浅谈冶金节能

星冠华

摘要：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。

关键词：冶金的能源 節能措施

一、冶金的能源

1.气体燃料

冶金生产中的气体燃料主要是煤气。在各种煤气中，应用最广泛的是高炉煤气和焦炉煤气。冶金生产用煤气作燃料具有许多特点，例如，煤气与空气易混合，用较小的空气消耗系数，就可保证很好地燃烧；煤气可以预热，故可提高煤气的燃烧温度；燃烧过程容易控制，炉内温度、压力、气氛等都比较容易调节；输送方便，劳动强度小，燃烧时干净，有利于减轻体力劳动和改善生产环境，较易实现自动化；气体燃料中采用天然煤气、高炉煤气和焦炉煤气时，比较经济（因为前者是天然资源，后两者都是副产品）。

2.液体燃料

在冶金炉上常用的液体燃料，主要是石油加工过程剩下的直馏重油（或俗称常渣油），炼焦过程也产出大量的煤焦油，因此，重油才有可能作为优质入造液体燃料，用于冶金生产。液体燃料有如下的使用特点：可燃物多，灰分和水分少，发热量高；燃烧火焰的辐射能力强，燃烧温度高；燃烧操作方便，控制调节较容易。

3.固体燃料

冶金生产中常用的固体燃料主要有煤及经过加工后而得到的焦炭和粉煤。煤虽然具有储量多、分布广、来源容易、使用简单等优点，但由于其灰分和水分含量较多、可燃物含量较少、发热量较低、控制和调节燃烧过程困难、劳动条件较差等许多缺点，所以在冶金生产中使用得越来越少。而煤又是一种贵重的化工原料，在有条件的地方都要考虑煤的综合利用。目前常用的固体燃料有煤、焦炭和粉煤。

二、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。

（5）合理使用冶金废料。综合利用冶金废料不但可以减少资源浪费、降低成本，而且还可以降低能源消耗。具体措施包括烧结矿粉的使用；高炉灰、钢渣的使用；炼钢污泥的使用等。

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）提高炉顶压力。高压操作可显著提高产量、降低焦比、提高生铁质量。

（6）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术之一。

现代社会的发展趋势是社会分工越来越明确，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。

参考文献：

[1]沈时英.冶金概论.冶金工业出版社，1988.endprint