低碳减排的绿色钢铁冶金技术

陈银龙

（河钢宣钢技术中心质检站，河北 张家口 075100）

钢铁冶炼行业是能耗大户，同时也是污染大户，习近平主席在气候变化巴黎大会开幕式重要讲话中庄严承诺：中国将于2030 年前后使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现，2030 年单位国内生产总值的二氧化碳排放比2005 年下降60%～65%。为尽快达到这一目标，钢铁冶金行业，必须立足低碳减排，大力提升发生绿色钢铁冶金技术，才能更好地顺应时代发展潮流，绿色、健康、可持续发展。

1 发展绿色钢铁冶金技术的必要性

钢铁冶金行业是建筑行业、军工行业、制造加工行业的基础，对整个社会经济的持续健康发展有着非常重要的作用。但长期以来，我国钢铁冶金行业一直存在严重的污染问题，即便是目前已经引进了大量先进的设备、技术，污染问题一直没有得到有效解决，依然存在粉尘污染、水体污染、噪声污染、生产设备能耗过大等一系列问题。在经济效益的趋势下，很多钢铁冶金行业过于注重生产效益和生产速度，在低碳减排方面没有下足功夫。大力发展绿色钢铁冶金技术，可将低碳减排理念、绿色设计理念、绿色材料、绿色能源等，全部融合到整个绿色钢铁冶金生产过程中，形成一个绿色环保的闭环系统，既能有效降低环境污染，减少能源消耗，还能提升生产效率，从而获得更大的经济效益，促使绿色钢铁冶金行业走可持续发展道路。

2 绿色钢铁冶金的关键技术

绿色钢铁冶金是目前钢铁冶金领域发展的主要方向和目标，钢铁冶金中需要用到大量矿产资源、能源等，且生产工序众多，每个环节都有很大是低碳减排空间。绿色钢铁冶金的关键技术主要体现在以下几个方面：

2.1 液压系统绿色技术的应用

绿色钢铁冶金机械设备设计是提升低碳减排的关键，液压系统则是钢铁冶金生产的关键系统，液压系统是否符合绿色发展理念的需求，直接关系到钢铁冶金行业低碳减排的最终效果。因此，在液压系统设计和生产中，要注重绿色环保技术的应用，从生产工艺和运行过程同时入手，选择高质量、高性能的液压油，保证所选择的液压油无毒、无害、无污染，即便发生泄漏，也不会对周围的生态环境造成任何影响。同时还要加大密封技术和密封工艺的应用力度，最大限度降低液压系统发生渗漏的概率，提升钢铁冶金生产中液压系统运行的安全性和环保性。

2.2 吸声和减振技术的应用

动力系统是钢铁冶金生产的关键系统，钢铁冶金过程非常复杂，需要达到一定的温度之后，才能将铁矿石熔化，去除杂质，提炼出钢铁材料。其中电力是钢铁冶金中需要的主要能源，为降低电能消耗量，在选择和建设电力系统时，必须选择采用绿色、先进的吸声和减振技术的系统应用[1]。比如：对吸声技术而言，可采用容量比较小的消声器，同时搭载全台塑料风扇和罩壳，以降低电力系统在运行中形成噪声。融合冶金机械设备的基本情况，在选择H 型钢的基础之上，运用铝合金材料和尼龙材料，以降低机械设备自重，减少能耗，也可以达到很好的节能效果。

2.3 控制系统

控制系统、人工智能、大数据等控制系统的相互融合可以实现钢铁冶金机械设备持续、稳定、安全、可靠运行。钢铁冶金设备成本高，轻易不会更换，但可以在原设备上进行升级改造，将人工智能技术、大数据技术、互联网技术、虚拟化技术等融合到钢铁冶金机械设备上，利用光学机电一体化技术和冶金机械科学系统相互融合，以提升机械设备运行的智能化、智慧化、数字化水平，实现“无人值班或者是少人值班”，也有助于节约能源，降低能耗，也是绿色钢铁冶金发展的关键技术。

3 提升绿色钢铁冶金技术低碳减排效果的方法

3.1 合理调整产品结构，优化生产流程

在钢铁冶金生产中，需要利用大数据技术，全面收集国内外钢铁市场的发展动态，积极吸收国内外先进的冶金生产技术和绿色发展理念，再结合本企业的发展现状，进行集成和创新，调整钢铁冶金产品的生产结构，不仅能契合时代发展的需求，而且还能提升生产质量、降低能耗、节约成本、提升附加值、提高技术水平。促使钢铁冶金企业能够在激烈的市场竞争中占得一席之地。

按照钢铁冶金流程工程学原理和现代化钢铁厂工艺流程的发展态势，积极吸取德国、日本等发达国家在绿色钢铁冶金技术方面取得的经验和成果，尽可能做到钢铁冶金生产流程更加紧凑，更加合理，更加流畅。此种生产流程，可有效降低能耗，并打造一个高效率、低能耗、低成本、绿色无污染的钢铁冶金生产系统，更好的顺应中国钢铁工业先进生产力的发展方向。具体而言，需要积极淘汰那些性能滞后、存在安全隐患的工艺和设备，如：小焦炉、小高炉等，建设起大型焦炉、高炉[2]。同时优化钢铁冶炼模式，取消混铁炉，最大限度上缩短铁水的运输距离和时间，提升铁水进入转炉的温度。全面优化轧钢系统产品结构，逐步淘汰落后的轧制生产线，加强钢坯热装热送，提升热轧钢工序综合成材率。

3.2 改善高炉原料结构，加强铁水处理

大量研究和实例表明，在钢铁冶金生产中，科学合理地改善高炉原料结构，可有效提升入炉矿和焦炭的质量。比如：精料技术对高炉炼铁的影响率达到70%，而高炉操作和设备更新的影响率只有30%，因此，要想达到低碳减排的效果，提升绿色生产水平，就必须合理改善高炉原料结构，尽量采用精料，既能降低冶金过程形成的污染量，而且还能降低能耗，对绿色钢铁冶炼有非常重要的作用。

加强对铁水的预处理，可大幅度提升铁水进入转炉的质量，目前各行各业对高纯度钢铁的需求量与日俱增，对铁水处理质量提出了更高的要求。铁水预处理包括三项内容，脱硅预处理、脱磷预处理、脱硫预处理。铁水通过三项处理之后，转炉的冶炼功能将会得到进一步简化，直接进行脱碳和升温处理即可，无需再进行复杂的工序转换。加强铁水预处理，既能有效提升钢水的纯净度，为实现低磷、低硅、低硫钢铁生产提供良好的技术条件；而且还能大幅度降低生产成本，减少合金料的使用量，提升转炉产能，节约能源，降低污染。

3.3 合理调整能源结构，提升能源转化率

在钢铁冶金中为提升低碳减排的效果，需要进一步优化煤气资源，提升煤气使用量，降低煤气放散量。通常情况下，钢铁冶金生产企业，各种用能设备，需要用到不同的煤气。但受到企业煤气总量、热值、煤气供需平衡等方面的影响，使得钢铁冶金企业的用能设备，在使用煤气方面存在相互影响的问题[3]。所以，可推广建设燃气联合蒸汽的循环发电机组。锅炉生产运行中，使用纯度比较大的煤气，也是钢铁冶金企业利用大量低热值高炉煤气进行发电的新技术，可在不影响锅炉安全运行的基础上，通过调整发电负荷的方法来适当增减高炉煤气用量，此种方法，既能提高煤气资源利用率，而且还有助于调节煤气管网的压力波动，具有良好的节能效果，经济效益和环境效益。

4 结语

冶金工业的发展必须以避免对生态环境产生污染为前提和基础，只有冶金工艺和生态保护相互联系、相互结合，我国的冶金产业才能彻底摆脱“产生污染再治理污染”的境地，从而在环保问题上产生突破性的转变。在当前状况下，我国应当擦亮双眼，正确认识到工业发展和环境保护的密切联系，明白二者是相互统一、相辅相成的。注重生态环境的保护我国冶金工业长久发展的基本保障，而有色金属冶金产业中的具体生产办法又为环保工作的开展提供了技术方面的支撑，实际生产过程是对环保工作开展力度、环保政策实施情况的有效检验，注重冶金产业中的环保问题是促进我国生态环境保护工作快速推进的重要力量来源。