浅谈金属冶炼的节能技术途径和新探索

张勇福

【摘要】 探索了在企业转换经营机制、政府转变职能的新形势下，为进一步推动冶金节能事业的发展，行业节能宜应采取的工作方式及途径，其中包括部能源办“宏观要搞好，微观要放开”，要体现“指导、监督、协调、服务”的工作方针；企业自己要管自己的节能工作；今后要更多地依靠物价、税收、信贷等经济杠杆引导企业的节能行为；强化“冶金部节能技术服务中心”的职能；创建节能实业公司，走节能事业产业化的道路.

【关键词】 钢铁工业； 能源管理； 节能；

冶金的能源主要有气体燃料，液体燃料和固体燃料。我国钢铁行业节能减排形势严峻，与发达国家之间存在着一定差距，由此带来的环境污染，引起国家领导人的高度重视，冶金的节能减排势在必行。节能的途径和技术措施多种多样，可从冶金的各个过程入手。

一.冶金的能源

在冶金生产中使用的燃料品种很多，包括各种气体燃料（煤气）、液体燃料（重油、柴油、焦油）和固体燃料（煤、焦炭）等。

二. 中国钢铁行业节能减排现状

钢铁工业是高物流、高能耗、高污染的传统产业。目前，钢铁工业总能耗已占全国工业总能耗的15%左右，而钢铁企业生产过程中的能源有效率仅为30%左右；全行业固体废弃物回收利用率在53%，水资源利用率在40%左右。

从1990年到2006年，中国钢产量增长了5.39倍，同时也带来了能耗的急剧增加和环境负荷的加重，节能减排工作就显得尤其重要。

三.钢铁工业节能减排的主要途径

1.降低铁钢比：生铁是高能耗产品，铁钢比高必然导致钢铁工业能耗上升。中国钢铁企业“十五”期间铁钢比从2000年的1.02下降到2006年的0.965，重点钢铁企业铁钢比从0.916下降到0.88。由于铁钢比的降低，使得钢铁工业的能源消耗也降低，此项可节约1000多万吨标准煤

2. 提高综合成材率：1995～2006年中国钢铁行业连铸比从46.5%提高到98.57%，轧钢综合成材率由86.76%提高到95.65%。

3.开发、应用先进节能技术

（1）干熄焦技术（CDQ）：钢铁企业焦化厂焦炭产量约7000万吨，干熄焦年发电量26亿kwh。

（2）高炉余压发电技术（TRT）：2006年1000m3以上高炉121座，全部配备TRT，年发电量约36亿kwh。

（3）煤气联合循环发电技术（CCPP）：2006年底，中国钢铁企业已建了近10套利用低热值煤气的联合循环发电装置CCPP，年回收煤气量3000亿m3，年发电量100亿kwh。

4. 加强能源管理

（1）能源管理中心以能源管理和能源转换为目标，确保生产用能的稳定供应；充分利用低价能源代替高价能源；集中管理与自动化操作，提高能源利用效率。

（2）1991年宝钢建立了能源管理中心，显示出巨大的优越性，鞍钢、武钢、首钢、攀钢、本钢、太钢等钢厂都已准备或正在建设能源中心。

四.冶金节能减排的技术措施

1.烧结过程节能减排。

（1） 降低固体燃料的消耗。固体燃料消耗在烧结工序能耗中占的比重最大，达75%～80%，降低工序能耗首先要考虑的是降低固体燃料的消耗。降低固体燃料消耗的措施包括控制燃料的粒度及粒度组成；燃料分次加入，改善固体燃料的燃烧条件；厚料层烧结；采用球团烧结或小球烧结工艺。

（2） 热风烧结。热风烧结就是在烧结机点火器后面，装上保温着火热风罩，往料层表面供给热废气或热空气来进行烧结的一种新工艺。热废气温度可高达600～800℃，也可使用200～250℃的低温热风烧结。热废气来源有煤气燃烧的热废气、烧结机尾部风箱或冷却机的热废气，也有用热风炉的预热空气。

（3） 降低电耗. 电耗在烧结工序能耗中是仅次于固体燃料的第二大能耗，约占13%～20%。降低电耗也是降低烧结工序能耗的重要措施。具体措施包括减少设备漏风率；采用变频调速、电容补偿；减少大功率设备空转时间等。

（4） 提高自动化控制装备水平. 自动化控制系统的功能是实现对烧结生产设备的连锁控制、过程控制、过程实时数据的采集与监视、过程与设备状态的监视与报警、过程趋势数据的采集与处理、报表打印、分析处理等。

2. 炼铁过程与节能减排.

（1） 干熄焦技术（CDQ）. 干熄焦技术是符合我国相关产业政策的一项提高焦炭质量、节约能源、改善环境的先进技术。干熄焦技术起源于20世纪初的瑞士，此后前苏联、日本、德国在干熄焦装置大型化、自动化及环境保护方面陆续做了改进。

（2） 精料（提高原燃料质量）. 提高入炉矿石的品味：入炉矿石品位每提高1%，炼铁焦比下降1.5%，生铁产量升高2.5%，吨铁渣量减少30kg，允许高炉增喷15kg/t煤粉。提高炼铁原燃料转鼓强度：酸性烧结矿（CaO/SiO2<1）碱度提高0.1，可降低炼铁焦比3%-3.5%。焦炭耐磨强度M40提高1%，高炉利用系数提高4%，燃料比下降5.0kgce/t；M10减少0.2%，高炉利用系数提高5%，燃料比下降7.0kgce/t。高碱度烧结矿具有强度高、还原性能好的优点。

（3） 提高煤比，降低高炉的入炉焦比和燃料比. 提高煤比：提高煤比可降低生铁成本，但提高喷煤量时应考虑自身的冶金条件，要做到提高喷煤量同时不降低置换比，使燃料比随喷煤量的增加有所降低。调整燃料结构：焦炭在炉内的料柱骨架作用无法取代，低的优质冶金焦比例是炼铁生产不断追求的目标之一。提高煤气利用率。

（4） 提高风温. 热风是高炉炼铁的廉价能源，热量主要是用低热值的高炉煤气换来的，占高炉总热量输入的17%～ 19%。一般送风温度在1000～1200℃之间时，风温每增加100 ℃可降低焦比2.8%。高风温是高炉降低燃料消耗的最有力措施，也是大喷煤的基础，同时也是降低生铁成本和减少环境污染的有效手段。可采取下列措施提高风温：改进热风炉结构；采用热风炉余热预热助燃空气；提高煤气热值；热风炉采用自动换炉、自动燃烧控制技术。

（5） 提高TRT（高炉炉顶煤气余压回收透平发电装置）回收效率.炼铁余能发电主要利用炼铁产生的高炉煤气的余能，既回收高炉煤气、减少煤气排放，又创造效益，是二次能源利用的最重要的技術之一。

五.冶金与工程管理的关系

现代社会的发展趋势是社会分工越来越明确，社会生产越来越精细，专业隔离越来越明显，隔行如隔山的情形越来越普遍；而另一方面，现代社会生产却越来越要求复合型的人才，即常说的T型人才。单纯的具有管理技能，或者是单纯的具有工程技术的人才，已经不能适应社会的发展。工程管理专业出来的同学，正是T型人才的典范，他们懂技术，又懂得管理，恰好适合社会所需。

冶金工程是研究从矿石等资源中提取金属及其化合物、并制成具有良好加工和使用性能材料的工程技术领域。其工程硕士学位授权单位培养从事冶金技术及其理论、冶炼过程及控制、冶炼工艺及装备设计、生产技术改进、冶炼成品性能改进和检测及冶金企业管理的高级工程技术人才

六.结束语

冶金是国民经济建设的基础，是国家实力和工业发展水平的标志，它为机械、能源、化工、交通、建筑、航空航天工业、国防军工等各行各业提供所需的材料产品。现代工业、农业、国防及科技的发展对冶金工业不断提出新的要求并推动着冶金工程学科和工程技术的发展，反过来，冶金工程的发展又不断为人类文明进步提供新的物质基础。

六.参考文献

1.薛正良， 钢铁冶金概论，冶金工业出版社 2008

2.黄希钴， 钢铁冶金原理（第三版） ， 冶金工业出版社， 2002

3.王筱留， 钢铁冶金学，冶金工业出版社，1991

4.沈时英 ， 冶金概论 ， 冶金工业出版社，1988