金屬冶金清潔生產(chǎn)中的新技術(shù)和新工藝初探

廖德榮

（重慶鋼鐵股份有限公司，重慶 401220）

隨著時(shí)代不斷發(fā)展，人們生活水平逐漸提升，促使人類對(duì)能源的需求逐漸增大，對(duì)環(huán)境造成巨大的破壞，影響人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。面對(duì)日益惡化的環(huán)境與資源短缺的局面，應(yīng)深入進(jìn)行反思，改變傳統(tǒng)的能源粗放式模式，推動(dòng)清潔生產(chǎn)，降低對(duì)環(huán)境的破壞，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)。

1 冶金清潔生產(chǎn)中能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整

（1）調(diào)整冶金中清潔生產(chǎn)的比例結(jié)構(gòu)。在冶金過(guò)程中，能源消耗的成本占據(jù)總成本較高的比例，在50%～70%之間，因此企業(yè)需根據(jù)實(shí)際情況對(duì)生產(chǎn)比例進(jìn)行調(diào)整，降低能源的成本投入，促使其整體性提升，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。例如，工作人員可以結(jié)合實(shí)際情況針對(duì)現(xiàn)階段的爐料進(jìn)行優(yōu)化，從整體上進(jìn)行完善，創(chuàng)新現(xiàn)有的應(yīng)用理念，保證爐料具有穩(wěn)定性與均勻性，提高其熟料比，實(shí)現(xiàn)高爐的節(jié)焦與增產(chǎn)，精細(xì)化生產(chǎn)。與此同時(shí)，企業(yè)應(yīng)積極進(jìn)行創(chuàng)新，從整體上進(jìn)行完善優(yōu)化，探索新型清潔生產(chǎn)技術(shù)，例如現(xiàn)階段的富氧高煤量噴技術(shù)的應(yīng)用，可以從整體上降低能源的消耗，促使整體的比例結(jié)構(gòu)趨于合理性，在保證環(huán)保、節(jié)能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)最大化[1]。

（2）靈活選擇新能源進(jìn)行替換。化石能源的大量消耗促使現(xiàn)階段世界呈現(xiàn)出能源緊張的局面，并對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染與破壞，影響人類的生存與發(fā)展。選擇清潔的能源可以降低傳統(tǒng)能源的消耗，實(shí)現(xiàn)友好型生產(chǎn)，從整體上進(jìn)行完善，充分發(fā)揮出其自身的優(yōu)勢(shì)，降低二氧化碳、有毒氣體的產(chǎn)生，降低環(huán)境污染與溫室氣體，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。例如，太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮艿膽?yīng)用，可以為冶金提供優(yōu)質(zhì)的能源進(jìn)行生產(chǎn)，降低不可再生能源的消耗，降低有害氣體的排放量，實(shí)現(xiàn)合理的節(jié)能環(huán)保，促使冶金行業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。垃圾與廢物燃燒可以從產(chǎn)生較大的能量，為冶金生產(chǎn)提供動(dòng)力，尤其是在當(dāng)前背景下，塑料等生活垃圾遍布，靈活利用塑料垃圾不僅可以減少白色污染，還可以降低能源的消耗，如現(xiàn)階段的高爐噴吹塑料技術(shù)，屬于一項(xiàng)具有社會(huì)效益、生產(chǎn)效益、環(huán)保效益的新技術(shù)，可以滿足時(shí)代發(fā)展的需求[2]。

2 冶金清潔生產(chǎn)中的新技術(shù)

（1）干熄焦技術(shù)。干熄焦技術(shù)是現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的一種技術(shù)，在應(yīng)用過(guò)程中可以有效的進(jìn)行熄焦，通過(guò)在干熄爐頂?shù)捻敳垦b入1000℃的紅焦通過(guò)循環(huán)風(fēng)機(jī)將130℃的低溫惰性循環(huán)氣體向紅焦層內(nèi)進(jìn)行鼓入，通過(guò)惰性氣體的性質(zhì)促使其產(chǎn)生焦炭，經(jīng)過(guò)該步驟后，惰性氣體的溫度提升，最終在鍋爐中產(chǎn)生水蒸氣，冷去后利用循環(huán)風(fēng)機(jī)促使其重新利用惰性氣體，再次形成干熄循環(huán)過(guò)程，從整體上降低能源的消耗，并提升焦炭的質(zhì)量，優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，促使冶金生產(chǎn)整體技術(shù)水平提升，為人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

（2）高爐煤氣余壓透平發(fā)電技術(shù)。在高爐煤氣余壓透平技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，將煤氣進(jìn)行合理的處理，利用兩級(jí)文氏管與重力除塵器進(jìn)行處理，通過(guò)TRT裝置經(jīng)過(guò)電動(dòng)碟閥、調(diào)速閥、快切閥促使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。該技術(shù)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中不需要提供能源與燃料，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓頂?shù)挠行Э刂疲档驼w的生產(chǎn)噪聲，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。

（3）爐渣的處理技術(shù)。現(xiàn)階段人們主要從爐渣的分離與應(yīng)用兩方面入手，深入進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)共生金屬元素的應(yīng)用，充分發(fā)揮出其自身的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)高效的應(yīng)用，如作為工程建設(shè)路基、農(nóng)業(yè)肥料、玻璃制造原料等，滿足當(dāng)前的需求。最為常見的爐渣處理技術(shù)為干式成粒法，實(shí)現(xiàn)合理的干式處理，將爐渣含有的熱能進(jìn)行充分的利用，降低能源的消耗，提高生產(chǎn)質(zhì)量。干式成粒法在應(yīng)用過(guò)程中以建立熔渣變速旋轉(zhuǎn)杯為主，從渣道輸送至旋轉(zhuǎn)中心，通過(guò)離心力形成固化體，提高整體的質(zhì)量性能，此時(shí)需要保證固化顆粒不受外界因素的影響形成結(jié)塊，進(jìn)行空氣冷卻工序，降低固化的渣粒發(fā)生粘結(jié)的可能性，最終形成高質(zhì)量的爐渣，該類爐渣可以應(yīng)用為耐火材料、水泥、玻璃等行業(yè)，實(shí)現(xiàn)能源的最大化利用，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展。

3 冶金清潔生產(chǎn)中的新工藝

對(duì)于冶金來(lái)說(shuō)，在生產(chǎn)過(guò)程中呈現(xiàn)出嚴(yán)重的污染與能耗，其主要的原因在于整個(gè)生產(chǎn)工序周期較長(zhǎng)，需要頻繁的進(jìn)行操作，涉及的內(nèi)容較多，最終導(dǎo)致能量產(chǎn)生損失，能源利用率不高，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)的冶金過(guò)程中能量的總損耗高達(dá)38%，需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新研究，降低能源損耗，從原有的粗放型生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為精細(xì)型節(jié)能生產(chǎn)，帶動(dòng)工業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

（1）SC-EAF-CC-CR流程工藝。SC-EAF-CC-CR流程主要是指廢鋼-電弧爐-連鑄-連軋流程工藝，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，可以從整體上實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約，滿足發(fā)展需求。現(xiàn)階段，世界上的廢鋼量逐漸提升，造成一定的資源損失，利用廢鋼的可再生性將廢鋼進(jìn)行合理的應(yīng)用，可以從整體上提升資源的利用效率，滿足當(dāng)前能源、資源以及環(huán)境的需求。在進(jìn)行廢鋼應(yīng)用過(guò)程中，利用廢鋼-電弧爐-連鑄-連軋流程進(jìn)行電爐煉鋼，實(shí)現(xiàn)電弧爐的精煉，從整體上提升其安全性，滿足當(dāng)前的需求。

（2）SR DR-UHP-CC-CR流程工藝。SR DR-UHPCC-CR流程主要是指熔融還原、直接還原-超高功率電爐-薄板連鑄連軋流程，具有較強(qiáng)的工藝優(yōu)勢(shì)，呈現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性、靈活性、環(huán)保性與緊湊性等流程特點(diǎn)，可以從整體上提升其安全性與效率，滿足當(dāng)前的需求。以熔融還原(Smelting Reduction)和直接還原(Direct Reduction)工藝為例，二者屬于當(dāng)前非高爐法冶煉工藝，可以從整體上降低工藝流程，減少成本的投入，并降低能源的損耗，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型生產(chǎn)，并逐漸與現(xiàn)階段的電爐煉鋼相適應(yīng)，形成全新的發(fā)展方向，提升整體技術(shù)水平。以實(shí)際案例為例，奧鋼聯(lián)與德國(guó)Korf公司開發(fā)的Corex法是現(xiàn)階段較為成熟的熔融還原工藝，在應(yīng)用過(guò)程中利用原煤與鐵礦石生產(chǎn)鐵水，實(shí)現(xiàn)焦煤資源的節(jié)約，減少煉焦與燒結(jié)工序，優(yōu)化整個(gè)體系流程，完善現(xiàn)階段的生產(chǎn)。與此同時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中，不需要熱風(fēng)爐，降低污染物的消耗，據(jù)相關(guān)的調(diào)查顯示，該方法與傳統(tǒng)方法相比，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響降低90%以上，具有良好的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性與安全性，滿足當(dāng)前的生產(chǎn)需求。還原工藝也是當(dāng)前較為常見的工藝，在應(yīng)用過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)鐵的直接還原，保證其成分穩(wěn)定，消除外界因素產(chǎn)生的影響，獲取直接還原鐵，可以作為鋼類生產(chǎn)稀釋劑與廢鋼代替品，提升資源的利用效率。

4 結(jié)論

綜上所述，在當(dāng)前的時(shí)代背景下，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展與降低環(huán)境污染成為當(dāng)前的首要任務(wù)，因此冶煉企業(yè)應(yīng)積極進(jìn)行創(chuàng)新，改變傳統(tǒng)的行業(yè)發(fā)展理念，從整體上進(jìn)行完善，調(diào)整現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)，積極開發(fā)與利用清潔能源，實(shí)現(xiàn)冶金的環(huán)保性生產(chǎn)，并引進(jìn)先進(jìn)的工藝與技術(shù)，降低生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的能耗與損失，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化處理，在保證生產(chǎn)環(huán)保性與能源節(jié)約性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。