鋼鐵冶金系統節能技術分析

晏輕 國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心

在經濟社會發展過程中，鋼鐵使用量占比是社會發展程度的重要衡量，鋼鐵冶金行業的作用不言而喻。鋼鐵冶金行業占比較高，一方面是目前存在眾多生產廠家，另一方面是各生產企業的生產工藝存在差別。如何對能源消耗增加的工序進行節能減排，達成國家低碳節能的目標，需要鋼鐵冶金企業大量實踐和分析。

一、鋼鐵冶金企業節能意義

鋼鐵冶金行業本身就是一個高污染、高能耗的行業，這些行業在國家日益提高的環保政策下，越來越需要進行生產工藝創新、優化工藝方案，提高能源利用效率，降低污染物生成和排放。同時由于這個行業也是一個日益競爭激烈的行業，需要在保障質量的情況下不斷提高生產效率，降低企業制造成本。而行業的節能減排正是可以達成這一目標的方法之一。因此為了保證企業在行業內的競爭力，同時健康有序發展，鋼鐵冶金企業需要持續走節能的可持續發展道路[1]。

二、工藝中能耗因素

（一）燃料配比

鋼鐵生產工藝中每個過程都會帶來一定量的能源消耗，而不同過程的能源消耗則明顯不同。例如，在鋼鐵冶煉過程中，焦炭比，煤炭比，煤氣和高爐鼓風能耗分別占總能耗的50%，20%，10%和5%。

（二）高爐煤氣影響

煤炭在焦化過程中，高爐煤氣的應用比例非常高，占比超過10%[2]。在實際生產中，高爐煤氣的消耗量與煉焦時間的長短有關。通常，焦化時間越短，高爐煤氣消耗越少，但是焦爐設備的不利影響越嚴重。煙道氣中有一定量的余熱?；厥沼酂嵋矊⒂绊懣偸杖搿？梢钥闯?，在焦化過程中焦化時間必須進行優化，進而降低高爐煤氣的應用，達到降低能耗的目的。

（三）余熱利用技術應用

科技發展也快速推動了鋼鐵冶金行業節能減排的進步，通過采用余熱利用技術，大中型企業能源利用率提高，大大降低了單位鋼鐵生產的綜合能耗。但仍然存在著中低溫廢熱的利用效果不好，基本都直接排入大氣，約50%的余熱沒有得到充分利用。

三、鋼鐵冶金未來節能方向

（一）優化燃料比

第一，加強燃料質量控制，通過自動化監測手段結合人工巡檢，可以保證燃料符合要求。為了實現燃料充分燃燒，必須進行燃料比例優化，控制燃料箱的形狀，嚴格控制篩選過程，降低粉末的產生。

第二，應該適當的提高進風溫度，當風溫較高時，燃料燃燒效率可以提高。但是也不能過分提高風溫，風溫過高會危及系統安全，應將風溫控制在1300度以下[3]。

第三，應該增加富氧率。通過提高富氧率，可以降低燃料比，達到節能目的。

最后，增加頂部氣體壓力。氣體壓力增加可以保障氣體流動性，使得粉末量減少，氣流更加穩定，降低燃料損失。

（二）降低煤氣消耗

煤氣消耗與焦化時間有關，為了降低煤氣消耗，需要控制優化焦化時間。為了優化焦化時間，需要調整煤的水分，或者調整熱處理過程。一般以調整過量空氣系數為首選，過量空氣系數一般選取1.1-1.3為宜。

（三）加強余熱利用

應對余熱利用更加重視，這項技術不僅能提高能源利用效率，還能減低熱量排放，減少水污染，同時還能降低企業運行成本[4]。

四、節能技術應用實踐

（一）燒結過程余熱技術應用

在燒結過程中，通過優化燒結機上的冷卻器設計，使得系統漏風量降低為零，保障氣體固體充分接觸，使得余熱利用效率提高30%以上。

（二）低溫余熱供熱

鋼鐵生產過程會通過能源來提供驅動力，同時產生大量低溫余熱，這部分低溫余熱要通過能源梯級利用的手段加以利用，可以將低溫熱源用作民用供熱資源。

（三）熱效率提升技術

結合已有爐型結構、用途，合理選擇和調整燃燒設備，也是一種提高熱效率的手段，可以達到節能的母的。比如，可以通過采用高溫空氣蓄熱燃燒技術替代傳統加熱爐，進而達到節能率提高40%以上。

（四）電機節能

在鋼軋制過程中，會采用大量的電機設備，注入風機、水泵等。為了節約能源，可以采用變頻模式，避免能源過度浪費，產生較大的瞬時電量，這樣可以減少電路損耗，節能率可以提高20%以上。

五、結論

鋼鐵冶金行業具有能源利用量大，污染物排放多的特點，在新的節能環保政策下，需要進行充分的技術創新和改革，以達到可持續發展的目標。其中燃料比例、高爐煤氣焦化、余熱利用技術等是鋼鐵冶金行業節能效率的重要影響因素，結合這些因素的改進，如優化燃料比例、減少焦化時間、采用新型余熱技術等，可以有效提高行業能源利用效率，節約成本，優化產業結構。