我國鋼鐵工業循環經濟發展現狀和技術

摘要：循環經濟是一種新經濟運行模式，是人類社會發展的要求，也是解決生態環境惡化，資源匱乏問題，保持經濟增長的必由之路。作為我國基礎產業，鋼鐵工業發展循環經濟是必要和有益的嘗試。

關鍵詞：循環經濟 鋼鐵工業 發展現狀 解決途徑

0 引言

隨著人類勞動生產力的不斷提高，人類對自然界的開發能力達到空前水平，在全球范圍發生影響深遠的三大變化：①生產力的極大提高，創造出空前的社會財富；②人口爆炸式激增，目前已達到65億，仍以每年9000萬的速度增長；③環境污染、資源匱乏以及生態破壞到達前所未有的程度，人類不得不面對怎樣節約和高效利用有限的資源的問題。循環經濟在國際上的提出，是人類對難以為繼的傳統發展模式反思后的創新，是對人與自然界關系在認識上不斷演進的結果?？梢哉f，經濟發展與資源枯竭、生態環境惡化之間的矛盾，是循環經濟產生的現實背景，可持續發展理念、生態工業理念是循環經濟產生的理論背景。

1 我國鋼鐵工業循環經濟發展

《鋼鐵產業發展政策》于2005年7月8日施行。該文件從政策目標、發展規劃、布局調整、技術政策、企業組織結構調整、投資管理、原材料政策、鋼材節約使用等9方面提出了目標和要求，是我國鋼鐵工業可持續發展的指導性文件。在第1章第5條中特別提出：“要按照可持續發展和循環經濟理念，提高環境保護和資源綜合利用水平，節能降耗，最大限度地提高廢氣、廢水、廢物的綜合利用水平，力爭實現‘零排放’，建立循環型鋼鐵工廠。我國鋼鐵工業粗放型的現狀和冶金工藝流程的特點，決定了它在眾多的工業行業中是最有條件、最具潛力、最為緊迫發展循環經濟的產業。鋼鐵工業作為我國循環經濟的試點部門之一，于2003年開始了循環經濟的試點改革，先行的是國內大型鋼廠。目前鋼鐵行業通過技術改造與觀念創新，在發展循環經濟方面，初步形成了三個工業生態循環系統:一是煤—焦—煤氣回收—發電的能源回收利用系統；二是補充新水—工業用水—污水處理—替代新水的水循環系統；三是鐵礦石等原料—鋼鐵產品生產—廢棄物利用的固態物回收利用系統。

2 節能技術

在當今能源緊缺的形勢下，提高鋼鐵工業能源效率，做好二次能源回收，對鋼鐵工業和能源的可持續發展都具有重大的現實意義。近年來我國各鋼鐵企業不斷進行節能工藝的改造，積極引進國外先進的節能及二次能源回收技術，取得了很大的成績。

2.1 高爐煤氣潛熱利用。高爐煤氣是高爐煉鐵的副產品，其產量占煉鐵工序能源消耗的40%左右。

2.2 高爐煤氣余壓利用。高爐爐頂余壓發電技術(TRT)，是利用高爐爐頂煤氣壓力驅動汽輪機膨脹作功，帶動發電機發電的能量回收機組，不消耗任何燃料，也不產生環境污染，可回收高爐鼓風機所需能量的25%～30%，經濟效益顯著。

2.3轉爐負能煉鋼技術。轉爐負能煉鋼就要使煤氣、蒸汽等回收的能量大于消耗的水、電、氧能，國際上先進的鋼廠都把實現轉爐負能煉鋼作為煉鋼的重要指標。目前我國寶鋼、武鋼、本鋼、馬鋼、萊鋼等鋼廠通過技術攻關與改造，已實現了負能煉鋼的目標。

2.4焦爐干熄焦技術(CDQ)。與傳統的濕法熄焦技術相比，干熄焦具有能充分回收紅焦顯熱，提高焦炭質量等優點，并且可大大減少酚、氰、硫化物等有毒有害氣體的排放。

3 節水技術

在工業用水中，鋼鐵工業是五大耗水行業之一。2004年全行業取水量約34億m3，約占全國工業用水的20%。我國鋼鐵企業噸鋼新水用量和水重復利用率與國外先進水平存在一定差距，國內各企業之間也存在很大差距。目前在我國鋼鐵行業應用的節水技術和設備主要有以下幾類。

3.1 高爐煤氣干法除塵措施。高爐煤氣除塵技術經歷了由濕式向干濕并用，再向全干式的演變。傳統的高爐煤氣濕式清洗系統由重力除塵器和二級文氏洗滌塔組成，需要大量水和比較復雜的水處理系統。

3.2 高爐煤氣環縫洗滌技術。高爐煤氣環縫洗滌技術(俗稱比肖夫煤氣清洗工藝)是聯邦德國比肖夫公司1969年成功開發的一種具有控制高爐爐頂壓力功能，先進、可靠、有效的煤氣清洗系統。國外大型高壓高爐采用此清洗工藝已達數十座。到2004年，我國大型高壓高爐采用環縫煤氣清洗工藝的也已達十幾座。

3.3 高爐軟水密閉循環技術。漣鋼1號高爐采用軟水密閉循環冷卻系統，以蒸發式空冷器代替板式冷卻器后，每年節約用水135萬t，節約用電160萬kWh，直接經濟效益約140萬元，并且減少了污水排放量，有良好的社會效益。武鋼1號高爐進一步發展了軟水密閉循環技術，采用并聯、串聯相結合的工藝，變三個軟水密閉循環冷卻子系統為一個組合式冷卻系統，節約一次性投資50%，每年節約補充水30萬t，水循環率達99.9%，該技術是密閉循環冷卻技術的重大進步。

3.4 循環水高濃縮倍數運行技術。尹國梅等人研究寶鋼1號高爐清循環水系統，指出提高其濃縮倍數，就要最大限度地減少系統的非蒸發水量，同時提高冷卻塔的冷卻效率。

3.5 轉爐除塵水零排放技術。安陽鋼鐵公司第二煉鋼廠3臺轉爐，年產鋼量200多萬t，轉爐除塵水處理系統處理廢水量為700m3/h，1999年經過第三次改造實現了閉路循環，基本達到零排放，每年可節水500多萬m3。

4 減排技術

鋼鐵工業固體廢物主要有尾礦、高爐渣、鋼渣等，這些固體廢物主要含鐵、硅、鋁、鈣、鎂的氧化物。這些固體廢物可以返回生產工藝流程，又可以作為制造新產品的原料。

4.1 高爐礦渣利用技術。20世紀中期，高爐礦渣的綜合利用技術在國外開始發展。目前歐美一些發達國家已經實現了高爐礦渣全部資源化，我國高爐礦渣的利用率在85%以上。高爐礦渣、水渣用來生產礦渣硅酸鹽水泥、石膏礦渣水泥、石灰礦渣水泥等，還可用來生產礦渣磚和濕碾礦渣混凝土。礦渣碎石可用作大型設備基礎骨料，也可作為道路、鐵路道碴。

4.2 鋼渣綜合利用技術。鋼渣作為煉鋼過程中的副產品，具有較高的回收利用價值。除可回收廢鋼鐵外，還可用作燒結礦熔劑，高爐煉鐵熔劑、鐵水預處理熔劑，經處理后也可用于鋪路和生產建筑材料等。武鋼自行開發的鋼渣處理生產線，將轉爐煉鋼產生的鋼渣進行破碎、磁選、分離、磨碎等深加工處理，處理后各部分鋼渣分別得到了應用，實現了鋼渣“零排放”的目標。

5 發展方向

中國工程院院士殷瑞玉等指出鋼鐵廠的功能絕不止局限在冶金—材料制造功能上，作為流程制造業鋼鐵企業也應發揮其能源轉換功能和大宗社會廢棄物處理功能，未來鋼廠的發展模式將通過綠色制造過程走向生態化轉型的道路，以鋼廠為核心發展鋼—電—水泥聯產，與石化工業、造船工業、集裝箱制造業等形成產業鏈。

參考文獻：

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