淺談冶金節能

星冠華

摘要：冶金是國民經濟建設的基礎，是國家實力和工業發展水平的標志，它為機械、能源、化工、交通、建筑、航空航天工業、國防軍工等各行各業提供所需的材料產品。現代工業、農業、國防及科技的發展對冶金工業不斷提出新的要求并推動著冶金工程學科和工程技術的發展，反過來，冶金工程的發展又不斷為人類文明進步提供新的物質基礎。

關鍵詞：冶金的能源 節能措施

一、冶金的能源

1.氣體燃料

冶金生產中的氣體燃料主要是煤氣。在各種煤氣中，應用最廣泛的是高爐煤氣和焦爐煤氣。冶金生產用煤氣作燃料具有許多特點，例如，煤氣與空氣易混合，用較小的空氣消耗系數，就可保證很好地燃燒；煤氣可以預熱，故可提高煤氣的燃燒溫度；燃燒過程容易控制，爐內溫度、壓力、氣氛等都比較容易調節；輸送方便，勞動強度小，燃燒時干凈，有利于減輕體力勞動和改善生產環境，較易實現自動化；氣體燃料中采用天然煤氣、高爐煤氣和焦爐煤氣時，比較經濟（因為前者是天然資源，后兩者都是副產品）。

2.液體燃料

在冶金爐上常用的液體燃料，主要是石油加工過程剩下的直餾重油（或俗稱常渣油），煉焦過程也產出大量的煤焦油，因此，重油才有可能作為優質入造液體燃料，用于冶金生產。液體燃料有如下的使用特點：可燃物多，灰分和水分少，發熱量高；燃燒火焰的輻射能力強，燃燒溫度高；燃燒操作方便，控制調節較容易。

3.固體燃料

冶金生產中常用的固體燃料主要有煤及經過加工后而得到的焦炭和粉煤。煤雖然具有儲量多、分布廣、來源容易、使用簡單等優點，但由于其灰分和水分含量較多、可燃物含量較少、發熱量較低、控制和調節燃燒過程困難、勞動條件較差等許多缺點，所以在冶金生產中使用得越來越少。而煤又是一種貴重的化工原料，在有條件的地方都要考慮煤的綜合利用。目前常用的固體燃料有煤、焦炭和粉煤。

二、冶金節能減排的技術措施

1.燒結過程節能減排

（1）降低固體燃料的消耗。固體燃料消耗在燒結工序能耗中占的比重最大，達75%～80%，降低工序能耗首先要考慮的是降低固體燃料的消耗。降低固體燃料消耗的措施包括控制燃料的粒度及粒度組成；燃料分次加入，改善固體燃料的燃燒條件；厚料層燒結；采用球團燒結或小球燒結工藝。

（2）熱風燒結。熱風燒結就是在燒結機點火器后面，裝上保溫著火熱風罩，往料層表面供給熱廢氣或熱空氣來進行燒結的一種新工藝。熱廢氣溫度可高達600～800℃，也可使用200～250℃的低溫熱風燒結。熱廢氣來源有煤氣燃燒的熱廢氣、燒結機尾部風箱或冷卻機的熱廢氣，也有用熱風爐的預熱空氣。

（3）降低電耗。電耗在燒結工序能耗中是僅次于固體燃料的第二大能耗，約占13%～20%。降低電耗也是降低燒結工序能耗的重要措施。具體措施包括減少設備漏風率；采用變頻調速、電容補償；減少大功率設備空轉時間等。

（4）提高自動化控制裝備水平。自動化控制系統的功能是實現對燒結生產設備的連鎖控制、過程控制、過程實時數據的采集與監視、過程與設備狀態的監視與報警、過程趨勢數據的采集與處理、報表打印、分析處理等。

（5）合理使用冶金廢料。綜合利用冶金廢料不但可以減少資源浪費、降低成本，而且還可以降低能源消耗。具體措施包括燒結礦粉的使用；高爐灰、鋼渣的使用；煉鋼污泥的使用等。

2.煉鐵過程與節能減排.

（1）干熄焦技術（CDQ）。干熄焦技術是符合我國相關產業政策的一項提高焦炭質量、節約能源、改善環境的先進技術。干熄焦技術起源于20世紀初的瑞士，此后前蘇聯、日本、德國在干熄焦裝置大型化、自動化及環境保護方面陸續做了改進。

（2）精料（提高原燃料質量）。提高入爐礦石的品味：入爐礦石品位每提高1%，煉鐵焦比下降1.5%，生鐵產量升高2.5%，噸鐵渣量減少30kg，允許高爐增噴15kg/t煤粉。提高煉鐵原燃料轉鼓強度：酸性燒結礦（CaO/SiO2<1）堿度提高0.1，可降低煉鐵焦比3%-3.5%。焦炭耐磨強度M40提高1%，高爐利用系數提高4%，燃料比下降5.0kgce/t；M10減少0.2%，高爐利用系數提高5%，燃料比下降7.0kgce/t。高堿度燒結礦具有強度高、還原性能好的優點。

（3）提高煤比，降低高爐的入爐焦比和燃料比。提高煤比：提高煤比可降低生鐵成本，但提高噴煤量時應考慮自身的冶金條件，要做到提高噴煤量同時不降低置換比，使燃料比隨噴煤量的增加有所降低。調整燃料結構：焦炭在爐內的料柱骨架作用無法取代，低的優質冶金焦比例是煉鐵生產不斷追求的目標之一。提高煤氣利用率。

（4）提高風溫。熱風是高爐煉鐵的廉價能源，熱量主要是用低熱值的高爐煤氣換來的，占高爐總熱量輸入的17%～19%。一般送風溫度在1000～1200℃之間時，風溫每增加100℃可降低焦比2.8%。高風溫是高爐降低燃料消耗的最有力措施，也是大噴煤的基礎，同時也是降低生鐵成本和減少環境污染的有效手段。可采取下列措施提高風溫：改進熱風爐結構；采用熱風爐余熱預熱助燃空氣；提高煤氣熱值；熱風爐采用自動換爐、自動燃燒控制技術。

（5）提高爐頂壓力。高壓操作可顯著提高產量、降低焦比、提高生鐵質量。

（6）提高TRT（高爐爐頂煤氣余壓回收透平發電裝置）回收效率。煉鐵余能發電主要利用煉鐵產生的高爐煤氣的余能，既回收高爐煤氣、減少煤氣排放，又創造效益，是二次能源利用的最重要的技術之一。

現代社會的發展趨勢是社會分工越來越明確，冶金是國民經濟建設的基礎，是國家實力和工業發展水平的標志，它為機械、能源、化工、交通、建筑、航空航天工業、國防軍工等各行各業提供所需的材料產品。現代工業、農業、國防及科技的發展對冶金工業不斷提出新的要求并推動著冶金工程學科和工程技術的發展，反過來，冶金工程的發展又不斷為人類文明進步提供新的物質基礎。

參考文獻：

[1]沈時英.冶金概論.冶金工業出版社，1988.endprint