鋼鐵冶煉系統(tǒng)中的節(jié)能技術應用研究

王學萍

（甘肅鋼鐵職業(yè)技術學院，甘肅 嘉峪關 735100）

能源作為國家實現社會進步和經濟發(fā)展的基礎，隨著經濟總量上升，對社會能源需求總量也不斷上升，同時也加重了對環(huán)境的污染程度，不僅是我國面臨嚴重能源危機，而且不利于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略推進。而鋼鐵產業(yè)作為社會發(fā)展中極為重要行業(yè)，為更好的發(fā)揮其對市場經濟和社會的促進作用，應重視對節(jié)能技術的應用，以此降低煉鋼工序中對成本消耗，并降低生產中的污染，降低對環(huán)境影響。因此，相關人員應在鋼鐵冶煉系統(tǒng)發(fā)展現狀基礎上，加強對節(jié)能技術應用。

1 鋼鐵冶煉系統(tǒng)節(jié)能現狀

1.1 鋼鐵冶煉系統(tǒng)取得了良好發(fā)展

近年來，隨著我國經濟的快速發(fā)展，對我國鋼鐵行業(yè)實際需求不斷提升，這就導致鋼鐵行業(yè)發(fā)展中能源消耗方面與日俱增，并且加劇了對企業(yè)周邊環(huán)境影響像。因此，相關部門和鋼鐵焊工業(yè)在節(jié)能減排方面提出了更加嚴格的要求，而鋼鐵行業(yè)在發(fā)展中也通過貫徹和落實各項節(jié)能減排政策，不斷深化企業(yè)內部人員節(jié)能減排意識，尤其是管理人員。另外，在我國統(tǒng)一規(guī)劃與部署中，首先，要求行業(yè)嚴格執(zhí)行相關標準和要求，并借助有利條件，改革我國能源結構與政策。其次，鋼鐵產業(yè)發(fā)展中應積極學習、引進其他國家先進、完備技術與管理經驗，提升對產品消耗重視程度，利用相應改善措施，做好能源二次利用[1]。

1.2 節(jié)能方式主要為技術節(jié)能

鋼鐵企業(yè)生產中，可發(fā)揮節(jié)能作用的方式有多種，而技術節(jié)能屬于一種關鍵性措施，并且在應用中能夠發(fā)揮良好的效果，可降低鋼鐵企業(yè)生產成本，已經成為備受認可的方式。同時技術節(jié)能方式的使用，可在一定程度上促進鋼鐵企業(yè)實現整體結構和經營策略調整，對推動其實現現代化發(fā)展具有重要作用。現階段，我國已經對鋼鐵企業(yè)開展節(jié)能減排工作提出了更加嚴格要求，而為保證節(jié)能減排工作開展達到既定目標，在實際進行生產工作中，提升了對節(jié)能技術的重視與應用，且開始對技術進行改進與創(chuàng)新，并將新型節(jié)能技術應用于生產中，在很大程度上減少了生產中存在的污染和能源消耗，使得我國鋼鐵企業(yè)向健康發(fā)展邁進。

1.3 節(jié)能技術落后于發(fā)達國家

目前，隨著我國不斷發(fā)展與建設，我國已經成為工業(yè)生產大國，導致對鋼鐵產品的需求量不斷上升，而因我國鋼鐵開采技術已經有了較長時間發(fā)展歷史，在開采方面效率較高。但長期受傳統(tǒng)冶煉技術影響，導致我國使用的鋼鐵冶煉技術依舊落后于發(fā)達國家，并且部分鋼鐵企業(yè)與國外企業(yè)鋼鐵冶煉技術相比，遠遠落后，具體而言體現在以下方面：首先，我國鋼鐵冶煉系統(tǒng)中，對水資源利用率低下，新水消耗量極大，未能對水資源利用方面進行整體合理安排，導致水資源面臨嚴重浪費現象。其次，我國鋼鐵冶煉過程中治療程度不斷，對污染源管控力度低下，能耗和污染方面治療不嚴格，與發(fā)展要求不符。再次，我國鋼鐵冶煉設備供應方面依舊落后于發(fā)達國家，且部分鋼鐵企業(yè)難以滿足內部節(jié)能冶煉要求。最后，受我國鋼鐵行業(yè)發(fā)展緩慢等因素影響，使得在冶煉理念、冶煉管理和節(jié)能意識等方面存在明顯的不足，使用的節(jié)能技術落后于發(fā)達國家[2]。

2 鋼鐵冶煉系統(tǒng)多種節(jié)能技術應用

2.1 轉爐負能煉鋼

使用轉爐進行負能煉鋼，主要是指從鋼鐵生產中能量消耗和回收方面入手，利用轉爐降低能耗。該方式使用中，一方面，能夠降低對電力資源損耗率，另一方面，能夠降低對氧氣損耗率。在具體進行應用中，需要在降低能源消耗量同時面對煤氣和蒸汽回收進行強化，在此方面我國有較大的上升空間。同時還應提升對工藝優(yōu)化的重視程度，首先，應提升對氧氣的供應強度，降低對爐容比和造渣工藝影響。其次，通過控制供氧強度方式提升成渣速度。再次，對復吹工藝進行優(yōu)化，以此延長回收時間，直接提升整體回收量。最后，重視對現代化計算機技術的利用，利用設備進行自動化控制，提升控制精準度，提升負能煉鋼水平[3]。

2.2 蓄熱式軋鋼加熱爐技術

在鋼鐵企業(yè)中蓄熱式加熱爐應用較為廣泛，與之相關的蓄熱式軋鋼加熱爐技術，有著顯著使用優(yōu)勢，節(jié)能減排效果良好。在具體應用中，第一，利用回收余熱減少燃耗。第二，借助蓄熱式加熱爐降低環(huán)境污染，尤其是對氮氧化物排放量。第三，蓄熱式加熱爐內部不同位置溫度較為均勻，且相差較小。第四，蓄熱式軋鋼加熱爐具有較高科技含量，維修率低，進而減少人工成本。第五，利用蓄熱式加熱爐能夠提升燃燒溫度。第六，蓄熱式加熱爐設備燃燒燃料時，內部產生噪聲較低，可改善工作環(huán)境。

2.3 煤調濕技術

鋼鐵節(jié)能減排生產中使用的煤調濕技術，指的是接觸加熱裝煤爐方式，對水分含量進行控制，以此降低水資源消耗量。同時煤調濕技術作為一種預處理煤技術，使用中無論原料中含水量多或少，都可將爐煤中水分保持在4.5%~5.5%間，波動較為穩(wěn)定，并且該技術應用中可提升焦爐生產效能，減少原料消耗量，節(jié)能消耗良好。同時利用該技術對水分進行控制，使其處于合理范圍中，可降低煉焦耗能，并保證焦爐生產穩(wěn)定性[4]。

圖1 回收發(fā)電系統(tǒng)流程圖

2.4 余熱技術

鋼鐵冶煉系統(tǒng)中，通過對燒結余熱資源進行回收利用，利于降低能源損耗，提升對余熱資源充分利用率。現階段，我國鋼鐵冶煉企業(yè)，為提升整體經濟效益和對能源充分利用率，已經開始加大對燒結余熱技術研究與應用，希望將技術應用于鋼鐵冶煉系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)，以此提升發(fā)電環(huán)節(jié)效用。燒結余熱技術一直是我國鋼鐵冶煉系統(tǒng)中備受關注技術，通過對技術的充分利用可降低煉期間電能消耗，而為更好的發(fā)揮其作用，還應不斷深入研究。

2.5 干熄焦技術

干熄焦技術指的是利用稀有氣體進行熄焦操作的技術，因此，該項技術在對水資源消耗方面具有先天優(yōu)勢，具體而言，一方面，可降低對水資源利用率，減少能源消耗。另一方面，由于水會參與冶煉過程，導致生產中會增加氰化合物、硫化物等污染物排放量，對環(huán)境帶來污染，甚至會腐蝕設備。另外，由于使用干熄焦技術時使用的稀有氣體具有較高穩(wěn)定性，使用干熄焦技術時的焦炭質量有著相對較高的要求[5]。

2.6 新焦制造技術

鋼鐵冶煉生產中對新焦制造技術的利用，不僅可提升鋼鐵冶煉生產效率，而且可提升對煤炭資源利用率。實際應用中，利用新焦制造技術主要指的是在焦爐未裝料前先進行煉焦原料煤加熱預處理，以此保證焦炭質量，控制并縮短煉焦用時。相比于傳統(tǒng)煉焦技術，該項技術具有諸多使用優(yōu)勢。如提升在原料煤炭中低品位煤配比的比率，提升對煤炭綜合利用率。同時使用新焦制造技術，可對原材料進行預處理，能夠縮短生產時間，并實現對干餾爐使用數量的控制，利于降低生產設備和維護成本。此外，使用該項技術進行鋼鐵冶煉，能夠降低對各類氣體排放量，將粉塵、氮氧化合物總體排放量降低約30%，每年約減少50萬噸二氧化碳排放總量，不僅可減少能源消耗，而且利于加強對生態(tài)環(huán)境保護[6]。

2.7 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置回收發(fā)電

進行鋼鐵冶煉系統(tǒng)冶煉中，為提升整體經濟效益和環(huán)境效益，不僅需要提升冶煉系統(tǒng)的節(jié)能水平，還應利用相應的回收裝置，提升對能源的再次利用率。在此過程中，通常要想將高爐爐頂煤氣產生的壓力轉化成電能，通常需要使用高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置進行回收發(fā)電，這種發(fā)電方式在應用中，不僅可降低冶煉環(huán)節(jié)中產生的環(huán)境污染，而且可提升裝置的節(jié)能效果，保證爐頂實際壓力穩(wěn)定性。并且使用高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置，能后提升發(fā)電效率，同時配合使用高爐煤氣干法除塵裝備，可強化發(fā)電效率。

2.8 建設能源中心

現階段，鋼鐵企業(yè)在推動冶煉系統(tǒng)發(fā)展中，依舊以能源中心作為主要發(fā)展方向，對整個產業(yè)發(fā)展企業(yè)重要引導作用。因此，應加快建設能源中心，并將其作為整個鋼鐵冶煉工業(yè)發(fā)展的中心，充分發(fā)揮其作用，實現對鋼鐵冶煉系統(tǒng)能源消耗的控制，從而提升對企業(yè)能源有效管理，提升資源利用率，降低浪費和對成本的使用。同時通過建設鋼鐵冶煉企業(yè)能源中心，重點突出鋼鐵冶煉系統(tǒng)中節(jié)能特征。同時應重視自動化技術對冶煉系統(tǒng)優(yōu)化的作用，將其引入到能源中心建設中，利用技術詳細分析鋼鐵冶煉系統(tǒng)產生的能源數據，為后期進行一系列冶煉生產流程功能優(yōu)化提供可靠數據參考。同時配合使用能源中心數據庫技術，對鋼鐵冶煉系統(tǒng)產能進行準確預測和技術調整，從而提升冶煉效益和節(jié)能效果[7]。

3 結論

總而言之，鋼鐵行業(yè)作為我國的基礎能源產業(yè)，關系到國家經濟發(fā)展和社會基礎健康，但在實際利用鋼鐵冶煉系統(tǒng)進行冶煉中，不僅會消耗大量能量，而且會造成嚴重環(huán)境污染問題，對人們的生存環(huán)境造成嚴重影響。因此，鋼鐵企業(yè)在發(fā)展中應及早解決所要面臨的能耗問題，從鋼鐵冶煉系統(tǒng)入手，充分發(fā)揮各種節(jié)能減排技術的作用，以此降低消耗，減少污染排放，提升經濟效益、環(huán)境效益和社會效益。另外，為提升節(jié)能減排效果，還應做好節(jié)能減排宣傳工作。