推进科技创新建设绿色钢铁

彭 辰

一、建设“绿色钢铁”是钢铁企业的应对挑战的必然选择

进入新世纪以来，伴随我国经济的强劲增长和工业化、城镇化进程的持续加速，我国钢铁工业快速发展，钢产量大幅度增加，粗钢产量由2000年的1.28亿吨增长到2011年的6.83亿吨，同时钢铁产业结构不断优化，企业竞争力显著增强。同时，由于气候变化和环境保护压力持续加大，资源能源供应持续紧张，特别是2008年以来国际金融危机持续蔓延，全球经济增速放缓，需求减弱，中国钢铁行业面临巨大困难。在此形势下，建设绿色钢铁企业，研究和开发新工艺、新技术，实施低碳经济，提高资源利用效率，开发高品质的钢铁产品，是振兴钢铁业的必由之路，也是钢铁企业的努力方向。

二、建设绿色钢铁企业的路径

钢铁企业的绿色发展就是要坚持和实施可持续发展战略，积极研究开发与生产高效能钢材，加快资源节约型、环境友好型的钢铁企业建设，大力发展清洁生产和循环经济，积极研发和推广使用节能减排和低碳技术，加强废弃物的资源化综合利用。

第一，要加快产品升级换代

为适应国家产业转型升级需要，钢铁企业要将产品升级放在首位，将提高量大面广的钢材产品质量、档次和稳定性作为产品结构调整的重中之重，全面提高钢材产品性能和实物质量，加快标准升级，有效降低生产成本。进一步提高铁水预处理、炉外精炼比例，注重铁合金等辅料对产品质量的影响，以洁净钢平台建设为重点，理顺工艺流程，推广使用新一代控轧控冷等工艺技术。根据建筑、机械、造船、汽车、家电、电力等下游主要用钢行业对钢材产品升级的要求，组织力量研究开发满足用户需求的高端钢材品种，并不断提高钢材产品质量稳定性。

第二，要深入推进节能减排工作

采取综合措施降低企业单位增加值能源消耗、二氧化碳排放和用水量，减少二氧化硫排放总量。烧结机加装烟气脱硫和余热回收装置，并开展脱硝改造；焦炉采用干法熄焦，高炉配备高效喷煤和余热余压回收装置，提升转炉负能炼钢水平，同时，积极运用干法除尘、蓄热式燃烧、燃气-蒸汽联合循环发电等节能技术。加强冶金渣、尘泥、轧钢氧化铁皮等固体废弃物的综合利用，并积极发展资源能源回收利用产业。进一步健全能源计量管理制度，完善能源管理体系，积极开展能源审计、清洁生产审核。

第三，要强化企业技术创新和技术改造

加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的技术创新体制和机制。适当加大研发投入，强化钢铁企业与科研院所、高校、工程设计单位和下游用户共同参与的创新战略联盟。大力开发应用新一代可循环钢铁流程技术，低品位、难选冶、共伴生矿资源开发与尾矿综合利用技术，非高炉炼铁技术，高效低成本洁净钢生产技术，近终形连铸轧成套装备技术，高强、长寿、耐腐蚀产品制造技术，以及高炉富氧喷吹焦炉煤气技术、高炉炉顶煤气循环氧气鼓风炼铁技术、烧结脱硝脱二噁英等节能减排前沿技术。支持企业围绕战略性新兴产业开发钢铁新材料。同时，围绕品种质量、节能降耗、清洁生产等重点，加快应用新技术、新工艺、新装备，对企业现有生产设施、装备、生产工艺条件进行改造，不断优化生产流程，升级企业技术装备，提高资源综合利用水平，增强新产品开发能力，加快产品升级换代。

第四，要充分发挥钢铁企业的社会废弃物处理功能，有效处理城市固体废弃物

钢铁生产具有产品制造、能源转换和社会废弃物处理三大功能。城市固体废弃物的处理目前主要采用填埋、焚烧和生物降解方法。填埋方法和生物降解方法要占用大量土地，有机物分解后产生的CH4是一种比CO2更强的温室气体，进而会造成新的污染。而普通燃烧方法只能处理有机物，固体废弃物中的金属和无机物不能得到分离和回收。利用冶金反应器内的高温反应可以快速地处理城市固体废弃物，如高炉喷吹废塑料、炼焦工艺高温炭化处理废塑料。在高温下有机物燃烧放热成为发电燃料，有毒化合物得到分解，金属和无机物成为熔融状态而分离并得到再生利用。这方面日本JFE和新日铁走在了前面，我国钢铁企业要积极开发社会废弃物处理技术，有效处理城市固体废弃物，为全社会的绿色环保做出自身的贡献。

三、武钢建设“绿色钢铁”的实践

近年来，为建设“绿色钢铁企业”，我们提出了“绿色武钢”理念，即坚持走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的新型工业化道路，通过绿色制造生产绿色产品。积极推广应用节能减排新技术、新材料、新设备，生产制造环节低能源消耗、低资源消耗、低排放；生产的产品质量优、寿命长、易回收、附加值高；循环经济得到大力发展，资源综合利用水平得到提高；环境质量不断改善，成为环境友好型企业。武钢股份节能减排总体水平达到国际一流，鄂钢、昆钢股份和柳钢达到国内一流，成为钢铁行业节能减排、环境保护、矿山复垦、厂区绿化和发展循环经济的示范基地。

1.不断加大节能减排投入力度

“十一五”以来，武钢坚持以科技为动力，加快技术改造步伐和节能环保设施建设。武钢每年用于节能减排投资占总投资的10%以上。除在新改扩建项目中坚持“三同时”原则（环境保护设施与主体工程同步设计、同时施工、同时投产），配套建设先进适用的节能减排措施外，武钢本部投资60多亿元建设了30多个节能减排专项工程。节能方面重点建设了煤气—蒸汽联合循环发电机组（CCPP）、干熄焦装置、煤气干法除尘、高炉煤气余压发电、烧结低温烟气余热发电、转炉汽化汽过热、一冷轧氮氢罩式退火炉改造、一热轧加热炉“油改气”、轧板厂加热炉改造、煤气柜等；加快污染治理步伐，相继建设了一批以节水治污及减排SO2和烟粉尘为重点的环保工程，包括北湖污水处理厂、工业港污水处理厂、焦化废水综合处理改造、一冷轧废水处理设施改造、污水处理厂中水回用、北湖清淤、钢电公司烟气脱硫、三烧烟气脱硫、4号高炉炉前电除尘改造，5号、6号焦炉装煤除尘设施、7号、8号焦炉推焦除尘设施，耐火活性窑除尘器改造、三炼钢二次烟气除尘改造、废弃物加工及综合利用工程等，武钢节能减排硬件条件不断改善。

2.大力降低能源消耗

为实施低碳经济，提高能源利用效率，武钢一方面推广精益管理等现代化管理方法，在全公司广泛使用“能耗桥”和“OEE（整体设备效率）”等工具，促进能源利用效率提升， 2011年下半年在热轧总厂和烧结厂试点，累计创效5700万元以上。另一方面，积极推进节能技术进步。武钢建成CCPP（燃气—蒸汽联合循环项目）年可发电18.3亿千瓦时，与同等规模常规电厂相比，年节水约1.87亿吨，年减排CO2约77万吨，年减排SO2约3800吨，能源利用效率比传统锅炉发电工艺高30%；新建4套干熄焦装置，已投产的3套装置年发电量可达2.72亿千瓦时。随着CCPP、烧结余热发电、干熄焦等节能项目逐步达产，本部自发电量达到60%以上。同时，还重点实施了烧结余热发电、一热轧加热炉改造、转炉汽化汽过热、高压电机变频改造和绿色照明等工程，有效地促进了能耗水平的降低，吨钢综合能耗大幅下降。武钢股份的吨钢综合能耗由2005年的769千克标准煤下降到2011年的627千克标准煤，下降18.46%。同时，武钢认识到虽然地处长江边的丰水区，但从社会可持续发展的高度看也要减少新水取用量和废水排放量。为提高水的循环利用水平，公司的新建项目全部采用循环供水方式，将原有直排供水改为循环供水，并对废水进行回收利用。通过采取这些措施，武钢股份的吨钢耗新水量由2005年的18.13立方米下降到2011年的3.95立方米，下降78.21%。

3.强化环境保护工作

武钢青山本部位于武汉市副中心城区，环保压力巨大。为建设环境友好型企业，武钢一方面积极推进技术改造，本部将4.3m焦炉改造为6m及以上焦炉，改造2座高炉、3座80吨转炉，淘汰4台75m2烧结机、大型厂横列式轧机、耐火材料公司6座竖窑，关闭乌龙泉水泥厂和消石灰生产线，实施了一热轧、轧板厂和棒材厂技术改造和江北公司环保搬迁。另一方面大力开展清洁生产审核，坚持持续改进，包括焦化、炼铁、烧结、炼钢、热轧、冷轧等在内的七大工序一次性全部通过武汉市清洁生产专家组评审验收。同时，全面推进创建“环保一流”工作，从管理手段、技术措施、工程建设等方面制定改进措施，坚持按月检查、评价和考核，全面提升节能、环保、厂容水平，各项指标实现历史最好水平。与2005年相比，2010年青山本部吨钢SO2排放量由2.77kg/t下降到1.55kg/t，下降44.04%；吨钢烟粉尘排放量由1.13kg/t下降到0.68 kg/t，下降39.82%，吨钢COD排放量由0.39kg/t下降到0.20kg/t，下降48.71%。另外，武钢大力开展厂区绿化、矿山复垦和渣山造林工作。共栽植乔灌木129.6万株，藤本2.2万株，绿篱73.1万株，草花150.5万盆（株），草坪15万平方米，完成复垦造林3585亩。矿山单位共完成复垦造林2650亩，渣山造林绿化5.6万平方米，建成了亚洲最大的硬岩复垦生态林，森林覆盖率达到17.2%，较2004年底提高5.6个百分点。开展北湖清淤治污工作，北湖地区环湖绿化125.9亩，老渣场复垦绿化302亩，新渣场绿化75.3亩，成为武钢最大的东郊防护体系。

4.提高二次资源综合利用水平

为提高资源利用效率，武钢大力推进固体废弃物等二次资源综合利用。本部含铁二次资源加工产品利用量由2005年20万吨增至2010年59.76万吨，增长近300%；回收固体废弃物由2005年520万吨增至2010年906.61万吨，增长174%；资源综合利用产值由2005年57亿元增至2010年99.8亿元，增长175%。充分利用余热余能，2010年武钢本部自发电总量达到28.57亿千瓦时，比2005年提高390%；焦炉煤气放损由2005年的2.44%下降到2010年的0.48%；高炉煤气放损由2005年的9.31%下降到2010年的2.86%。

5.积极研究开发与生产高效能产品和绿色生态产品

近年来，武钢坚持以市场为导向，以用户满意为中心，研究开发与生产了大量高效能产品和绿色生态产品，有效满足了国家产业转型升级需要。一方面积极研究开发与生产高效能钢材，促进产品升级换代。武钢冷轧硅钢片产品结构由8个品种32个规格扩大到36个品种150个规格，成为全球最大、质量品种一流的硅钢产品供应商。2011年共生产冷轧硅钢片179.2万吨，其中取向硅钢42.5万吨，高磁感取向硅钢（HiB）17.2万吨。武钢生产的高磁感取向硅钢应用于变压器可节电20%-30%，我国输变电行业因此一年节电量相当于三峡工程一年的发电量。另一方面，大力推进绿色环境友好产品的研发与生产，为社会提供了大量可以减少地球温室效应、降低产品使用环境风险和延长使用寿命三大类数百个牌号的环境友好型产品。用武钢环保镀（涂）层产品制造的冰箱、洗衣机等家电已经进入欧洲市场并获用户认可。相继为多个品牌汽车提供的“轻量化”材料，不仅能实现汽车的轻量化，而且能减少汽车能耗和二氧化碳排放。