鋼鐵冶煉系統中的節能技術應用探討

王 宏，譚起兵

(天津工業職業學院，天津300400)

0 引言

能源問題是人類社會不斷進步過程中的一個永恒發展問題，隨著社會的進步和發展，人類對自然能源的消耗量也在不斷加大，加之自然能源自身的不可再生性，所以，能源問題已成為困擾全人類的核心問題，我國能源形勢一樣處于困境，人口基數大、人均占有率少、能源浪費嚴重等都是我國能源領域的突出問題。 作為鋼鐵大國，我國鋼鐵產量一直居于世界前列，鋼鐵生產需要消耗大量的自然能源，所以，推動鋼鐵行業走上節能減排之路對于環境保護、能源保護意義重大。 近幾年，我國針對鋼鐵行業的可持續發展也提出了不少政策法規，一定程度上對鋼鐵冶煉的能源消耗問題起到了一定的控制作用，鋼鐵企業亟待加速調整企業結構，積極研究節能技術，優化行業格局，推動行業走上綠色、可持續發展道路。

1 鋼鐵冶煉系統的節能問題思考

在我國鋼鐵冶煉系統當中，最大的節能技術問題就是方法單一。 我國鋼鐵行業在發展期間，節能問題廣受社會各界的重視，盡管行業一直在提出要走節能減排的可持續發展道路，但在具體的實踐當中，因為技術手段、技術效果等各種因素的限制，鋼鐵行業的節能發展很難取得成效，單一性的節能技術還會使鋼鐵冶煉生產效率被降低。 由此，想要有效提高鋼鐵冶煉的節能效果并保證一定的生產效率，就需要引入先進的節能技術，立足于鋼鐵冶煉系統投入大量的資金，積極開發、應用現代化節能技術。 事實上，盡管社會發展對鋼鐵的需求量極大，但鋼鐵冶煉行業的資金效益依然不容樂觀， 可以說，除了技術問題之外，成本資金問題也是影響鋼鐵冶煉節能發展的一個重要因素， 從這一點看，鋼鐵冶煉系統的節能技術應用還需要有充足的資金支持，所以，提高鋼鐵冶煉系統的節能效果，除了要以先進的節能技術為支撐，還需要有充足的資金投入作保障。

2 鋼鐵冶煉系統的節能發展現狀

2.1 節能工作初見成效

近幾年， 因為國家層面對于鋼鐵行業的節能減排問題不斷提高重視，且提出了具體的減排指標，所以， 在國家節能方針的推動下， 鋼鐵行業也快速行動、有效落實，以提高管理水平、積極應用新技術等方式來優化各項指標并取得了一些初步的工作成效。 首先表現在鋼鐵企業紛紛著手建立能源綜合管理體系，節能意識已在鋼鐵企業當中充分植入，基于國家的協調布局，鋼鐵企業的節能目標、執行標準也較為明確和具體， 鋼鐵企業需要做的就是協調各項優勢資源，多方把控，全面開啟能源改革工作。 其次是鋼鐵行業對于先進節能技術的引入和應用工作提高了重視， 開始分析影響耗能的主要因素并進行針對性的控制和解決，由此，我國鋼鐵企業的綜合耗能也有所下降， 且多數企業在生產期間還充分融入了能源回收、二次利用發展理念，調查可知，想要進一步提高鋼鐵冶煉系統的節能成效， 先進節能技術的應用是非常重要的。 我國鋼鐵冶煉系統初步取得的節能工作成效還體現在鋼鐵企業環保指標的優化方面，比如煙塵排放量、固體廢棄物生產量、粉塵排放量、新水消耗量等指標都在不斷優化，這足以表示鋼鐵冶煉為環境帶來的負擔在不斷弱化。 盡管取得了一定的成效， 但目前的鋼鐵冶煉節能發展還存在明顯的不均衡問題，所以，鋼鐵企業仍需積極努力，在節能環保之路上繼續開拓進取。

2.2 與發達國家比仍有差距

上文說到我國鋼鐵企業的發展存在不均衡的問題，各企業發展水平參差不齊，有些企業的發展已經趕上國際水平， 但還有很多企業的發展與國外仍存在不小的差距， 這種差距可通過以下幾個方面體現出來：首先是新水的消耗量存在差距，且水資源的利用率也不相同， 這是因為各企業所用到的水資源利用技術不同；其次是治理程度方面，在國外，針對鋼鐵冶煉的污染問題會進行大范圍、全過程地治理，并且有一定的治理深度； 另外一方面是設備的先進程度上的差別，我國企業應用先進設備的比率較低；最后是發展理念方面的差距，管理模式、發展思想都和國外有一定差距，可見，在節能減排發展之路上，我國鋼鐵企業需要努力的方面還有很多。

2.3 主要采用技術節能的節能方式

鋼鐵行業發展的節能方法有很多種，其中技術節能是最為重要，對鋼鐵企業節能工作所起到的促進作用也更加明顯。 技術節能能夠很好地控制鋼鐵企業的生產成本，并且可促進企業的結構調整。 想要達到我國十三五所提出的鋼鐵行業節能減排目標，沒有技術的支持是無法實現的，所以，鋼鐵企業的技術升級刻不容緩，對此，企業首先是要積極引入和推廣先進的節能技術，因為我國鋼鐵企業一直存在能源利用率不高的問題，所以，在鋼鐵冶煉的各個環節，都要重視并積極改善這一問題；另外是要淘汰落后、高污染、低效能設備，以新型設備來取代，這樣雖然會加大企業的成本投入，但能夠很好地提高生產效能，且能夠更好地符合節能減排發展要求。

3 鋼鐵冶煉系統的節能技術應用

3.1 轉爐冶金純凈鋼

轉爐純凈鋼技術不僅能夠充分保證鋼的純凈度，還可以對鋼種的其他非金屬雜質進行很好地抑制。當前來說，在現代技術不斷進步的同時，該項技術各項指標也有所提高， 比如要求S 的數值要低于0.01%，要求N 值要低于20 ppm。 在該技術中，以科學設立模型的方式，結合高精監測儀器，對煉鋼爐的熔池進行攪拌，可以更加有效的控制和把握轉爐的溫度與鋼水成分，減少冶煉過程中產生的額外能源消耗，并且可以有效減少吹爐次數，通過多個方面的協調來有效保障節能減排的成效。

3.2 余熱技術

在鋼鐵冶煉系統當中，燒結余熱資源是可回收的，燒結余熱可以在余熱方面進行合理應用，對余熱資源進行充分利用，可以很好地控制資源浪費的問題。 目前我國鋼鐵冶煉系統當中紛紛開始研究和應用燒結余熱技術，以期將該技術成功應用于鋼鐵冶煉系統的發電環節，使其在發電環節發揮更大效用。 在我國鋼鐵冶煉系統中，燒結余熱技術都是一項頗受關注的技術手段，鋼鐵企業對該項技術的研究步伐從來沒有停止，為的是基于該項技術的支持來盡可能地節省冶煉期間的電能消耗。

3.3 二十一世紀新焦制造技術

該技術的應用可以大大提高鋼鐵冶煉的生產效率，并且能夠有效保障煤炭資源的利用率。 具體來說，該項技術的應用就是在焦爐未裝料時先進行煉焦原料煤的快速加熱預處理，由此可以很好地保障焦炭質量，且可以合理控制并縮短煉焦用時。 對比傳統的煉焦技術來說，該技術有諸多優勢，比如可以使低品位煤在原料煤炭中的比率得到大幅提高，配比可達四成左右，相應抑制強粘結性煤的需求量，加強煤炭綜合利用率；其次，該項技術可預處理原材料，由此可進一步縮短生產時間，并且可以控制干餾爐的使用數量，有效控制生產成本和設備維護成本；另外，利用該技術進行鋼鐵冶煉時，可以縮減各類氣體的排放量，可降低粉塵、氮氧化合物排放30%左右， 每年可縮減二氧化碳排放量50 萬噸，除了幫助鋼鐵企業實現節能之外還可以對生態環境起到保護作用。

3.4 煤調濕技術

煤調濕技術是以加熱裝煤爐的方式來控制其水分含量，作為預處理煤技術中的一種，在該技術中，不管原料的含水量如何，爐煤水分都可以保證在4.5%-5.5%之間的范圍內穩定波動， 該技術可以很好地促進焦爐生產效能的提升，節能效果非常可觀。 該技術的應用可以對爐煤水分進行控制，保證水分處于合理的范圍內， 由此使煉焦所需耗能減少，除此之外，該項技術的應用還可以有效保證焦爐生產的穩定性。

3.5 回收發電技術

在鋼鐵冶煉期間，高爐爐頂煤氣產生的壓力非常大，若可以在爐頂建立發電系統，則可以用這些壓力進行發電，對能量進行回收利用。 煤氣回收發電裝置除了可以基于爐頂煤氣發電之外，還能夠實時、合理地控制爐頂壓力，可以很好地控制鋼鐵冶煉期間的廢氣排放問題，弱化鋼鐵冶煉過程對環境造成的污染。 在安裝期間需要注意的是，為保證技術的發電效率，通常需要將干法除塵設施安裝到發電裝置當中， 這樣可以使單位時間發電量得到提高，大大提高發電效率。

4 結語

綜上所述，作為高耗能產業，鋼鐵產業的進步和發展一方面在推動整個社會文明的進程，另一方面也為社會帶來了較大的環境負擔，很大程度上限制了社會的綠色發展進程。 十三五期間，我國針對鋼鐵企業的發展提出了具體的節能減排指標，怎樣通過技術更新的方式來提高鋼鐵行業的節能效果，這是所有鋼鐵企業都需要高度重視、深入研究的問題。 近幾年，在進行技術改革的基礎上，我國鋼鐵企業已經取得一定的綠色發展成果，但整體上看仍存在均衡性不足的問題，諸多新技術還有待進一步推廣應用，鋼鐵行業的節能減排之路還有很長。