鋼鐵行業清潔生產分析

施永杰

（江蘇沙鋼集團有限公司，江蘇 張家港 215600）

1 鋼鐵行業推行清潔生產的意義

改革開放以來，我國經濟獲得了快速發展，鋼鐵行業規模也越來越大，隨之而來的環境問題也越來越多。鋼鐵行業的生產流程主要包括采選原材料、燃燒煉鐵、連鑄、軋鋼、冶煉合金等。在這些流程中會產生組分復雜且變化大的廢氣、廢水及固廢等環境污染物。廢氣中可能包含二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、硫化氫、粉塵等成分，會對大氣產生嚴重污染；廢水包括含油及乳化液廢水、酸堿廢水、含鉻廢水等，會導致周邊自然水體受到污染，破壞生態環境；另外，如果生產過程中產生的固廢沒有得到有效利用或者及時處理，很容易就會污染堆存場地的土壤，對周圍環境造成嚴重影響[1]。

隨著新時代的到來，我國越來越注重綠色發展和生態文明建設，因此對一些污染較高的行業在治理和轉型方面提出了新的標準和要求，這其中就包括鋼鐵行業。在新的鋼鐵工業廢水、廢氣排放相關標準中，對不同生產環節的包括COD、顆粒物、二氧化硫、苯等污染物的排放提出了更高的要求。時代要求和標準的更新意味著鋼鐵企業要通過積極轉型，調整相關產業結構，優化工藝技術才能不被淘汰，才能在行業內具有競爭力。

目前我國鋼鐵行業產能過剩、原材料成本上升導致企業利潤下滑，再加之環保設施建設和運營的成本較高，使得很多企業的污染物處理壓力較大。因此，僅通過末端治理將污染物簡單處理的方式，難以在經濟效益、資源能源利用率上滿足鋼鐵企業的發展要求，也不再符合新時代的環保潮流。

在鋼鐵行業推行全過程的清潔生產模式是十分有意義的。在清潔生產模式下，一方面，由于合理的產業結構設置、源頭削減等，生產過程中的污染物會很大程度減少；另一方面，產生的污染物的處理方式傾向于再利用，從而提高了能源資源利用率，實現了綜合利用。這種模式不僅減少了對環境的破壞，還降低了企業的環保成本，對于企業樹立良好的社會形象、實現企業價值具有重要意義，有利于企業提高競爭力，實現穩定綠色發展[2]。

2 踐行鋼鐵行業清潔生產的有效措施

2.1 能源結構優化

鋼鐵生產過程對于能源的消耗巨大，因此可以通過優化能源結構，實現能源的合理化使用來推動落實清潔生產。

（1）合理調整能源比例結構。在鋼鐵企業的實際生產運行中，能源消耗占企業總成本的60%以上，故能源企業應該改變鋼鐵生產中的能源比例結構。首先，要對爐料結構進行調整，貫徹執行精料方針，優化爐料的結構；其次，焦化廠應該提高其焦炭品質，降低灰分，燒結廠可以通過降低燒結礦的含粉率來提高入爐礦質量；再次，煉鐵廠要采購更優質的礦石，尋找更經濟適用的爐料比，而且應該取消溶劑入爐的操作方法，保證在整個生產制造中實現精料方針；最后，可以采用高氧高煤量噴吹技術來最大限度上降低能源的消耗，從而實現清潔生產中能源比例結構的科學合理。

（2）有效采用環保高效新能源。當今社會能源消耗非常嚴重，因此鋼鐵企業一定要重視節約能源。比如，可以將煤炭、石油以及天然氣等不可再生能源替換為可再生能源或者工藝中產出的廢棄資源等，從而節約能源，實現能源的高效利用，促進企業及整個社會的可持續發展。

2.2 生產工藝優化

在傳統的鋼鐵生產流程中，由于工藝設置存在不合理之處，可能會產生額外的資源消耗和過多的污染排放。通過對鋼鐵行業的工藝進行簡并、技術進行更新，實現生產流程的優化配置，進而幫助提升生產效率，減少能源資源消耗，減量污染排放[3]。針對鋼鐵行業生產中具體可優化工序建議如下：

（1）減少燒結工序中固定燃料的消耗。①要提高混合料的溫度。通過讓混合料處于較高的溫度，可以減少料層內的水汽產生量，從而提升不同料層間的透氣性并促進有效燃燒；而且在整個過程中的顯熱能夠替代部分固體燃燒熱，變相降低了固體燃料的消耗量。②要提高料層厚度。在鋼鐵企業實際生產運行中，燒結料層的厚度會直接影響著能源的消耗量和最終的鋼鐵產量，通過提升料層厚度，可以對燒結中產生的自動蓄熱進行充分利用，從而使燒結料中的固體燃料用量更低，降低了生產成本并提升了企業經濟利潤。③要對偏析布料和雙層配炭進行燒結。由于燒結料層有自動蓄熱的能力，導致下部料層溫度會明顯高于上部料層，因此會出現下部燒結料過燒的現象。不僅降低了燒結質量，還會浪費大量能源。因此，通過偏析布料和雙層配炭燒結的方式可以消除下部燒結料過燒的問題。

（2）降低燒結工序中電能的消耗。燒結機的漏風率是電能消耗最重要的影響因素。一旦燒結機的漏風率增加，就會導致電能的嚴重消耗，同時也會降低鋼鐵的產量。因此，要想提高鋼鐵的生產率、降低電能消耗，其中一項關鍵的步驟就是降低燒結機的漏風率。如今我國大部分鋼鐵企業的燒結機漏風率在50%以上，之所以這么高，是因為其沒有采用密封設計且沒使用合理的材料。基于此，可以通過增加邊緣料的水分以及壓實邊緣料來降低燒結機的漏風率。通過這樣的方法，最終可以實現燒結機漏風情況的優化，從而降低電能的消耗，為鋼鐵企業的清潔生產提供良好的基礎。

（3）回收燒結作業余熱。在燒結作業中產生的余熱主要包括燒結機的廢氣余熱和冷卻機廢氣帶出的燒結礦顯熱，充分利用這部分熱量能夠降低實際作業中的能源消耗。具體可通過以下方法實現：①將燒結作業中產生的排氣對燒結混合料進行預加熱，從而減少能源消耗；②把冷卻機的排氣用于燒結機點火器點火，減少點火器所用煤氣的消耗量；③通過燒結過程中產生的余熱對鍋爐進行加熱，從而產生熱水或者蒸汽，可進行二次利用。通過這樣的方法，可以實現余熱的有效利用，有效減少了生產過程中的能源消耗，為企業的成本降低和可持續發展奠定有力的基礎[4]。

（4）二次利用廢鋼。開展廢鋼的二次利用已經成了鋼鐵行業重要的發展趨勢。其中廢鋼—電弧爐—連鑄—連軋流程是對廢鋼進行二次利用時重要的生產工藝流程。該項工藝跟傳統工藝流程相比，更加環保、成本更低，但因為在實際生產過程中廢鋼的種類很多，因此該工藝流程還有待優化。另外一種工藝流程：熔融還原或直接還原—超高功率電爐—薄板連鑄連軋流程的工藝性能則遠優于廢鋼—電弧爐—連鑄—連軋流程這種工藝流程[5]。因為其不僅融入了更先進的煉鋼技術更加靈活和環保，而且也大大減少了煉鋼冶金的工業步驟，所以降低了成本。此外，該工藝流程還大大提高了鋼鐵冶金的回收率。此技術目前應用較廣，效果更為理想。

（5）有效處理高爐渣。干式成粒法是一種高效處理高爐渣的全新工藝，當前主要用于煉鋼渣、高爐渣和有色金屬冶煉渣的處理中。干式成粒法讓爐渣的分離和利用成了可能，通過此工藝還可以將爐渣內部的熱能充分利用起來，這在具體實踐中取得了成功的效果[6]。

（6）健全環保自動監控體系。在新標準要求下，鋼鐵企業為了廢物排放達到標準并進行有效的處理，需要建立一套全過程的環保自動監控體系。同時也要對相關管理人員進行更加專業化培訓，明確相關排放標準和應急情況處理措施。具體來說，鋼鐵企業應該重點監控如二氧化碳、煙塵顆粒物、氮氧化物、酸堿廢水和含鎘廢水等污染物，設立專門的管理人員持續、全面地監測鋼鐵企業生產過程中的排放[7-11]。

3 結束語

鋼鐵行業作為我國主要行業之一，為城市經濟建設做出了重要貢獻。而在之前的發展模式下造成了環境的污染破壞，后續實行的末端治理手段，雖然對減少污染物排放起到了一定的作用，但是也造成了企業環保成本增加、資源能源浪費等問題，有悖于我國綠色發展、節能減排的要求。清潔生產技術由于其從源頭削減污染、實現資源能源綜合利用、降低環保成本等優勢，成了鋼鐵企業轉型的支點之一，不僅減少了對環境的破壞，同時也降低了企業的環保成本，意義重大。通過采用優化鋼鐵行業的能源結構、革新生產工藝技術等有效手段，可以對本行業生產過程產生的污染物進行減量或者再利用，從根本上減少環境污染，有利于企業樹立良好的社會形象，實現長久的綠色發展。