钢铁冶金环保与节能技术探究

李 楚

（北京中冶设备研究设计总院有限公司，北京 100029）

根据调查得知，我国钢铁产量每年都在持续增加，我国钢铁产量多年来位居世界首位，2020年，在疫情等特殊因素的影响下，我国粗钢产量首次突破了10亿吨级大关。我国钢铁的生产过程以及生产技术特点，在经济不断发展的过程中主要污染源也来源于冶炼工业。因此在生产钢铁的过程中所产生的废弃物只是通过简单的粗处理就直接被排放，这正是给我国环境保护构成威胁的主要因素。我国进入21世纪后，人们对环境提高了重视程度，对我国工业节能减排的问题给予广泛的关注，逐渐演变成人们关注的重点内容，这类问题现在已经对我国社会经济健康稳定发展造成了一定的阻碍。因此如何从技术方面出发，整体提高我国钢铁冶金行业的生产能力，能否实现绿色生产直接关系到社会经济是否能够可持续发展，还关乎到我国国民的身心健康状态，因此对钢铁冶金行业的绿色生产进行了探究，对于建设资源节约型、环境友好型的社会具有非常重要的意义。

1 钢铁冶金企业环保节能的意义

钢铁冶金行业本身就是一个会产生较高污染和能耗的行业。由于我国陆续颁布了各项环境保护和节能减排的相关政策，我国工业生产行业就越来越需要对自身的生产工艺进行改革创新，将工艺设计的方案进行优化升级，有效提高能源的二次利用率，有效减少污染物的产生，进而有效减少了污染物的排放力度。与此同时钢铁冶金行业还是一个具有较大竞争力的行业，需要在生产质量得到保证的情况下将生产效率进行提高，有效降低企业生产制造成本。然而钢铁冶金行业内的节能减排是实现这一目标的有效方法。所以相关企业为了保证其在行业内不断增强自身竞争力的同时还要绿色健康、稳定有序的发展，钢铁冶金企业需要继续加强节能环保的意识，进而实现可持续发展。

2 钢铁冶金企业发展现状

2.1 存在较高的污染

目前我国工业钢铁冶炼行业中存在一个十分明显的关于环境污染的问题，钢铁冶炼企业在的生产过程中会产生的大量废气废水，这些废弃物只是经过粗处理就排放到自然生态环境中，给我国环境造成了极大的危害，因此工业冶炼行业是我国目前在保护环境和节能减排策略实施过程中存在的最大的威胁，成为污染物产生的源头。在国外有许多钢铁冶炼技术十分成熟的国家中，曾经也受到过环境被污染的痛苦，经过许多年的研究探索，目前基本上已经掌握了节能的相关技术，实现了能够有效控制在冶炼生产过程中所产生的粉尘等废弃物，然后充分使用二次利用的技术，有效的降低了给自然环境带来的污染和危害。但是截止目前我国并未拥有成熟的节能技术，所以粉尘的有效控制技术在我国还没有大力推广，粉尘经过处理再进行二次利用的技术还未广泛普及，所以对自然环境造成较大的污染。

2.2 存在较高的能耗浪费

除了对环境产生较大的污染，较低的能源利用率以及较大的能源消耗也是目前我国冶炼工业发展过程中面临的一个十分重要的问题。查阅相关数据分析我们知道，2010年上半年中，中国大型冶炼企业的燃料比为518公斤/吨，然而2011年上半年则达到了520公斤/吨，同比增长了2公斤/吨。与2010年相比，有42家冶炼企业增加了燃料比率，有30家冶炼企业的燃料比率有所下降。站在能源消耗的角度而言，冶炼工程每吨消耗404.99千克标准煤，烧结工艺每吨消耗52.34千克标准煤。在2000年左右，国外冶炼技术十分发达的国家焦炉比就已经不足300千克/吨，燃料比不足500千克/吨。

3 我国冶金行业造成污染严重的原因分析

3.1 企业规模化建设不完善

我国的钢铁冶炼企业和国外的钢铁冶金企业都拥有较大的企业生产规模，但是中小钢铁冶金企业占据了较大的比例。我国进入一个全新的时代以来，国家对工业环境保护问题提高了重视程度，责令相关部门必须加强对工业冶炼行业中的环境保护力度，制定了许多关于保护环境的办法以及促进节能减排的国家政策。目前我国工业中存在十分零散的中小型冶炼企业，从整体的层面而言，导致了我国钢铁冶炼行业中的环境保护和节能减排水平发展受到局限性，降低了节能减排水平。正是由于钢铁冶炼企业的布局较为零散，各自的发展水平都参差不齐，甚至还存在一小部分对节能减排新技术没有任何了解的小型企业，所以在环保节能方面并没有得到一定水平的提高发展，甚至有的技术落后的企业相较于技术发达国家而言，呈现出几乎落后于发达国家二十年的状态。

3.2 钢铁冶炼设备较为落后

从技术层面而言，我国钢铁冶炼企业的生产技术以及设备的大规模生产获得了较大的进步，从节能减排的角度出发对钢铁冶金行业的保护环境节能减排技术提供了保障，但是和国外技术发达的国家和地区还是具有十分明显的差距。我国的众多企业中仍然采用的是大型的冶炼设备，这也是导致我国冶炼企业节能减排工作受到限制的一大因素。所以在日后的钢铁冶炼生产工作中，必须要从生产设备和生产技术入手，切实可行的帮助企业实现节能减排的目标。

3.3 欠缺先进的技术装备

在我国钢铁冶炼行业中，先进的节能环保生产技术逐渐被带入生产过程，以此让人们提高对环境保护的意识，不断加强对生产技术进行改革创新以及生产设备的更新换代力度，从一定程度上取得了较好的成效。但纵观我国整个钢铁冶金工业，不论是从冶炼的技术以及工序上，还是从生产设备以及管理方法中，多多少少都存在许多问题，国家提出的节能环保口号没有得到充分发挥，同时也无法满足先进的节能环保的技术需要。尤其是行业内先进的前沿领域中，节能环保新技术以及新的设备设施并没有在国内诸多冶炼企业获得良好推广和使用，这一点也造成我国冶炼行业的发展受到局限性，这也是我们国家在工业领域中开展的各项节能环保工作落后于国外拥有先进技术的发达国家之间产生差距的重点原因。

4 钢铁冶金行业实现环保节能策略

4.1 更新发展全新节能技术

通过实验研究得知，在完整的冶炼生产钢铁的过程中，产生污染物以及消耗能源最多的两个环节就是焦化过程以及烧结过程。所以完善创新生产技术就要从这两个环节为切入点，在生产过程中查找对能源消耗过大以及对环境产生污染的步骤，并且根据这两点内容有针对性的采取有效应对措施和手段。在创新改革生产技术方面，把创新的重点放在扩大焦炉规模中。例如，首先将国外已经研究成熟的节能设备以及技能技术引入我国，其中包括发达的炉架组装和车联动方法、低湿焦炭灭火技术、智能控制高炉温度的技术等等。另外在此基础上引入先进的煤载除尘工艺进行运用，此项工艺能够将生产过程中所产生的废弃污染物进行无害化处理以及实现循环使用的目的，这样才能达到降低在焦化过程中出现的能源浪费问题，同时还能有效提高环境保护技术，使其得到大力发展。对于烧结过程，我国目前大多采用的是“厚层燃料分粒烧结”的技术，对材料层的厚度进行调节、混合物的颗粒大小以及增加对应的煤粉比例来有效减少固体燃料消耗的新过程。大型高炉生产过程中能够十分清晰的反映出高炉的生产效率，因此对原有的高炉，根据具体的情况对高炉的平均容量进行调整，同时也提高了高炉的利用率。

4.2 有效提高能源利用率

实现能源利用率的提高可以通过对焦化比率进行优化。在利用高炉进行冶炼的过程中，产生能源消耗的主要途径就是对燃料的消耗过程。因此必须要对此过程进行探索，将焦化比和燃料比降低的有效方法，以此来实现减少能源消耗的目标，与此同时还可以将能源消耗的比例降低到最低。根据实际的状况降低焦化比和燃料比，首先需要在冶炼系统中运用现金的生产技术，把目前使用的机械设备替换成永达信烧结机，将燃料逐一添加，采用厚层操作方法等都是通过实践得出的最为有效的方法。或者可以引入一种全新的无烧结节能环保冶炼技术，帮助冶炼企业从整体生提高自身的高炉炼铁技术。同时为了焦炭和烧结的筛选效果得到有效提高，有效降低进入炉中的粉尘数量，能够使高炉增加冶炼效率，进而提高了煤气的使用条件。同时还可以将高炉的温度适当提高，并且提供大型喷煤的必要条件，以此来实现高炉所产生的热量得到百分之百的利用。由此可知，充分合理的利用目前现有的先进技术，可以帮助焦炭比得到有效降低以及煤比得到有效增加。

4.3 建立余热回收机制

干熄焦技术是目前较多的冶炼企业使用的余热回收机制技术，这项技术可以将生产过程产生的热量进行有效回收处理，回收过程中能够产生蒸汽或用于发电，切实有效的帮助企业减少了在传统的操作过程中因为烧焦，给自然环境以及水源造成的污染，进而将焦炭质量得到良好的改善，同时将炼铁过程中的能源进行了很好的二次利用，有效提高了利用率。同时还能对冷却风余热以及烧结过程中产生的烟气进行二次回收利用，将余热锅炉装置正确的安装在环冷机入口的位置，将产生的热废气再利用成为点火过程中的助燃气体。

4.4 有效减少动力消耗

另外，实现能源消耗的降低还可以通过降低动力消耗的过程达到。比如，修改高炉鼓风机，通过对鼓风机的改造，实现和高炉的高度相同，此外还要适当的对鼓风机的排气进行改造，进行这一步骤的主要目的是为了鼓风机在使用过程中降低一定的自身消耗。另外减少冷却水的消耗还可以使用先进的技术手段实现，将冷却水系统建立在制冷站中（制冷站与冷却水排水系统不同），这样做的目的是为了使冷却水能够得到更好的循环，有效提高了循环使用率，保证冷却水始终保持着封闭的运行状态。通过对以上步骤的改造，不但降低了工业生产过程中的废水排放量，还能够有效防止废弃物对空气所造成的污染，进一步贴近了冷却废水零排放的宗旨。

4.5 有效提高废热回收

对能源利用率的提高可以通过建立废热回收体系来实现。干焦淬火技术目前广泛被冶炼企业所使用，它能够在热损失得到减少的同时防止出现污染水源的现象发生。在焦炭质量得到有效提高的同时还能够提高节水效率。比如，在环式冷却器的进口处可以安装冷却空气以及烧结废气的余热回收体系，环式冷热废气中的蒸汽可以用于预热烧结混合物中，热废气可以用于助燃以及点火。

5 结语

综上所述，在目前社会不断发展的同时，市场经济也得到了快速发展，在此过程中资源消耗以及环境污染已经严重影响了人们的生产生活和身心健康状态，因此我们在社会进步的同时不得不面临节能环保问题。我国社会经济在快速发展中钢铁冶炼行业起到了巨大的助推作用，但是同时也造成能源消耗和环境污染的主要行业，因此必须要及时采取先进的技术手段，以此来实现行业整体的节能减排水平，不断推进国家经济以及社会的稳定、健康、可持续的发展。