鋼鐵冶金流程節能問題及相關技術探究

王逸飛

(廣東環境保護工程職業學院，佛山 528216)

0 引 言

鋼鐵制造行業為我國經濟建設提供重要資源能源，為時代發展提供了重要需求，對國民經濟增長作出了突出貢獻。進入新時期之后鋼鐵制造業得以顯著發展，新時期無論是生產規模還是生產效率都取得了顯著進步，時代發展背景下生產理念不斷創新，節能環保理念備受重視，在當前的社會發展中被重視，這也督促行業發展變革。新時期的生產企業不能只重視產量，更需要重視經濟效益與社會效益，更要重視與節能環保相對應的生產理念，只有改善生產流程，才可以持續發展。

1 鋼鐵冶金流程的節能價值

鋼鐵冶金行業是我國國民經濟快速發展的重要支柱，也是高耗能、高污染、高勞動強度低附加值產業。進入新時期之后綠色低碳經濟政策推行，鋼鐵冶金行業在節能需求上進入快車道。鋼鐵冶煉中由于生產流程的特殊性，很多企業在發展中并沒有采取充分節能的措施，實際生產存在追求短期經濟效益與社會效益的現象。鋼鐵冶金行業高耗能污染嚴重，國家環保查處多起案例。基于此需要對鋼鐵冶煉的高耗能情況進行優化，采取對應的節能措施降低生產能耗，如此才符合新時期鋼鐵行業的快速發展。新時期的節能理念在生產同樣數量產品的基礎上消耗最小資源，或者是在能源資源消耗不變的基礎上生產出更多產品，使用先進工藝、設備來降低能耗，充分發揮工藝與設備的綜合工作效率、近幾年社會經濟快速發展，很多行業在節能方面都進入了新高度，尤其是鋼鐵冶金行業，因為能源資源的消耗導致市場資源匱乏，只有采用新的節能技術降低資源，從各方面來講降低資源能耗需要從根源上解決問題，只有從根源上采取節能措施。現階段我國發展戰略中節能環保是重要國策，要研究原材料的高效利用和推廣節能設備，研究節能技術降低人力資源配置，改善生產成本和能源綜合利用效率，在很大程度上緩解資源緊張，從而實現綠色節能環保[1]。

近年來鋼鐵經濟不斷快速發展，世界各國對鋼鐵冶金技術非常重視，對鋼鐵產量格外關注，因此全球鋼鐵冶金技術也在不斷成長、發展，新時期對鋼鐵行業節能仍舊需要深入研究。我國是鋼鐵制造生產大國，同樣也是鋼鐵使用大國，近些年來城市現代建設步伐不斷加快，對鋼鐵需求量也顯著增加。鋼鐵冶金機械工藝較為復雜，在制造環節需要消耗大量資源，同時在冶金行業中使用先進技術來改進生產、完善生產提高鋼鐵冶金生產的效益，避免資源能源存在的資源浪費現象，提高鋼鐵冶金方面的環境污染和破壞能力，從而提高人們的生活質量。

2 鋼鐵冶金流程中的節能

2.1 燒結

鋼鐵冶金流程中存在資源浪費現象，針對這些問題需要采取措施處理，提高資源利用效率。在現代科技的助力下，鋼鐵冶金行業得到了更好的發展。鋼鐵冶煉過程中燒結工作環節消耗能源巨大，多年來燒結技術不斷改良但是仍舊沒有解決能源資源消耗過高的問題，因此設國產企業針對燒結問題進行處理。實際研究表明需要從工藝創新設計方面入手，解決燒結過程中所需要的固體燃料、電能等關鍵問題，才可以降低資源消耗。燒結工序無論是新工藝還是傳統工藝消耗能源沒有顯著變化，但是實際運用過程中球團礦品味與燒結礦品味相比球團礦品味更高。實際的燒結過程中應添加足夠的原料球團降低生產中的成本。

2.2 煉鋼

煉鋼過程中轉爐冶金是重要工序，此環節也是能耗較高的重要環節，轉爐冶金工藝流程需要多種能源結合在一起，包括蒸汽、電能、水能、氣體資源等多個環節，電能與水資源消耗最大而資源利用率最低，存在顯著的資源浪費現象。進入新時期之后很多新型節能技術與節能理念被研發出來得以使用，比如余熱回收利用，余熱回收通過回收利用蒸汽，使用蒸汽來發電，蒸汽也可以循環使用，不僅僅能提高資源能源利用效率，也可以減少資源消耗，是節能技術實現的重要部分[2]。

2.3 軋鋼

軋鋼過程中消耗的能源資源在整個生產流程中占比極大，隨著鋼材產品、種類、質量的不斷提高，軋鋼工序不斷升級，能耗隨之提升。在軋鋼環節使用節能技術非常重要。實際研究證明軋鋼工藝能耗高是因為加熱溫度、軋鋼路熱效、生產工藝相關，節能技術的運用可以從這幾個方面入手。

3 鋼鐵冶金流程節能問題及相關技術

3.1 煉鐵節能技術

煉鐵環節主要是使用助燃劑，通過提升助燃劑的質量讓每一份助燃劑充分燃燒，如此不會產生雜質或者是存在燃燒不完全的情況，如此就可以提高冶金整體生產流程降耗。爐中資源很關鍵，需要仔細分析品味，通過在資源中加入適當的熟料減少爐中產生雜質的概率。當前時代發展背景下冶金技術不斷創新。比如使用干熄焦技術來減少資源浪費現象節省資源。冶金工藝中將煤炭資源和焦炭資源進行交換降低成本，將冶煉原料用煤炭來取代提高經濟效益。

鋼鐵冶金行業中干熄焦冶金技術運用十分廣泛，現實生活中的運用取得理想效果。干熄焦技術是通過將高溫的焦炭冷卻，其中產生的氣體，以這些氣體作為媒介，由于具備惰性，污染極小。技術人員將爐內的干熄焦取出放置對應的設備中，在高溫環境下產生惰性氣體，系統進行除塵、加工處理，讓這些工作完成之后氣體進入到鍋爐當中，會產生大量氣體，這些氣體可以運用在發電資源的開發中。利用這種方式可以循環使用干熄焦，同時也可以在很大程度上提高鋼鐵冶金的整體功效，實現大幅度的節能。

3.2 煉鋼節能技術

煉鋼環節中合理運用節能技術很關鍵，結合煉鋼流程，在轉爐過程中可以通過回收再利用煤氣實現煤氣的回收利用。技術人員在這個環節使用回收利用技術，主要是對轉爐過程中煤氣的循環再利用，主要是對轉爐過程中的熱量進行熱量進行處理，避免產生大量灰塵，實現實時回收，將這些灰塵轉入到轉爐中[3]。在此環節比較關鍵部分是冷卻操作環節，減少水資源的利用比較關鍵，減少水資源的浪費是對轉爐能源消耗的補償形式，也可以對煉鋼環節的污染合理控制，降低環境污染程度。另外要降低污染，還可以在生產環節中引入環保型煉鋼設備，實際上鋼鐵冶金的每一個環節都涉及到很多技術，涉及到原料資源的加工處理。因此傳統鋼鐵冶煉過程中設備起到關鍵作用，傳統企業冶煉過程中燃料并沒有達到足夠的燃燒率，導致冶煉過程中產生大量的污染物，進而威脅到人們的生存環境。如果企業要投入資金引進環保型鋼鐵也就能設備就會占用較大比例的資金，但是從企業的長遠戰略目標、可持續發展來看，實際生產中投入環保型鋼鐵冶金設備不僅僅可以降低冶金生產流程中產生的資源能耗，節省大量資源能源，還可以在很大程度上提高冶煉鋼鐵的效率和質量。

3.3 適當加入催化燃料

鋼鐵冶金燒結過程中燃燒品質是否優良在很大程度上影響冶金質量。實際燒結過程中要想提升整體的節能效果，技術人員需要在燒結過程中融入定量的催燃燒用品，大幅度提高燒結效率，讓燃燒更徹底，實現冶金環節的資源控制。如此不僅僅可以提高燒結效果，還可以提升對鋼鐵冶金的效率、質量。提升少校效果可以明顯提高企業的經濟收入。

3.4 轉爐工序的節能控制

鋼鐵冶煉過程中轉爐工序一定要科學合理，合理設計達到節能環節。轉爐過程中主要是通過消耗大量的電力和氧氣，氧氣和電力資源也是整個環節中消耗的主要資源能源，在生產中占據九成比例。尤其是煉鋼過程中消耗的氧氣量巨大。轉爐環節要利用對應的措施完善節能，技術人員需要對其進行深入嚴加，在轉爐操作過程中應重視對技術人員達培訓來提高綜合能力，如果在冶金環節沒有經過專業且系統的培訓，工作人員沒有經過的熟練的操作，就會在實際操作中浪費大量的資源能源。實際轉爐操作工序中需要針對實際操作流程進行仔細、反復、認真的檢查，將氧氣壓力控制在合理的范圍之內，進行認真的檢查，將氧氣壓力調整到合理的范圍，主要目的維護轉爐正常運作的基礎上降低對氧氣資源的浪費情況[4]。

4 鋼鐵冶金流程節能技術具體運用

4.1 煉鐵技術

煉鐵高爐操作中需要嚴格遵守“上穩下活，強化中心”的操作方針，保證高爐爐缸工作狀態活躍，為高爐爐缸創造良好的條件。創造高爐的富氧率，高爐缸理論燃燒溫度2 200 ℃，提高煤粉置換比例。通過合理配置原煤保證煤粉的揮發率不低于23%，保證噴煤安全性，通過提高煤粉力度的合格率，保證噴煤比。在高爐順利運行的基礎上根據當前的原燃料條件結合性價比進行測算，保證效益最大化，通過合理調整煤比來保證效益的最大化。實際計算過程中從入爐結構上提高燒結礦和球團的品質。高溫鐵水運輸過程中使用保溫蓋覆蓋，在鐵水表面使用草木灰來保溫，實現多角度的節能。

4.2 煉鋼節能技術

轉爐合金烘烤加工降低轉爐的出鋼溫度，降低氧氣的消耗情況。通過連鑄大包加長水口工藝降低連鑄過程溫度。實施鋼包加蓋工藝實現溫降，縮短爐后烤包時間來降低煤氣消耗。通過穩定轉爐吹煉操作優化除塵系統的參數和風機調速，提高煤氣的回收量與熱值。還可以通過爐外鋼包脫硫技術來降低精煉電耗。通過細化能源介質區分計算區域內的壓縮空氣、煤氣，避免存在滴漏跑漏的情況。根據爐型與鋼鐵料性價比來動態調整轉爐裝入制度的，保證熔爐比合理減少噴濺的情況，實現效益最佳。

4.3 其他節能技術

傳統的煉鋼工藝應該及時更新換代采用最新型的環保節能設備，實際生產過程中環保節能設備使用初期價格偏高，但是整個工藝流程優化的后期產品質量提升，會給企業帶來巨大效益，攤薄節能設備的成本。煉鋼工藝中轉爐設備十分重要，是整個環節最關鍵部分，實際操作過程中存在不規范的情況，比如鋼水質量不穩定以及降低勞動效率，從而降低勞動效率增加生產成本[5]。因此通過優化轉爐操作，重視對崗位技能培訓，如此才可以讓技術人員精準操作，提高勞動效率降低生產成本，實現節能降耗。軋鋼工序也應采用新型步進式加熱，入爐出爐采取保溫輥道模式，最大程度降低溫降，充分使用鋼坯余熱。目前，我國已經逐步的將蓄熱式加熱爐投入到軋鋼生產環節，該技術使用蓄熱式燃燒技術，充分運用煤氣的同時大幅度降低能耗。焦化、煉鐵、煉鋼煤氣使用循環發電體系，降低冶金流程中的電力需求量，提升煤氣與水蒸氣的利用效率，實現節能環保。

5 結束語

綜上，冶煉技術不斷發展的新時期鋼鐵制造業發展得到巨大的發展進步，當前鋼鐵冶金企業受到技術力量、場地等的制約，新時期的節能降耗任重道遠，鋼鐵行業在新時期面臨嚴重挑戰，行業的競爭越發激烈。基于此需要在管理流程中增加管理，最大可能實現行業的健康發展。