鋼鐵行業(yè)節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

王鈞(河北省張家口市節(jié)能監(jiān)察檢測(cè)中心，河北 張家口 075000)

0 引言

在國(guó)家出臺(tái)的《節(jié)能技術(shù)改造財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)資金管理辦法》等配套政策措施的引導(dǎo)下，鋼鐵企業(yè)持續(xù)增加在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域方面的投資，推廣應(yīng)用了余熱余壓利用、能源管控中心、干法除塵、廢水再生利用等一批切實(shí)有效的節(jié)能環(huán)保技術(shù)措施，節(jié)能減排成績(jī)突出，環(huán)境質(zhì)量明顯改善。

近些年，我國(guó)鋼鐵行業(yè)正在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，加快轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐，引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保意識(shí)、應(yīng)用新節(jié)能技術(shù)與設(shè)備。在國(guó)家出臺(tái)的《節(jié)能技術(shù)改造財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)資金管理辦法》等配套政策措施的引導(dǎo)下，鋼鐵企業(yè)持續(xù)增加在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域方面的投資，推廣應(yīng)用了余熱余壓利用、能源管控中心、干法除塵、廢水再生利用等一批切實(shí)有效的節(jié)能環(huán)保技術(shù)措施，在節(jié)能減排方面取得了一定成效，環(huán)境質(zhì)量明顯改善。但仍有一些企業(yè)是在應(yīng)用節(jié)能技術(shù)的過程中，既不能根據(jù)現(xiàn)有情況選擇最合適的技術(shù)，也不能在作業(yè)過程中創(chuàng)新和完善技術(shù)，所以無法正確發(fā)揮節(jié)能技術(shù)的價(jià)值，甚至還限制了鋼鐵冶金環(huán)節(jié)正常開展。所以鋼鐵企業(yè)要依據(jù)自身發(fā)展情況選擇合適的技術(shù)，堅(jiān)定不移走節(jié)能之路，跟上新時(shí)代行業(yè)發(fā)展步伐。

1 節(jié)能概述

節(jié)能就是在相同產(chǎn)品生產(chǎn)背景下，最大程度減少能源耗損。換言之就是在消耗相同能源的背景下，生產(chǎn)更多產(chǎn)品。想要實(shí)現(xiàn)節(jié)能，必須通過新材料、技術(shù)降低能耗，提高設(shè)備、工藝的效率與質(zhì)量。目前，我國(guó)各行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)逐漸從兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度與質(zhì)量轉(zhuǎn)為兼顧環(huán)保與經(jīng)濟(jì)質(zhì)量。而新技能技術(shù)可以從根源上解決鋼鐵行業(yè)能耗高的問題，所以鋼鐵企業(yè)要重視節(jié)能技術(shù)并且制定出更加先進(jìn)節(jié)能措施[1]。

節(jié)能環(huán)保是我國(guó)非常重要的發(fā)展戰(zhàn)略，其主要研究方向是提高原材料利用效率、研發(fā)節(jié)能設(shè)備、技術(shù)以及減少人力資源等，所以鋼鐵企業(yè)應(yīng)該將降低生產(chǎn)成本、提高能源利用率作為研究的重點(diǎn)。

2 鋼鐵行業(yè)關(guān)鍵節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用及其意義

2.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

關(guān)鍵節(jié)能技術(shù)大致可以分為3方面。

首先就是節(jié)能技術(shù)。我國(guó)鋼鐵行業(yè)發(fā)展逐漸呈現(xiàn)出新形勢(shì)，其研究重點(diǎn)是干熄焦技術(shù)、煤氣回收技術(shù)以及蓄熱式燃燒技術(shù)等，這些技術(shù)不僅屬于節(jié)能技術(shù)，還能提高生產(chǎn)環(huán)節(jié)的環(huán)保性，降低能源消耗量。在開展合同能源管控時(shí)，此種節(jié)能服務(wù)方法得到了廣泛的認(rèn)可與普遍的應(yīng)用。同時(shí)此類技術(shù)的發(fā)展速度還非常快，能為整個(gè)行業(yè)帶來新發(fā)展前景。并且鋼鐵行業(yè)還逐漸改變了傳統(tǒng)技術(shù)，發(fā)展出燒結(jié)余熱發(fā)電等技術(shù)，這樣可以減少電量消耗，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)一些鋼鐵企業(yè)還能逐漸實(shí)現(xiàn)二次能源自發(fā)電。

其次就是環(huán)境治理技術(shù)。在干法熄焦技術(shù)與轉(zhuǎn)爐煤氣干式除塵等技術(shù)融合的過程中，行業(yè)清潔生產(chǎn)取得了很好的效果，此技術(shù)還能降低廢水等污染物的排放量，隨著離子液技術(shù)、脫硫技術(shù)等研發(fā)成功，改善了設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀，提高環(huán)保效果[2]。

最后就是資源綜合利用技術(shù)。隨著節(jié)能技術(shù)研發(fā)速度加快并且行業(yè)資源利用效率逐漸提高，其不僅創(chuàng)造多更多冶金渣利用方法，還提高其廢棄物的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)綜合效益發(fā)展。在利用高爐渣時(shí)，很多鋼鐵企業(yè)都會(huì)將其轉(zhuǎn)變成修路骨料或者建筑材料，充分發(fā)揮產(chǎn)品作用。甚至還會(huì)將其二次售賣到中小型企業(yè)中，通過建立完整的生產(chǎn)線來提高整體經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)非鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過粉末冶金產(chǎn)品增加價(jià)值產(chǎn)品價(jià)值，促進(jìn)磁性材料行業(yè)快速發(fā)展，逐漸形成了循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，增強(qiáng)鋼鐵企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力[3]。

2.2 重要意義

我國(guó)是鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，鋼鐵產(chǎn)業(yè)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要性不言而喻，傳統(tǒng)高耗能高排放的粗放式發(fā)展方式不可持續(xù)，限制了鋼鐵行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。大力推進(jìn)節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略，踐行綠色環(huán)保理念，采用先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)，推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，是鋼鐵行業(yè)發(fā)展的必由之路。

3 鋼鐵冶金流程中的能源消耗分析

在鋼鐵冶金過程中非常顯著的問題就是資源浪費(fèi)，所以通過節(jié)能環(huán)保技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)、促進(jìn)鋼鐵企業(yè)持續(xù)發(fā)展是必然選擇。

3.1 煉鋼工序能耗問題

轉(zhuǎn)爐冶金是煉鋼中非常重要的一道工序，同時(shí)其耗能也非常高。此工藝流程既需要多種能源如電能、氣體以及水能等，其中水電能源消耗量非常大，需要非常復(fù)雜的工序，需要對(duì)能源進(jìn)行綜合利用。針對(duì)此工序流程耗能大、能源利用率低等情形，可以通過新型節(jié)能技術(shù)的如預(yù)熱回收利用等技術(shù)，從根源上解決能源消耗難題。

3.2 軋鋼工序能耗問題

軋鋼工藝流程中會(huì)耗費(fèi)很多能源，并且其耗能在鋼鐵行業(yè)整體耗能中的占比也非常高，并且隨著我國(guó)鋼材種類逐漸豐富、質(zhì)量逐漸提高，軋鋼工序得到了優(yōu)化升級(jí)，耗能也隨之大幅增加。通過分析軋鋼節(jié)能問題，研究與應(yīng)用節(jié)能技術(shù)非常重要。軋鋼時(shí)，其加熱溫度、生產(chǎn)工藝直接影響著能源消耗量，所以要找對(duì)研究方向，做到有針對(duì)性的研發(fā)。

3.3 燒結(jié)工序能耗問題

技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展及生產(chǎn)效率的提高。但是在此過程中，其能耗也在大幅增加。燒結(jié)也是煉鐵中非常重要的一道工序，其各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生能耗，雖然如今技術(shù)改良效果非常好，但是始終沒有解決高能耗問題。所以必須放棄傳統(tǒng)思維，從新技術(shù)入手，要重視固體燃料、電能等角度。

4 鋼鐵冶金流程節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 煉鋼節(jié)能技術(shù)

首先是要回收轉(zhuǎn)爐中的煤氣，在煉鋼時(shí)爐中會(huì)產(chǎn)生高溫碳氧反應(yīng)，從而出現(xiàn)大量煤氣。回收煤氣可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，后續(xù)利用煤氣可以降低能耗。通常情況下，此技術(shù)會(huì)通過應(yīng)用電除塵凈化轉(zhuǎn)爐在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱煙氣來實(shí)現(xiàn)，但需要注意，不僅要保證煤氣質(zhì)量，還要通過除塵提高煤氣品質(zhì)。其次是利用轉(zhuǎn)爐煤氣，回收后這些煤氣可以變成冷卻劑，以此實(shí)現(xiàn)二次利用，在熱壓處理后將其重新投入到轉(zhuǎn)爐中，可以取代水資源，發(fā)揮冷卻劑作用。

4.2 軋鋼節(jié)能技術(shù)

首先要應(yīng)用蓄熱式加熱爐，如今此種爐在軋鋼中的應(yīng)用非常廣泛，其主要通過蓄熱式燃燒技術(shù)提高對(duì)煤氣的利用率，減少能耗。其次是要標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)工藝，不同鋼材要應(yīng)用不同的工藝，所以如果工藝不符合標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)導(dǎo)致能耗大量增加。最后就是要降低加熱溫度，溫度可以直接影響能耗，所以要在保證其品質(zhì)的基礎(chǔ)上降低溫度。

4.3 燒結(jié)節(jié)能技術(shù)

首先要回收利用粉塵，在燒結(jié)時(shí)必然會(huì)出現(xiàn)很多含碳粉塵，這些粉塵并不是廢棄物，而是可利用資源。利用小球燒結(jié)等方式可以代替燃料，如焦粉，這樣既提高環(huán)保效果，也能降低能耗，減少固體燃料耗費(fèi)量。其次是改良燒結(jié)設(shè)備，設(shè)備是開展工序的基礎(chǔ)，通常情況下鋼鐵行業(yè)會(huì)應(yīng)用大型燒結(jié)設(shè)備，其不僅可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，還能減少耗能，避免因重復(fù)返工而污染環(huán)境、增加工序成本。同時(shí)還可以在應(yīng)用設(shè)備時(shí)使用變頻技術(shù)，進(jìn)一步提高節(jié)能效果。并且還可以應(yīng)用催化助燃劑，其可以提高固體燃料的燃燒效果，避免資源被大量浪費(fèi)。最后就是采用預(yù)熱阻燃空氣法，此種方法可以降低點(diǎn)火耗能量，可以通過提高火爐溫度來減少能耗。如果條件允許，還可以通過合理管控抽風(fēng)機(jī)的風(fēng)量以及維修設(shè)備避免漏風(fēng)等方式減少電能。

4.4 干熄焦的冶煉技術(shù)

在將干熄焦從高爐中拿出后，將其放在干熄焦設(shè)備上會(huì)因高溫而出現(xiàn)一種氣體，此種氣體來自CDP并且具有鮮明的惰性，其主要利用冷卻高溫焦炭實(shí)現(xiàn)冷卻。在做好塵埃清理與處理工作后，將此種惰性氣體放到鍋爐中又會(huì)產(chǎn)生大量氣體，其主要應(yīng)用領(lǐng)域是開發(fā)電力資源。而干熄焦的冶煉技術(shù)不僅能回收利用CDP、保障冶金質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，應(yīng)用廣泛，價(jià)值極高。

5 結(jié)語

想要讓鋼鐵行業(yè)保持長(zhǎng)期、安全且穩(wěn)定的發(fā)展，必須堅(jiān)持節(jié)能理念，要大力推廣與應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)。不僅要在冶金過程中應(yīng)用新技術(shù)，還要?jiǎng)?chuàng)新與完善其流程。要提高資源的二次利用率、降低能耗，增強(qiáng)冶金的科學(xué)性和環(huán)保性，讓產(chǎn)品更加符合社會(huì)發(fā)展要求。同時(shí)其工作人員也應(yīng)該通過培訓(xùn)學(xué)習(xí)，不斷強(qiáng)化節(jié)能技術(shù)應(yīng)用能力，提高管理水平。