钢铁冶金流程节能实现及技术要点研究

高 放，程春灵，高晓东，方一宁

（辽宁冶金职业技术学院，辽宁 本溪 117000）

在钢铁冶金生产期间，会在炼铁过程、炼钢过程以及轧钢过程出现较为严重的能源浪费问题，针对上述过程出现的问题，实现生产流程能源节约，重点研究上述过程引发能源问题的原因，结合原因推行节能技术要点，并配合其它节能技术，从而获得良好的节能效果。

1 钢铁冶金节能实现的意义

在全球经济一体化背景下，各国对钢铁冶金的需求量持续增长，我国蕴含丰富的钢铁冶金材料，借助先进的科学技术，生产的钢铁冶金产品满足各个过程的生产需求，成为我国外贸出口的重要领域。在钢铁冶金生产过程中，会消耗较多的能源，其中煤炭能源消耗比重较大，煤炭能源在燃烧期间，尽管会产生较多的热量，满足生产需求，但是燃烧的产物中含有较多破坏生态环境的物质，不仅出现能源严重消耗的情况，还会对生态环境造成破坏。我国重工业领域已经认识到，降低能源消耗以及保护生态环境的重要性，在生产中应用节能技术，使生产环节体现出节能环保的特点，有效保护能源，实现生产与保护环境协调发展。

2 节能实现存在的问题

2.1 炼铁问题

常见炼铁问题主要为能源管理不系统、原料燃料把关不严、炼铁技术落后、节水措施缺乏等，如选择原料铁矿石品位低，含粉量高，就会让燃料燃烧消耗增大，造成能源浪费问题，如炉料与筛型、筛网匹配度不佳，就会让入炉含粉增多，影响炉料整体透气性。同时，应用科学技术会提升生产质量和效率，在生产中能源消耗也会不断增加，尤其是在烧结阶段，能源消耗较多，许多企业在烧结期间优化技术，尽管烧结技术已经获得良好的生产效果，但是在烧结中能源消耗较多的情况未能发生变化。企业应深入分析烧结技术，灵活应用创新技术，使烧结期间消耗的能源，包括固体能源和电力能源等，一方面提升上述能源的利用率，另一方面使用新型能源替代传统能源，解决烧结过程中出现的能源问题。

2.2 炼钢问题

转炉炼钢是钢铁冶金流程重要的工序，在转炉生产期间会消耗较多的能源，主要原因转炉炼钢使用的能源种类较多，不同种类的能源消耗量持续增加，一是蒸汽能源，二是电能，三是水能，四是气体，上述能源中电能和水能消耗量超过其它能源。此外炼钢环节能源利用率较低，许多能源未能得到充分的利用。在科学技术发展过程中，应用节能技术替代原有的生产技术，如余热回收技术，在生产中汽化冷却环节出现的蒸汽，回收蒸汽产生的热量，利用热量进行发电以及炼钢，整个过程能源利用率不断提升，并且减少能源的消耗。

2.3 轧钢问题

在轧钢期间出现能源消耗问题，是由于轧钢作为确定材料形状的关键时期，在生产中消耗的能源会不断增加。现阶段我国钢材型号和规格较为丰富，轧钢技术更新换代速度较快，不同的技术应用在生产中消耗的能源不同，但是总体能源消耗量不断增加。在轧钢期间出现的能耗问题，产生的热量未能有效的利用，并且整个生产过程的效率较低，进一步加剧轧钢期间出现的能源消耗问题。

3 节能实现的技术要点

3.1 炼铁节能技术

炼铁节能技术应用要点主要为：第一，严格把关原料燃料。炼铁厂应对原料、燃料质量进行检查，在源头杜绝质量不合格问题，保证引进焦炭具有均匀的力度、较少的含粉。与此同时，应保证筛型、筛网匹配炉料，以提高炉料透气性，保证煤气分布、利用合理性，让入炉焦比得到有效降低。第二，改进技术措施。为让入炉焦比得以降低，可以合理使用低硅冶炼技术，减少含硅量高的辅助料、矿石料使用量，保证铁水质量，提升渣铁性能。与此同时，可使用以煤代焦技术，在降低焦比的同时减少成本投入。第三，资源整合。可整合炼铁厂、烧结厂资源，对炼铁工艺进行优化改进，如并网处理高炉、烧结用空压气管路，在二烧结作业区对炼铁喷煤空压冷却水进行循环使用，就可以起到良好节能效果。第四，充分利用生产副产品。应对干法灰、瓦斯灰、高炉煤气等副产品进行充分利用，提升整体资源利用效率，为炼铁工艺创造收益，起到能源节约作用。第五，把握抢修、大修时机攻关节能问题。炼铁厂应积极利用抢修及大修时机，进行节能降耗技术改造活动，实践应用煤气、空气双余热技术。烟煤与无烟煤混合喷吹技术、陶瓷燃烧器技术等，节能焦碳用量、降低入炉焦比。第六，在炼铁环节中，炼铁厂可以向燃烧设备中合理加入助燃剂，并且保证助燃剂具有较高的质量，让设备中的染料充分燃烧。此外在炼铁期间加入熟料，提升熟料的比重，降低杂质的含量，即可使整个生产环节的能源消耗量减少。企业根据实际情况，配合使用干熄焦技术，在生产中会减少能源的使用，产生的燃烧物质中，污染物质含量较少。使用纯度较高的煤炭，代替焦的使用，煤炭进入到工业后，对煤炭进行深层次冶炼，可以提升煤炭的燃烧能力。

3.2 烧结节能技术

实现烧结环节节能，应优化烧结技术，配合使用节能技术，才能减少能源的消耗，具体步骤如下：第一，调整烧结设备。钢铁冶金生产中使用较多的设备，将原有的中小型设备，使用大型设备替换，使用大型设备会提升生产效率和质量，同时降低能源的消耗，有效实现节能环保。许多企业配合使用变频技术，变频技术会调整生产方式，使整体生产模式有利于提升能源的利用率，根据产品的特性充分发挥变频技术的优势，会获得良好的生产效果；第二，回收利用粉尘。钢铁冶金产品烧结期间，燃烧物质会产生较多的粉尘，粉尘主要是由碳物质组成。粉尘具有较高的回收利用价值，回收粉尘用于制作焦粉煤，焦粉煤中包含较多的混匀矿，采用小球烧结的方式，即可获得焦粉煤。将焦煤分重新投入到烧结设备中，实现粉尘的再次利用，在提升能源利用率的同时，烧结煤充分燃烧，减少污染物质的产生，获得良好的环保效果；第三，灵活使用催化助燃剂。在烧结过程中加入催化助燃剂，催化助燃剂是由固体燃料组成，投放到烧结环节，会使能源充分的燃烧，充分燃烧的能源，提升能源利用率，防止出现能源浪费的情况；第四，配合使用预热助燃空气法。预热助燃空气法，是替代传统的点火方式。传统的点火方式，会消耗较多的能源，使用预热助燃空气法，省去点火环节，首先进行烧结设备的预热处理，在烧结设备温度到达燃点后，向设备中加入能源，即可实现快速燃烧，整个过程消耗的能源较少；第五，节省电能的使用。烧结期间会消耗较多的电力能源，主要是抽风机运行中消耗的电能较多。通过控制抽风机的进风量，并做好抽风机的密封处理，会使抽风机持续产生较为充足的风量，风量满足烧结需求，即可减少抽风机的使用。

3.3 炼钢节能技术

炼钢期间消耗较多的能源，应用节能技术，主要调整两个方面的生产方式，一是转炉煤气回收，二是转炉煤气利用。在转炉煤气回收过程中，由于转炉生产期间会产生较多的热量，内部热量会与碳物质进行反应，在高温有氧的环境中，会使炉内生成较多的煤气。通过回收煤气，借助煤气燃烧产生的热量，即可实现能源的节能。许多企业应用煤气回收技术，会在转炉内配置净化设备，用于转炉运转期间产生的煤气，通过净化后即可快速燃烧。净化设备主要是提升煤气的纯度，使煤气达到相应的浓度，即可使煤气燃烧时更加安全稳定。在转炉煤气利用过程中，会向收集的煤气中加入冷却剂，然后将冷却的煤气输入至热压设备，处理的煤气重新进入到炉内，整个过程会节省水资源的使用，冷却剂代替水资源，有效提升炼钢环节的节能水平。

在转炉环节进行生产过程中，应注意在生产过程中出现的节能问题。转炉环节会产生较大的节能效益，在转炉时会消耗较多的氧气和电力能源。在氧气和电力能源消耗时，整个消耗量会超过其它能源总的消耗量，企业应做好以下几个方面的工作：第一，重视工作人员的操作技能以及综合素质的培养。炼钢环节需要使用专业的技术，工作人员应进行全面的技术指导以及综合素质培养，才能规范操作行为，并且帮助工作人员积累更多的经验，才能提升转炉生产的有效性。工作人员应严格按照流程进行操作，同时加强生产设备的检查，如氧枪压力的检查，使氧枪保持在较高的压力状态，使转炉生产中获得充足的氧气，提升转炉中燃料率，有效节省生产期间电能的消耗；第二，转炉生产中会消耗较多的电力能源，工作人员应提升设备操作的准确性，避免出现过度冶炼的情况。企业应制定完善的操作规范，将规范严格落实到操作环节，要求每名工作人员，应熟练掌握操作方法，在操作中实时控制电能，充分展示出工作人员的节能能力，减少在转炉环节出现的电能消耗情况。

现阶段，干熄焦冶炼技术较为成熟，已经广泛应用在钢铁冶金领域，在应用干熄焦冶炼技术过程中，将温度较高的焦炭进行降温处理，焦炭在冷却过程中，会产生大量的惰性气体，完成冷却后回收形成的红焦，然后将红焦放入到干熄焦设备中，产生的惰性气体经过回收、加工以及处理后，惰性气体用于发电。此外生成的红焦，可以重新投入到燃烧设备中，有效提升燃料的使用率，获得良好的节能效果。

3.4 轧钢节能技术

在轧钢环节实现节能，节能技术要点分为三项：第一，降低加热温度。轧钢过程中会产生较多的热量，将温度控制在恒定的状态，是增强产品质量的保障。在保证产品质量不发生变化的前提下，企业应降低轧钢环节的温度，减少热量的生成过程，有助于在加热环节减少能量的消耗；第二，使用蓄热加热炉替代传统的加热炉。许多企业广泛使用蓄热加热炉，在轧钢环节使用蓄热加热炉，主要是由于蓄热燃烧方法，在蓄热燃烧过程中会产生较多的煤气，通过回收和利用煤气，会提升能源的利用率，避免出现能源浪费的情况；第三，企业加强生产工艺的规范。轧钢期间由于材料发生变化，使用合适的生产工艺，会控制整个轧钢过程消耗的能源。规范生产工艺，企业应根据实际生产情况，结合材料使用合适的工艺，从而提升轧钢环节的能源利用率。

3.5 其它节能技术

企业应以可持续发展角度，配置具备环保能力的设备，代替传统的生产设备，在实现节能环保的同时，还能提升钢铁冶金的质量。企业应重视干熄焦技术的应用，干熄焦技术会使焦炭产生较多的惰性气体，实现电能和热能的再次回收和利用。在钢铁冶金流程中，在每个流程中加入催化助燃剂，一方面提升燃料充分燃烧能力，另一方面使每个生产环节的时间缩短，有效减少每个流程能源的消耗。在烧结环节重视质量管理，在烧结环节应用正确的技术，有效提升烧结过程的产品质量，使产品质量满足市场需求，从而创造更多的经济效益。

4 结语

综上所述，在钢铁冶金生产过程中，每个生产流程进行优化，通过优化进行生产设备、生产技术的调整，通过调整提升设备的节能能力，在生产中会获得良好的节能效果。企业应深入分析在各个生产环节产生的能源问题，实施科学合理的措施，提升能源的利用率，减少能源的消耗，并且降低生态环境污染，不仅促进企业可持续发展，还能提升企业的竞争能力。实现能源利用以及节能环保，符合我国发展战略，企业投入更多的精力和资金，用于研发创新的生产技术，避免产生的效益用于生态环境保护，实现良性循环发展，为钢铁冶金创造更大的发展空间。