钢铁工业节能技术进展及应用

唐勇

摘要：钢铁行业对我国经济的快速增长起到了积极的促进作用。然而，钢铁行业作为高耗能的行业，它的快速发展带来了诸 多社会问题，尤其造成了日益严重的污染问题。党的十八大以来，建设生态文明已经成为我国研究的关键课题之一，节能减 排在全球逐渐掀起了热潮，因此，通过各种节能技术降低钢铁冶炼的能耗是整个钢铁行业的首要任务。需要切实落实好钢铁 行业的节能减排工作，促进环境友好与能源循环利用。

关键词：钢铁工业；节能技术；应用

中图分类号：F426.31 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）06-0148-01

引言

目前全球资源、能源紧缺严重，要实现可持续发展，必须通过

节能降耗，循环发展的模式实现资源的充分利用和合理配置。国内 钢铁行业的循环经济模式已经走入正轨，节能降耗也初见端倪，很 多指标达到或超过了世界同行业水平。同时，也应该看到我们的大 部分能耗指标与国际冶金行业水平还有距离。因此我们仍然还有很 多方面有潜可挖，所以我们一定要在节能降耗上实现重大突破。

1 节能建设中存在的问题

作为资源大国，在钢铁生产过程中，只注重商品生产的技术和

过程，很少去关心能源的的消耗以及资源的利用率，造成高成本、 低产量、高污染的状况。钢铁生产技术和资源使用技术较落后。目 前中国虽然产粗钢量稳居世界第一，但是我国的生产技术较为落后，

导致原料和能源的利用率较低，因此我国需要加强对生产技术的优 化，降低生产消耗。钢铁生产流程中热回收率低。目前发达国家钢 铁工业对余热能源的回收率高达 90%，但中国较为有代表性的钢铁 制造商仅为 25.8%。同时我国对热能回收的研究相对落后，能源转 化关键技术和生产设备不完善是余热回收率低的根本原因。

2 节能技术在钢铁冶炼中的应用探究

2.1 转炉冶炼纯净钢技术

转炉纯净钢技术是在提高钢的纯净度同时控制钢中的其他非金 属的杂物的数量和形态。现阶段，随着技术的发展，转炉炼钢技术 指标不断提高，其中 N 值要求不高于 20ppm，S 的数值要求不高于 0.01%。该技术通过建立科学的模型，采用先进的监测仪器，对炼钢 炉的熔池进行充分搅拌，从而能够科学合理的控制炉内温度和钢水 的组成成分，减少炼钢过程中不必要的消耗，降低吹炉次数，从而 达到节能减排的目的。

2.2 废钢预热型电弧炉技术

电弧炉在冶炼过程中不可避免地产生大量的热能和化学能。经

研究发现，随着炼钢炉内氧化作用的不断进行，废气所带走的热量 也随之增加。钢铁冶炼中废气所带走的热量占总能耗的比例很大， 如果能够降低或者回收废气所带走的热量，将能够大大的提高钢铁 冶炼的节能水平。废钢预热型电弧炉技术的本质就是采用冶炼废气 对废旧钢材原料进行预热，从而降低能量的损耗。经科学统计发现， 冶炼废气每使废旧钢材原料的温度上升 50 摄氏度，则能够减少 10kWh/t 的能量损耗，由此可见采用该技术能够有效的降低钢铁冶 炼的能量损耗，该技术现已成为钢铁冶炼节能的重要技术措施。

2.3 回收发电技术

钢铁冶炼系统的节能方面，专门安装了回收装置，如：高炉煤

气余压透明发电装置，把高炉炉顶煤气产生的压力，转化成电能， 此类回收发电的方法，一方面表明了节能作用，另外一方面降低了 冶炼过程中的环境污染，还可以在高炉运行的过程中，稳定炉顶的 实际压力。为了提高回收发电的效率，钢铁冶炼系统在高炉煤气余 压透明发电装置中，增设了干法除尘装备，强化回收发电。

2.4 SCOPE21 炼焦技术

SCOPE21 炼焦技术能够有效的提高钢铁冶炼的生产效率，提高

煤炭资源利用率，该技术是一项逐渐被推广应用的环境友好型节能 减排技术。该技术的实现过程是先在焦炉装料前对炼焦原料煤进行 快速加热预处理，这样能够有效的提高焦炭质量，并且能够大大的 降低炼焦生产时间。与传统的炼焦技术相比较 SCOPE21 炼焦技术具 有如下优点：该炼焦技术能够明显提高低品位煤在原料煤中的比例，

配比能够增加到 40%左右，有效的降低强黏结性煤的需求量，从而 提高煤炭的综合利用；该技术会对原料进行预处理，因此能够有效 缩短生产时间，提高炼焦生产效率，同时也能够减少干馏炉的使用 数量，从而降低设备购买及维护费用；采用该技术能够有效降低各 种气体的排放，每年氮氧化合物及粉尘的排放量能够降低30%左右，二氧化碳的排放量每年降低50 万吨左右，在节能的同时能够有效保 护了生态环境。

2.5 煤调湿技术

煤调湿技术能够通过加热装炉煤以达到降低其水分含量，其属

于煤的预处理技术。该技术的核心是无论原料中含有的水分是多少， 但炉煤的水分的变化范围必须在4.5%至5.5%之间。该技术能够显著 提高焦炉的生产能力，能够极大的实现节能。该技术能够有效降低 炉煤的水分，将其控制在合理的区间，从而节省炼焦时需要消耗的 能量，实现节能目的，并且利用该技术能够提高焦炉生产的稳定性。

3 节能技术在轧钢生产中的应用探究

3.1 电机节能技术

在轧钢生产中，轧机、风机、水泵等的运行会消耗大量的电能。 运用节能技术对这些设备进行处理能够避免轧钢中的电能浪费，对 于实现轧钢节能具有重要的意义。电能的节能技术主要是对电机进 行优化设计，避免在轧钢生产中存在“大马拉小车”的情况。轧钢 设备的运行主要采用的变频调速技术，通过节能技术可以把这个过 程中的电能消耗降低20%-40%。

3.2 降低钢坯温度钢坯的温度

对于轧钢工序中的能源消耗有直接的影响，为了节省热电能和

钢材氧化的消耗，企业在轧钢中可以适当的降低钢坯的温度。但是 企业在降低钢坯的温度上不能随意而为，要根据钢坯出炉时的加热 温度、断面温差等控制钢坯的温度。其中，钢坯的出炉温度和断面 的温差是各个阶段实际参数相耦合的结果。在轧钢的过程中，不同 阶段的耦合结果是不相同的，在降低钢坯温度的时候，企业可以参 考耦合记录，把加热温度降低到 35℃左右。此外，在轧钢工序中，

如果热轧钢坯超过 300℃，企业一定要降低加热温度，减少加热时 间。

3.3 蓄热式燃烧技术

加热炉是轧钢生产系统中重要组成部分。研究结果显示，如果

對加热炉采用蓄热燃烧的方式，能够有效降低能源消耗，降低值可 达 20%左右。蓄热式燃烧技术的核心作用就是循环利用加热炉内剩 余的烟气热量，有效提高了燃料的使用率，降低了能耗，又减少了 废气的排放，有效维持了生态系统的平衡。从企业经营角度来看， 蓄热燃烧技术降低了生产成本，提高了企业的经济效益。因其以上 诸多优点，蓄热式燃烧技术得到了社会各界的广泛认可，并且在轧 钢生产过程中迅速普及应用。

3.4 低温轧制与轧制工艺润滑技术

低温轧制技术是轧钢节能技术研究的重要突破点之一。低温轧

制所需工作温度较低，可以有效减少燃料的消耗，但同时材料的变 形抗力和轧制功率也随之增大。经过大量生产实践证明，低温轧制 在降低燃料消耗与氧化铁量上带来的经济效益，完全可以抵消甚至 超过因低温轧制而不得不提高轧制功率所增加的成本投入。工艺润 滑技术能降低轧机在轧制时的能耗，实验表明热轧工艺的润滑技术 能够有效降低轧制动力的消耗，约为 8%左右。

结束语

有效的更新技术，从而达到大幅度节约能耗的目的促使企业积

极响应十二五规划的号召。所有钢铁工业现存的问题都需要企业通 过技术与管理的改革来消灭。近些年来，我国的钢铁行业通过自己 的努力以及国家的支持，已经在技术的革新上取得了很大程度的进 步，但面对钢铁生产技术的飞速发展，企业还需要进行不断的技术 创新来促进钢铁产业的发展。

参考文献

[1]我国钢铁业开始重点推广节能技术[J].中国资源综合利

用.2005（09）