大型钢铁企业炼铁工序节能减排工作实践

魏金梅，赵 磊

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山 063210）

1 企业概况

某大型钢铁企业是“十一五”期间城市钢铁企业搬迁结合区域产业调整的重点钢铁厂建设项目，设计年产铁898 万t。笔者提到的炼铁工序主要包括烧结、球团和高炉生产。炼铁工序主要生产设施：500 m2带式烧结机2 台，504 m2带式焙烧机1台，5500 m3高炉2座。

该企业对于改善城市环境、促进全国钢铁工业布局调整等具有十分重要意义。把环保视为企业生存发展的命脉，走绿色低碳、循环发展之路，以减量化、再利用、资源化为原则，以低消耗、低排放、高效率为特征，对生产过程中的余热、余压、余气、废水和固体废弃物充分循环利用，是一个环境友好、服务社会、资源节约的钢铁厂。

2 节能减排工作实践

炼铁工序在整个钢铁生产流程中不仅是耗能大户更是污染物排放大户，炼铁工序减排对改善钢铁企业及周边环境非常关键。该钢铁企业在环保减排方面做了一系列工作，包括采用清洁运输、选用大型高效设备、高炉炉料结构控制、烟气综合治理、除尘灰密闭运输等。

2.1 运输方式清洁化

该企业临海靠港，钢铁厂临海优势明显，深水港可满足25万吨级以上大型船舶进出，铁矿石全部通过海运到达港口，然后通过封闭皮带通廊运至封闭料场储存；喷吹煤全部通过火车运输至厂内，通过翻车机、封闭皮带通廊运至封闭料场。矿粉、煤等原燃料全部采取封闭通廊密闭输送，皮带机头、机尾等处设置密封罩并配备除尘设施。焦炭通过封闭皮带送至高炉；高炉-转炉界面之间采用自主集成的“一罐到底”技术，原料和产品实现清洁运输。

2.2 生产设备节能减排

2.2.1 大型高炉生产利于节能降耗

该企业建设5500 m3高炉2 座。大型高炉在生产过程中节能优势明显。据资料显示，5000 m3相比2000 m3高炉，燃料比、焦比、工序能耗分别降低3%、9.7%和2.6%[1]。

2.2.2 大型烧结生产利于节能降耗[2]

大型烧结机在节能降耗方面，即固体燃料消耗和工序能耗上具有明显优势。烧结机大型化是新世纪烧结技术发展主流，适应资源高效使用和节能减排的可持续发展模式。该企业建设了2台550 m2大型烧结机，与国内烧结机面积不足400 m2钢铁企业和韩国浦项光阳厂比较见表1。

表1 烧结机生产指标对比

从表1 可以看出：该企业550 m2大型烧结机产能大、能耗低，充分展现了大型烧结节能降耗的优势。

2.2.3 带式焙烧机利于节能减排

球团生产工艺主要有三种：竖炉球团、链篦机回转窑球团和带式焙烧机球团。竖炉生产能耗高，产品质量不稳定，污染源多，难治理；链蓖机回转窑球团能耗低，污染源少，质量稳定均匀，是我国球团矿生产的主流工艺；带式焙烧机球团能耗低，相对链蓖机回转窑球团污染源更少，产品质量稳定，是生产球团的技术发展方向[3]。

该大型钢铁厂建设一套504 m2带式焙烧机，设备本身具有低能耗、低污染的特点。

2.3 大比例球团节能减排

在钢铁冶炼中，高炉炼铁炉料是由烧结矿、球团矿和块矿组成，各高炉要根据不同的生产条件，制定适宜的炉料结构决定各种炉料的配比。在炼铁的炉料结构中，球团矿在能耗、污染物排放方面相比于烧结矿有明显优势，高比例球团矿冶炼将是未来高炉炼铁行业的发展趋势。2017 年中钢协会员单位高炉的炉料中平均有13%左右的球团矿，78%烧结矿，9%块矿[3]。

该企业高炉入炉球团矿比例可达55%，充分发挥了球团比烧结利于减排的优势。公司球团工序能耗为烧结工序的40%；吨矿污染物排放量不足烧结工序的80%。高炉采用大比例球团炼铁工艺，在节能降耗、环保排放方面具有重要意义。

2.4 高炉煤气干法除尘利于节能减排

高炉煤气净化采用全干法布袋除尘方式。高炉煤气经高效旋风除尘系统、低压脉冲布袋除尘器过滤后，煤气含尘量达到2～3.5 mg/m3。煤气干法除尘技术与湿法相比，日节水4000 t、节电3.6 万kW·h，TRT 发电提高30%。吨铁节能5.37 kg标煤，年减排CO 215.17万吨。

2.5 除尘灰密闭运输

所有除尘装置均设置密闭灰仓并及时卸灰，采用真空罐车运输至密封筒仓，作为烧结原料配加，实现除尘灰不落地，避免了扬尘污染。

2.6 废气综合治理

公司所有生产设施均按“三同时”要求配套建设了齐全的环保设施。在环保指标控制上，公司高标准严要求。在建厂之初便提出了粉尘排放小于20 mg/m3的企业控制标准，远低于当时国家100～120 mg/m3的标准要求。建厂以来，又相继实施了球团活性焦脱硫脱硝、除尘布袋提标改造、露天料场封闭、烧结脱硫脱硝等重点环保治理工程。各污染源排放指标稳定达标，污染源颗粒物、烧结二氧化硫和氮氧化物等指标实现了超低排放。

图1 2019年6月1#烧结机头颗粒物排放浓度曲线图

图2 2019年6月1#烧结机头二氧化硫排放浓度曲线图

2.7 高炉水渣综合利用

建设4×60 万吨/年的矿渣细磨水泥生产线，将高炉水渣进行超细磨加工后，作为水泥原料使用，实现固废资源综合利用。

3 结语及建议

图3 2019年6月1#烧结机头氮氧化物排放浓度曲线图

大型钢铁联合企业生产过程中，炼铁工序（含烧结、球团、高炉）能耗占整个生产流程比例达到70%以上，污染物产生量占比达90%以上，因此实施炼铁工序节能减排对于钢铁联合企业来讲具有重要意义。

作为21世纪新一代的钢铁企业，该大型钢铁企业始终践行绿色发展理念，高起点高标准建设齐全的环保设施。项目投产后，以改善环境质量为核心，企业在推进节能减排方面做出了一系列工作，是循环经济和科学发展观的具体体现，对于其他企业具有一定的参考和借鉴意义。鉴于此，建议相关部门在今后钢铁行业差异化管理过程中，细化管理模式，在错峰生产、重污染天气预警、空气质量保障等过程中，向能耗低、污染排放少、产品质量水平高的企业加大倾斜力度，以进一步激励钢铁企业朝着绿色高质量方向发展。