钢铁冶金系统节能技术分析

晏轻 国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心

在经济社会发展过程中，钢铁使用量占比是社会发展程度的重要衡量，钢铁冶金行业的作用不言而喻。钢铁冶金行业占比较高，一方面是目前存在众多生产厂家，另一方面是各生产企业的生产工艺存在差别。如何对能源消耗增加的工序进行节能减排，达成国家低碳节能的目标，需要钢铁冶金企业大量实践和分析。

一、钢铁冶金企业节能意义

钢铁冶金行业本身就是一个高污染、高能耗的行业，这些行业在国家日益提高的环保政策下，越来越需要进行生产工艺创新、优化工艺方案，提高能源利用效率，降低污染物生成和排放。同时由于这个行业也是一个日益竞争激烈的行业，需要在保障质量的情况下不断提高生产效率，降低企业制造成本。而行业的节能减排正是可以达成这一目标的方法之一。因此为了保证企业在行业内的竞争力，同时健康有序发展，钢铁冶金企业需要持续走节能的可持续发展道路[1]。

二、工艺中能耗因素

（一）燃料配比

钢铁生产工艺中每个过程都会带来一定量的能源消耗，而不同过程的能源消耗则明显不同。例如，在钢铁冶炼过程中，焦炭比，煤炭比，煤气和高炉鼓风能耗分别占总能耗的50%，20%，10%和5%。

（二）高炉煤气影响

煤炭在焦化过程中，高炉煤气的应用比例非常高，占比超过10%[2]。在实际生产中，高炉煤气的消耗量与炼焦时间的长短有关。通常，焦化时间越短，高炉煤气消耗越少，但是焦炉设备的不利影响越严重。烟道气中有一定量的余热。回收余热也将影响总收入。可以看出，在焦化过程中焦化时间必须进行优化，进而降低高炉煤气的应用，达到降低能耗的目的。

（三）余热利用技术应用

科技发展也快速推动了钢铁冶金行业节能减排的进步，通过采用余热利用技术，大中型企业能源利用率提高，大大降低了单位钢铁生产的综合能耗。但仍然存在着中低温废热的利用效果不好，基本都直接排入大气，约50%的余热没有得到充分利用。

三、钢铁冶金未来节能方向

（一）优化燃料比

第一，加强燃料质量控制，通过自动化监测手段结合人工巡检，可以保证燃料符合要求。为了实现燃料充分燃烧，必须进行燃料比例优化，控制燃料箱的形状，严格控制筛选过程，降低粉末的产生。

第二，应该适当的提高进风温度，当风温较高时，燃料燃烧效率可以提高。但是也不能过分提高风温，风温过高会危及系统安全，应将风温控制在1300度以下[3]。

第三，应该增加富氧率。通过提高富氧率，可以降低燃料比，达到节能目的。

最后，增加顶部气体压力。气体压力增加可以保障气体流动性，使得粉末量减少，气流更加稳定，降低燃料损失。

（二）降低煤气消耗

煤气消耗与焦化时间有关，为了降低煤气消耗，需要控制优化焦化时间。为了优化焦化时间，需要调整煤的水分，或者调整热处理过程。一般以调整过量空气系数为首选，过量空气系数一般选取1.1-1.3为宜。

（三）加强余热利用

应对余热利用更加重视，这项技术不仅能提高能源利用效率，还能减低热量排放，减少水污染，同时还能降低企业运行成本[4]。

四、节能技术应用实践

（一）烧结过程余热技术应用

在烧结过程中，通过优化烧结机上的冷却器设计，使得系统漏风量降低为零，保障气体固体充分接触，使得余热利用效率提高30%以上。

（二）低温余热供热

钢铁生产过程会通过能源来提供驱动力，同时产生大量低温余热，这部分低温余热要通过能源梯级利用的手段加以利用，可以将低温热源用作民用供热资源。

（三）热效率提升技术

结合已有炉型结构、用途，合理选择和调整燃烧设备，也是一种提高热效率的手段，可以达到节能的母的。比如，可以通过采用高温空气蓄热燃烧技术替代传统加热炉，进而达到节能率提高40%以上。

（四）电机节能

在钢轧制过程中，会采用大量的电机设备，注入风机、水泵等。为了节约能源，可以采用变频模式，避免能源过度浪费，产生较大的瞬时电量，这样可以减少电路损耗，节能率可以提高20%以上。

五、结论

钢铁冶金行业具有能源利用量大，污染物排放多的特点，在新的节能环保政策下，需要进行充分的技术创新和改革，以达到可持续发展的目标。其中燃料比例、高炉煤气焦化、余热利用技术等是钢铁冶金行业节能效率的重要影响因素，结合这些因素的改进，如优化燃料比例、减少焦化时间、采用新型余热技术等，可以有效提高行业能源利用效率，节约成本，优化产业结构。