钢铁冶金清洁生产新工艺探索

摘 要：随着社会经济的快速发展，人们生活水平不断提高，各种社会基础建设不断完善，在给人们带来现代文明的同时也对地球造成了严重的破坏。钢铁冶金属于高能耗、高污染行业，推行清洁生产是保护环境、实现可持续发展的必然。本文主要对钢铁冶金清洁生产的几种新工艺进行探索，为钢铁业的可持续发展提出建议。

关键词：钢铁冶金；清洁生产；工艺探索

1 能源结构调整

高能耗、高密度是钢铁冶金企业的主要生产特点之一，推行清洁生产，就必须对企业能源结构进行调整。可通过以下两个方面实现：

1.1 调整比例结构

在钢铁冶金生产过程中，铁前系统成本和能耗占总成本及能耗的70%，因此，要想实现清洁生产，就必须控制和调整这一阶段的资源以及能耗的比例。调整炼铁炉料的结构。首先要落实精料方针，不断优化炉料结构，确保进入高炉的炉料达到各种高标准的要求。提高高炉熟料的比例，确保进入高炉的炉料到达精料的要求，不断改善炉料结构，为清洁生产奠定物质基础。当然，实现这一目标需要多个企业相互配合，富氧高煤量喷吹技术是上世纪中期提出了一项全新的钢铁冶金技术，能够有效的节约能耗、改善能源结构以及比例，对于今天的钢铁冶金也仍有深远的影响。宝钢是我国目前富氧高煤量喷吹技术比较先进的企业，喷吹煤量超过200kg/t。

1.2 能源代替

随着世界能源的逐步枯竭、环境污染的不断加剧以及人们环保意识的增加，促使了人们必须为钢铁冶金业寻找奇特不同形式的能源，用这些能源或者废旧物替代钢铁冶金业生产过程中所消耗的石油、煤等不可再生能源，这是一种可以满足各方面需要的创造性思维。找到替代能源意义重大，不但可以为企业节约大量的成本。也能进一步促进社会的平衡发展，还能对废弃物进行再次利用，减少浪费，保护环境。一方面可以从源头减少或消灭二氧化碳的污染；另一方面对废弃物再次利用，减少污染。这样不但可以节约大量的石油、煤的不可再生资源，为全人类的可持续发展奠定基础。

2 工艺优化及革新

从传统的钢铁冶金生产过程来看，工序多、历时长、能源损失及产生的废弃物比较多，这也是钢铁冶金高能耗、高污染的主要原因。据有关部门统计，传统钢铁冶金生产中，损耗的能源占总能耗的39%，但经过技术分析可以回收利用的能源仅仅为10%，因此，各个国家都投入了大量的人力物力进行科研攻坚，力图找到一种更加科学、更加合理的钢铁生产工艺，改变钢铁行业目前高能耗、高污染的面貌。上个世纪末期，世界钢铁工业出现了多个先进的工艺流程和新技术。

2.1 SC-EAF-CC-CR流程

据有关部门统计，目前世界废钢量在逐年上升，加之钢铁有良好的再生性以及世界能源日益减少的事实，使得废钢利用成为未来钢铁业发展的趋势。在这种社会背景下，世界各地出现了多个以废钢为主要原料的电炉炼钢流程，并且仍在不断增加，甚至逐步取代了以铁矿石为原料的电路炼钢流程，其中较为先进合理的是SC-EAF-CC-CR流程。SC-EAF-CC-CR流程也被称为四合一，由电弧炉炼钢、精炼和相应的轧制设备组成，比传统的炼铁流程更加经济，更加环保。但是由于废钢种类多、成分复杂，因此，SC-EAF-CC-CR流程也存在了一些不足。

2.2 SR/DR-UHP-CC-CR流程

SR/DR-UHP-CC-CR流程是上个世纪九十年代发展起来的，比SC-EAF-CC-CR流程更加经济灵活、更加紧凑环保。SR/DR-UHP-CC-CR流程融合了多项先进的钢铁冶炼技术，比如直接和熔融还原技术、连铸连轧技术等，使其更加科学合理。首先。熔融和直接还原可以大大的减少生产工序，降低钢铁企业的基建成本和生产成本，更加有利于环保，是未来钢铁生产发展的方向；其次，连铸连轧技术可以提升金属收得率，提高生产效率，减少能源损耗。这种技术在出现之后到得了世界各国的认可，并投入使用，取得了显著的成绩。目前，我国应用此技术的有珠江钢厂、邯钢及包钢。

3 废弃物的利用

钢铁工业在生产过程中，会产生大量的废弃物以及污染物，比如煤气、粉尘和炉渣，而且这些废弃物中绝大多数具有较多的显热，占总能耗的35%左右，有部分生产环节还会留下大量的余压能源。因此，有效的利用各个环节产生的废弃物对于节约能源、降低污染、清洁生产有着重要的意义。

3.1 TRT技术

TRT技术是将炉顶排放出来的高炉煤气所含有的压力能和热能转化为机械能，并促使发电机组发电的能源回收装置。TRT在工作时不需要任何燃料及能源供给，却可以为高炉鼓风机提供将近30%的能量，而且可以有效的净化煤气、减少噪音、改善炉顶压力控制的品质。目前，我国宝钢在这方面比较成熟。

3.2 干熄焦技术

干熄焦技术就是将惰性气体通过循环风机鼓入干熄炉内，与高温红焦换热。一方面，可以将高温焦炭冷却，另一方面惰性气体可以吸收大量的热量，并将热量传递给锅炉产生蒸汽，最终惰性气体被冷却，并经过鼓风机再次进入干熄炉循环使用。通过干熄焦技术，每吨红焦可以回收的显热可以产生将近0.45t的中压蒸汽，而且可以减少用水量，改善环境，减少有害气体的危害等。目前，我国宝钢已经采用了此技术，并取得良好的效果。

4 结语

二十一世紀，钢铁冶金行业必将延续清洁生产的发展模式，新工艺、新技术的不断开发利用必将使钢铁冶金工艺流程更加科学、合理、经济、环保。总之，未来的钢铁冶金必将向低能耗、更环保方向发展。

参考文献：

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[2] 刘巧云， 张风仪.重点抓好铁前系统节能，带动企业实现清洁生产[J] .中国冶金，2014，5（sum54）：21-24.

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作者简介：管红梅（1972-），女，内蒙古包头人，研究方向：钢铁冶金。