制得各種用途所要求的焦炭。采用配煤煉焦既可保證焦炭質(zhì)量符合要求, 又可合理利用煤炭資源, 同時(shí)還可增加煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)量。2. 2 燒結(jié)方面

1. 3 燒結(jié)煙氣的綜合利用

低溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電需要三項(xiàng)核心技術(shù): 一是廢氣溫度的梯次科學(xué)利用, 二是低能耗、高效率的余熱回收系統(tǒng)的技術(shù)和設(shè)備, 三是生產(chǎn)和余熱發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制和管理。應(yīng)用這些核心技術(shù)建設(shè)低溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電項(xiàng)目, 可為企業(yè)帶來巨大的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。每噸燒結(jié)礦的發(fā)電量可達(dá)23. 6kW# h,機(jī)組發(fā)電可滿足燒結(jié)生產(chǎn)用電量的35% ~ 40%。

1.. 4 催化燃燒燒結(jié)助劑的應(yīng)用

在燒結(jié)過程中, 除了電以外需要最多的能源主要是煤或焦粉。在煤中或焦粉中添加燃燒催化燒結(jié)助劑, 提高煤的燃燒效率和熱值釋放, 可以大大節(jié)約能源, 尤其是可以提高燒結(jié)礦厚度, 提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度, 從而提高燒結(jié)效率, 節(jié)約能源。

2.煉鐵方面

2. 1 提高高爐噴煤比

高爐噴吹煤粉, 強(qiáng)化冶煉是優(yōu)化煉鐵工序燃料結(jié)構(gòu), 以價(jià)格低廉的煤炭代替價(jià)格較昂貴的焦炭, 從而實(shí)現(xiàn)降低生鐵成本、降低煉鐵能耗的有效技術(shù)措施之一。合理搭配使用煤種, 控制好混合煤成分, 實(shí)現(xiàn)煤焦置換比達(dá)到1. 0。

2. 2 高爐噴煤助燃劑的利用

高爐在噴煤時(shí), 煤粉在高爐中停留的時(shí)間只有幾秒, 噴吹的煤粉能否燃燒完全是關(guān)鍵所在。從除塵灰中可以檢測到煤含量, 有時(shí)除塵灰中高達(dá)50%~ 60%的碳粉, 說明噴吹的煤粉在高爐中沒有充分燃燒。

3.煉鋼方面

3. 1 轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用

在冶煉過程中轉(zhuǎn)爐內(nèi)處于高溫, 碳氧反應(yīng)形成的CO氣體稱為轉(zhuǎn)爐煤氣。轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中釋放出的能量是以高溫煤氣為載體的, 要做到負(fù)能煉鋼必須回收煤氣, 而且應(yīng)盡可能提高回收煤氣的數(shù)量和質(zhì)量。

3. 2 干法除塵技術(shù)

氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的凈化回收主要有兩種方法, 一種是煤氣濕法( OG 法)凈化回收, 一種是煤氣干法( LT 法)凈化回收。干法除塵技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是:除塵凈化效率高, 通過電除塵器可直接將粉塵濃度降至10mg /m3 以下, 不存在二次污染和污水處理問題, 且系統(tǒng)阻損小, 煤氣發(fā)熱值高, 回收粉塵可直接利用, 節(jié)約了能源。因此, 干法除塵技術(shù)比濕法除塵技術(shù)有更高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3. 3 連鑄坯熱裝熱送技術(shù)

鋼水經(jīng)過連鑄后, 形成的連鑄坯表面紅熱, 溫度較高, 在冷卻達(dá)到一定強(qiáng)度后, 直接進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱后軋制, 從生產(chǎn)工序上實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐- 精煉- 連鑄- 連軋短流程新工藝。采用該工藝后, 加熱爐熱裝比達(dá)90%以上, 軋鋼的噸鋼煤氣消耗明顯降低。每提高熱送率1%, 噸鋼大約降低1m3 煤氣, 直接節(jié)約成本0. 52元/ ,t 同時(shí), 提高加熱爐的加熱能力, 減少了燒損, 提高成材率0. 08%, 噸鋼效益約2. 80元左右。

4.軋鋼方面

高效蓄熱式加熱爐和煤氣、空氣預(yù)熱技術(shù)在軋鋼工序中的應(yīng)用。高效蓄熱式燃燒技術(shù), 可以降低加熱爐能耗35%, 目前我國已有270 多個(gè)蓄熱式加熱爐。

節(jié)能減排生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.焦?fàn)t大型化及非回收型煉焦技術(shù)

目前國內(nèi)最先進(jìn)的焦?fàn)t7. 63米超大型焦?fàn)t, 利用干熄焦技術(shù)回收熱能用于發(fā)電, 裝煤系統(tǒng)采用了負(fù)壓抑塵無煙裝煤等技術(shù), 實(shí)現(xiàn)焦化系統(tǒng)的節(jié)能減排。

另外, 為了減少焦炭生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染, 美國Sesa 煉焦公司建起了非回收型焦?fàn)t[ 1] 。這種煉焦工藝不回收化工副產(chǎn)品, 而是將其燃燒回收熱能。生產(chǎn)時(shí)看不到明顯的污染物排放, 而且產(chǎn)量提高30% , 焦炭質(zhì)量更佳。非回收型焦?fàn)t的投資少于傳統(tǒng)焦?fàn)t, 操作也比較容易。

2.氫冶金技術(shù)

目前, 煉鋼系統(tǒng)也普遍采用了煤氣回收、氣化冷卻、全連鑄等技術(shù), 并同步建設(shè)冶金固廢綜合處理及循環(huán)再生利用工程, 進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)煉鋼工序的節(jié)能減排。這一系列高新技術(shù)的運(yùn)用, 將有效地減少污染物的排放。但由于煉焦煤和焦炭資源的日益短缺,限制了傳統(tǒng)煉鐵工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展, 發(fā)展氫冶金工藝, 替代碳還原劑的煉鐵工藝, 不僅可行, 而且有許多傳統(tǒng)煉鐵工藝不可比擬的優(yōu)勢。目前, M idex 和H yL - ó, 豎爐法使用的是用天然氣重整得到的氫氣和二氧化碳的混合氣體, 在委內(nèi)瑞拉、澳大利亞等國建設(shè)的Finm et流化床法工廠使用的則是純氫氣。如果用氫氣進(jìn)行鐵氧化物的還原, 就意味著零CO2排放, 問題的關(guān)鍵是如何得到豐富而廉價(jià)的氫氣。

3.冶金渣的顯熱利用技術(shù)

冶金渣是鋼鐵生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的最大量的副產(chǎn)物, 冶金渣溫度較高, 顯熱溫度都在1 400e 以上,是一種非常有利用價(jià)值的二次資源。通常情況下冶金渣主要用于水泥廠或建材廠作原料使用, 或直接做成微晶玻璃或者礦渣棉等建筑裝飾材料等。但是, 冶金渣所含的豐富熱量卻還沒有能夠得到充分的利用。

( 1) 鋼渣滾筒法熱能回收的新設(shè)想

俄羅斯利用采用滾筒法處理鋼渣的可集中排放, 進(jìn)行顯熱回收開發(fā)。鋼渣經(jīng)渣罐進(jìn)入滾筒, 在滾筒內(nèi)生成的蒸汽混合氣體溫度為90~ 170度 , 可直接用于生活設(shè)施或?qū)⑵浼訜嶂?00度 用于發(fā)電, 經(jīng)測試, 熱利用系數(shù)可達(dá)到50% 。

( 2) 鋼渣風(fēng)淬法熱能回收新工藝

俄羅斯烏拉爾鋼鐵研究院曾為查布羅什鋼鐵廠研制了一套附有熱能回收的風(fēng)淬鋼渣處理工藝。將液態(tài)鋼渣傾倒過程中與空氣流接觸產(chǎn)生的輻射熱通過專用設(shè)置收集后作為熱水、蒸汽和熱空氣回收利用。

結(jié)束語：

在煉鐵、煉鋼、軋鋼系統(tǒng)的能耗、高性能鋼鐵材料研究、廢棄處理利用等方面,節(jié)能工藝新技術(shù)和裝備也得到了大力的推廣和應(yīng)用, 在節(jié)能減排生產(chǎn)方面已取得了可喜的成績, 但與國際先進(jìn)水平相比仍然有很大差距, 一些新工藝的研究和應(yīng)用才剛剛起步。今后, 我們要進(jìn)一步提高對(duì)生態(tài)冶金技術(shù)重要性的認(rèn)識(shí), 加強(qiáng)對(duì)節(jié)能減排生產(chǎn)新技術(shù)的跟蹤和研究, 為建設(shè)生態(tài)型、環(huán)境友好型的鋼鐵工業(yè)而努力。

參考文獻(xiàn)：

[ 1] 畢學(xué)工. 生態(tài)鋼鐵冶金的發(fā)展. 河南冶金, 2006 ( 2) : 3- 6.