钢铁工业节能实践及发展

杨冬云

摘要：较高的能源消耗是约制钢铁企业持续发展的最重要因素之一。通过对钢铁生产节能技术现状进行分析，为行业提供可利用的实践经验；对利用新能源、新方法的展望，为钢铁工业能源使用描绘可持续的发展蓝图。

关键词：钢铁工业；节能技术；新能源

国家经济的飞速发展，钢铁需求也呈稳定增长态势，也推动了钢铁工业的发展。钢铁工业是能源集约性行业，生产过程中消耗大量的能源，在当前能源资源日益紧缺的形势下，节能降耗成为全社会关注的焦点，也是钢铁企业自身降本增效、实现可持续发展的重要手段。因此，只有把节约能源放在首要位置，才能为企业、为社会创造出更多价值。

一、节能技术现状

（一）烧结余热回收

烧结工序能耗大约为45kgce/t左右，烧结生产过程中消耗大量的能源，但有效利用的不足50%，大量的能源以热烟气形式排出，所以在烧结工序的节能工作中，重点是余热资源的回收利用。现在大型的钢铁联合企业均建有烧结环冷余热回收及发电装置，将环冷机的热烟气送到余热锅炉，产生过热蒸汽进行发电，发电量能够达到15kwh/t以上；先进的企业将烧结大小烟道的热烟气进行回收，并入环冷余热发电系统中，提高发电量。

（二）炼铁节能

炼铁工序能耗大约在400kgce/t左右，高炉炼铁主要的能耗是燃料，目前高炉日益大型化，燃料比控制在500kg/t左右，所以保证高炉稳定顺行，降低燃料比是炼铁工序节能的基础。其次，动力能源作为炼铁生产的保障，也应该打破传统的理念，打破保供应思维，利用先进节能技术，提高能源利用效率，降低动力能源消耗。另外，加强余热余能的回收利用，建设TRT，利用炉顶余压进行发电，利用好的可达到45kwh/t；利用热风烟气预热空气、煤气，提高热风炉的燃烧效率，降低过程煤气消耗。

（三）减少焦化蒸汽使用

传统的钢铁联合企业均配套建有焦炉，焦化工序的工序能耗在100kgce/t左右。焦化生产传统节能措施有：控制合理的热工参数，提高焦炉的热效率：加强焦炉及煤气回收系统的密封性，增加焦炉煤气回收量；建设干熄焦及配套的发电装置，充分利用红焦显热，回收利用余热资源；利用焦炉上升管烟气余热，并入干熄焦系统，增加蒸汽产量，提高发电量。另外，焦化传统的化产回收过程中，采用蒸汽加热，蒸汽的过度使用，不仅热效率低，而且增加了污水量。所以，在化产回收中，尽可能的利用热油换热、电加热等先进的工艺，减少蒸汽消耗，实现节能环保的要求，为后续水处理减轻压力。

（四）负能炼铁

在转炉炼钢生产中，先进的企业均实现了负能炼钢。实现负能炼钢的关键是余热余能的回收利用，转炉煤气和汽化烟道冷却蒸汽的回收是转炉炼钢节能工作的重点。通过降罩操作、负压控制等工艺控制手段，实现转炉煤气的最大限度回收利用，为工业炉窑提供相对高热值的燃料，目前先进的钢铁联合企业转炉煤气回收达到了130m3/t以上。其次，转炉汽化冷却烟道产生饱和蒸汽，视装备水平不同，大型的转炉可实现回收20Mpa以上的蒸汽80kg/t，可利用该饱和蒸汽进行发电。另外，在转炉炼铁过程中，消耗的能源主要是水、电和氧气，优化水资源配置，实现分质供水，这是炼钢生产降低水耗的重要手段；优化转炉的生产节奏，多个转炉吹炼时间均匀有序，这是保证氧压稳定，减少氧气放散的重要方式。

（五）轧钢节能

轧钢工序是钢铁生产流程中的最后工序，也是实现效益的增长点的关键工序。加热炉是轧钢生产的主要能源消耗环节，现代钢铁联合企业的轧钢加热炉均实现了利用企业自产的煤气作为燃料，不再使用煤或天燃气。随着蓄热式加热技术的推广应用，低热值的高炉煤气成为加热炉的重要燃料，充分利用了钢铁生产过程的二次能源。加热炉的汽化冷却蒸汽的回收利用，也是现代钢铁企业节能的重要技术手段，主要利用途径有三个：一是并入企业低压蒸汽网，用于企业生产生活用汽；二是并入炼钢饱和蒸汽发电系统，作为补汽，增加发电量；三是建小型发电机组，就地利用发电，这种情况一般离主厂区较远，输送热损失大，建一套小型螺杆发电机组，充分利用该部分余热资源。

二、节能展望

（一）优化原燃料结构

从目前钢铁冶金生产过程中的能源消费结构分析，铁前系统成为能源消耗的主要环节，这一环节所消耗的能源在总能源消耗占比超过了70%。为了有效实现生产流程控制目标，必须打破传统的节能观念，对整个生产过程进行系统性优化，有效提高生产结构的科学性与合理性。入烧入炉资源优化，是贯彻“源头减量”的节能理念的重要手段。从入烧入炉原料成分和配比入手实施清洁生产，提高原燃料品质，实现精料入烧入炉。为了更好地实现这一目标，不仅仅是企业节能部门独立的工作，而是企业采购、生产、技术、节能等部门联动，统一思想，明确目标，协调配合，确保进料结构能够达到精料标准。例如提高外粉比例、提高精粉品位、提高喷吹煤热值、降低钢铁辅料的添加量等措施，降低无用的能源消耗；另外在二次能源利用方面，提高煤气品质，减少废气的掺入量，提高炉窑的燃烧效率，从而降低能源消耗。

（二）发展清洁能源

目前钢铁企业的能源消费主要是化石能源，化石能源的使用过程中产生CO2、SO2等，给全球环境造成了极大压力。而且化石能源作为一种不可再生资源，储量持续下降，随着环保压力的不断提高，钢铁冶金行业亟需采取新的替代能源开展生产活动，逐渐减少化石能源消耗，最终实现清洁能源的全面应用。目前，先进的钢铁企业承担起社会废物的消纳功能，利用工业垃圾与废物燃烧提供部分生产动力，既解决了工业垃圾的处理，又为企业提供部分能源，这是钢铁企业生存发展的一个重要招牌。另外，有条件的企业，可研究风能、太阳能、潮汐能等清洁能源的利用，这是钢铁企业实现可持续发展的研究发展方向。新能源应用于钢铁冶金生产能够大大降低化石能源的使用数量，从源头减少能源消耗，同时减少有害气体排放，从根本上实现节能环保要求，为钢铁冶金行业的清洁生产模式推广应用创造良好条件。

三、结语

总而言之，随着钢铁冶金技术的不断完善与发展，整个钢铁制造行业也迎来了更为广阔的發展空间，要想使其具备持续性的发展潜力，必须强化能源节约意识，摆脱传统钢铁冶金的制约性，开发出更为节能化的冶金技术，在提升冶金质量的同时，提高企业的生产效益，促进我国工业制造水平的进一步提升。