論高爐煉鐵的節能

楊俊鵬

煉鐵是鋼鐵生產中的能耗大戶和主要污染源。由燒結、球團、焦化以及高爐各工序組成的煉鐵過程，消耗了噸鋼總能量的70 %左右，同時產生大量粉塵、廢氣和廢水。煉鐵的能量消耗成為噸鋼成本中的重要組成部分，而污染物的排放也對環境造成嚴重影響。因此，煉鐵的節能與環保對整個鋼鐵工業的健康發展是十分重要的。自1995年起，我國生鐵的產量已連續多年超過1億t，成為世界第一產鐵大國。然而在節能和環保方面，我國與國外先進水平存在著較大的差距。在經濟全球化的今天，縮小并最終消除這種差距，是提高我國鋼鐵工業整體水平和在國際上競爭力的重要方面。

一、我國鋼鐵工業能耗現狀及節能情況

據統計，2005年我國生產原煤21.9億噸(居世界第一)，消費21.4億噸原煤：生產原油1.8l億噸(居世界第六)，消費原油3.0億噸：生產天然氣500億m3。(居世界第十四)。消費500億m3；全年發電24747億千瓦時(居世界第二)。2004年我國鋼鐵工業能源消耗占全國能源總消費量的l5.18％，其能源消費結構是：煤炭69.9％，石油類3.2％，天然氣0.5％，電力26.4％。

1980～2005年，我國大中型鋼鐵企業噸鋼可比能耗從1285Kgce/t降到714Kgce/t，節約571Kgce/t，降低了44.43％。這說明，我國鋼鐵工業的節能步伐是與我國經濟發展中的節能力度是同步進行。也說明了鋼鐵工業節能工作取得巨大成績。據統計2006年前三季度，全國產鋼3．08億噸，比上年度同期增長l8.49％。但全國重點大中型鋼鐵企業總能耗為14535萬噸標煤。比上年度降低6.8％。這說明，我國鋼鐵工業節能工作還在深化發展。2000年，工業發達國家噸鋼可比能耗平均值在642Kgce/t。2005年，我國重點大中型鋼鐵企業噸鋼可比能耗值為714Kgce/t。經對比分析可看出，我國鋼鐵工業的能耗水平與工業發達國家相比，高出11.2％。

近年來，依靠科技進步，使生鐵產量逐年提高，工序能耗不斷降低。但與國際先進指標相比，仍有很大差距。要繼續降低煉鐵工序能耗，無論在管理方面，還是技術方面，仍有大量工作可做。

二、非高爐煉鐵工藝的發展

非高爐煉鐵有直接還原和熔融還原，省去了燒結、球團和焦化工序，被認為是一種節約能源、環境友好、投資低且生產成本低的生產工藝。但是，非高爐煉鐵對所需要的原燃料條件、生產工藝、技術設備等方面要求嚴格，從當前情況來看，還有不少需要進一步改進的地方。因此，到目前為止，非高爐煉鐵在全世界尚未得到普及。2007年全世界生產粗鋼13.22億噸，生鐵9.43億噸，而且全球直接還原鐵產量只有5579萬噸，價格保持在230美元/噸(離岸價)。由此可以看出，非高爐煉鐵技術尚需進一步完善，還要經過一段時期才能實現較大的發展。

多年來，國內外煉鐵工作者對開發非高爐煉鐵技術做出了巨大努力，且也取得了一定成效。熔融還原技術被定為世界冶金技術發展的三大前沿技術之一，受到世界冶金界的關注。目前，鋼鐵企業普遍采用高爐煉鐵技術，并得到了迅速發展。依據實際情況分析，非高爐煉鐵技術雖然已取得了一些階段性成果，但與高爐煉鐵比較，在能源消耗、CO排放、基建投資、生產成本、生產規模、設備壽命等方面并沒有形成絕對的優勢。

三、降低煉鐵能耗的措施

采用先進的生產工藝、技術、裝備，淘汰落后設備，可以促進煉鐵企業的節能。煉鐵系統有數百項單項節能技術，但最重要的工作是努力降低煉鐵的燃料比。因為煉鐵燃料消耗占煉鐵能耗的75％。國際水平的燃料比是小于500Kg/t，國際先進水平的燃料比是在430~470Kg/t。

1.管理節能

通過對煉鐵系統生產實行現代化管理，建立企業的能源管理部門(能源處或能源管理中心)，能源管理工作制度，最終實現企業的節能目標。

能源管理中心工作內容是；監測、控制、調整，故障分析診斷，能源平衡等。能源管理工作應當是在線管理，隨時進行分析、調整，而不是事后分析，再做調整。對企業能源進行現代化管理，就可以實現節約企業總能耗5％的效果。

2.技術節能

（1）合理配煤，保證焦炭質量

低硅燒結礦可以顯著降低高爐渣量,是高爐降低焦比實現大噴煤的必要條件。低硅燒結礦同時具有高還原度、高溫性能好等優點。優質低硅燒結礦生產技術包括以下兩方面。 ①鐵礦原料。根據我國鐵礦基本上是高硅鐵精礦的現狀，應選擇進口低硅粉礦搭配使用。目前國內年進口鐵礦量多于5400萬t，鐵礦種類也由最初的幾種擴大到目前的20余種，有較寬的選擇范圍。其中南美的一些鐵礦含硅很低，如CVRD的Carajas 礦的SiO2僅為0.6 %。這種鐵礦對降低燒結礦硅含量效果顯著。 ②燒結工藝。降低燒結礦的硅含量會引起燒結礦的低溫還原粉化率(RDI)升高、轉鼓強度降低以及利用系數下降等。為消除這些不利影響，應采取強化制粒、偏析布料、提高燒結礦堿度、適當增加MgO 含量、低溫燒結等措施。國外許多廠的燒結礦SiO2 含量已降低到5 %以下，1998年芬蘭羅德洛基鋼鐵廠為4.2 %，目前我國寶鋼也達到4.6 %的高水平，取得了顯著的節能效果。

（2）高爐噴煤技術

從能源替換的角度看，高爐噴煤是煉鐵工藝最主要的節能降耗措施。近年來，我國噴煤技術發展較快,如寶鋼高爐已達到250 kg/t的煤比，處于世界領先水平。相當一部分大中型企業的煤比在100~150kg/t。但總的來說，我國的噴煤水平還不高，還有許多需要改進的地方。除了應繼續強調高爐的精料、提高風溫及改善高爐操作外，還應重視制粉和噴吹系統的技術改造，使其適應高爐大噴煤的需要。在制粉方面，應努力提高產量、降低制粉能耗和加工成本。 四、結語 降低煉鐵能耗是一個復雜的系統工程，它涉及多道工序的眾多方面，需要投入巨大的人力和物力。因此，必須將生產、設計和科研緊密地結合起來，借鑒國外的先進經驗，針對我國的具體情況，開發應用各種煉鐵節能技術。

參考文獻：

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[2]潘健武，顧德驥，煉鐵煉鋼的知識，科技衛生出版社，1958

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