SCI论文（www.lunwensci.com）:
摘要 ：伴随着国家经济和科学技术的持续发展，作为 国家基本产业中最主要产业之一的钢铁冶金产业也得到 了快速发展。本文主要讨论了钢铁冶金生产过程中的节能 问题，总结出了钢铁冶金生产过程中节能技术的重要意 义，对冶金生产过程中影响节能的因素进行了分析，并对 钢铁冶金生产过程中的节能技术关键问题进行了讨论， 目 的是持续地提升钢铁生产企业的生产效率， 减少对资源和 能源的消耗。
关键词 ：钢铁冶金 ；节能技术 ；技术要点
在时代不断进步的同时，中国的钢铁冶炼技术也得到 了很大的发展。然而，在冶炼过程中，又会出现能量的浪 费，因此，优化冶炼工艺，减少对资源能源的消耗，就变 得十分重要。改革开放以后，伴随着市场经济在中国的钢 铁行业获得了巨大的发展，同时，为了更好地提升钢铁生 产的效率，冶金技术也在持续地创新和发展，有关的企业 要想持续地适应市场的需要， 就需要不断地创新自己的冶 金技术，只有如此，才可以持续地提升自己在市场上的竞 争力。然而，在当前的环境下，很多的企业都会忽视对冶 金过程中的节能效果的提升，因此，对钢铁冶金系统节能 技术的研究是十分有必要的，同时确保公司的经济效益、 社会效益和资源能源效益都能得到充分的发挥。
1 钢铁冶金节能概述
1.1 节能技术的应用现状
随着钢铁行业的快速发展，干熄焦、高炉煤气余压发 电、煤气回收和蓄热式燃烧等技术被视为促进钢铁行业发 展的主要技术手段。在钢铁工业中运用这一技术，不仅能 确保钢铁工业在发展过程中实现节能、环保目标，而且能 最大限度地减少能耗。在合约能耗管理的整个流程中，该 模式已被许多企业所采用和认同。另外，最近几年，为了 促进国家的经济发展，国家开始大力发展工业，在这样的 情况下，钢铁行业得到了很大的重视，相关的技术也得到 了很大的发展， 这就给整个行业的长远稳定发展带来了很 大的希望，促进了行业的巨大变革。在节约能源、环保意 识的影响下，钢铁业已由原来的中、低压，转变为目前的 煤气、蒸汽、烧结余热等发电方式。在过去的几年里，这 类技术在钢铁行业的应用已经比较成熟， 尤其是在钢铁行 业的生产环节，生产过程中会产生很多的余热余压，这些多余的资源可以被用来发电，达到最大限度地利用，同时 也可以减少对用电的依赖，降低生产成本。总而言之，就 是要最大限度地发挥资源的作用。从对钢铁厂的调查中， 我们很容易发现，在钢铁厂中，利用一次能源来发电的自 备发电机，其发电量比起刚开始时有了很大的增长。特别 是一些较大型的钢铁生产企业， 在对产生的余热与余压进 行二次能源利用时，所占的比例明显较大。该工艺不仅节 约了企业的能耗，而且在整体上降低了产品的成本，而且 满足了国家节能和环境保护的要求。
1.2 钢铁冶金节能的必要性
伴随着国家节能低碳环保政策的持续加强，钢铁行 业作为一个高能耗、高污染的行业，受到了国家的高度重 视，并对其提出了更严、更高的要求。要想降低能耗，降 低污染排放，就需要加快对节能技术的研发与应用，在钢 铁冶金的生产过程中，采取各种节能技术，以达到降低能 耗的目的， 从而更好地符合国家和社会对钢铁企业的新标 准与新需求。此外，对钢铁企业而言，面对着日益严峻的 国内外市场环境，市场竞争也日益加剧，在这种情况下， 钢铁企业唯有持续提升自己的生产效率， 优化自己的产品 质量，才可以在当前和将来的日益变化的市场环境中，保 持自己的竞争力，这也是企业长久发展的内在要求。而节 能，则是企业降低运营费用、提升生产效率的一种主要方 式，所以节能对企业自身的发展有着非常大的影响。
2 钢铁冶金系统节能技术
2.1 炼铁中节能技术
在高炉生产中，造成过高能耗的一个重要因素就是高 炉炉膛内的生料含量较少。为了达到这个目的，所以，在 炼铁过程中，首先要进行配量配料，提高熟料的比重，降 低炉内杂质的数量，之后，使用合适的助燃剂，确保煤粉 充分燃烧。提高燃烧效率。在炼铁工艺中，干熄焦技术作 为一种非常重要的技术， 该技术可有效地回收红热焦的显 热，对改善生产环境、焦炭品质、空气环境、降低焦化过 程的能耗具有重要意义。干熄焦技术，其实就是利用惰性 气体，在某种程度上，可以有效的替代水资源，还可以有 效地节约水源。由于惰性气体的化学形态非常稳定，因此 不会在钢铁冶炼系统中产生有害气体，而惰性气体的加 入，不仅可以提高燃烧效率，还可以提高燃烧热能的转化率。通过对国外一家公司在炼铁生产过程中采用的节能措 施进行了分析，得出的结论是，在整个炼铁生产过程中， 干熄焦的能耗约为 50%，说明了干熄焦技术在炼铁生产过 程中的重要性。
2.2 炼钢中节能技术
在钢铁生产中，很多工序都要消耗大量的能量，这些 都是技术上很难进行优化，也很难进行有效地管理。但 是，在钢铁生产中，对煤气、水蒸气等物料的循环使用， 既可以降低冶炼物料，又可以进行能量的循环使用，这其 实是一种二次能源的使用，因此，提高总能源利用系数， 也可以实现节能效果。在实践中，净化气体的回收是一个 很大的挑战，同样的好处是巨大的。在采用纯化气的炼钢 工艺中， 通过在转炉中使用净化气体并进行气体回收的过 程中，净化的要求很高，需要严格控制。在此条件下，利 用烟尘、灰渣等物质，将其输送至转炉，既能降低炼钢所 需水量，又能保证整体工艺的顺利进行。同时，这些技术 因素也降低了炼钢炉的能源消耗， 从而实现了炼钢过程中 的节能。钢铁行业的节能改造是一项十分繁杂的工作。在 钢的加工中，要严格按照工艺流程，对钢铁行业中的节能 技术进行科学、合理的应用，在生产中要做好以下几个方 面的工作 ：转炉环节要对气体进行合理的回收，这样才 能使气体得到有效的循环， 从而提高转炉中有效循环的效 率。在钢铁生产中，为了达到节约能源的目的，这就需要 技术人员投入更多的时间和精力， 使他们能够更加重视自 己的研究工作。另外，为了保证炉膛温度的稳定，还需要 对炉膛内的烟道采取科学的控制措施， 如还需要采用除尘 工艺。在此工序结束后，应迅速将灰渣送入炉子，供下次 利用，从而达到降低烟尘的目的。降低了制冷系统的耗水 量，达到了节能目的。
2.3 其他节能技术
在钢铁冶炼中，如果没有一种高效的冶炼方法，不仅 会导致生产的产品品质下降，而且还会产生一些较为严 重的环境污染问题，这一点必须引起有关企业的重视。首 先，引进使用环保型节能设备。基于TGR 技术的关键设 备高塔顶式煤气循环高炉（TGR-BF），以高炉煤气（BFG） 为分离基础，将其分解为有害的 CO2 和有益的碳，在这个 过程中，二氧化碳会被吸附或者包裹起来，同时一氧化碳 会以还原剂的形式回到鼓风炉中，反应温度高、速度快、 动力条件好，减少了吹气量和热损耗。其次，还要在熔炼 的时候，按照具体的条件添加一些助燃剂进行催化燃烧， 才能最大限度地确保熔炼的品质， 同时也能最大限度地节 约能源。另外，在实际应用中，研究发现，在烧结时添加 一定的助燃剂，可以使烧结的燃烧更彻底，也可以有效地 提高整体烧结的效率，最大限度地节约能量。加入助燃剂还有另外一个作用就是可以提高冶炼的质量， 并且为整个 钢铁冶炼的公司带来较高的收益。
3 钢铁冶金系统的节能影响因素
3.1 燃料比
在钢铁工业过程中，每一个过程都会产生一些能量 消耗，而且能量消耗在不同过程中是不一样的。例如，在 钢铁冶炼中， 焦比占 50%、煤比占 20%， 煤气占 10%， 高 炉鼓风能耗占 5%。在高炉中，燃料碳素产生的热能占到 80%， 而高炉渣的火山灰产生的热能是风热和化学反应产 生的热能。在冶炼过程中， 不同的燃料配比会对其所造成 的能量消耗有很大的影响，这就成为了实现节能减排的 重要环节。
3.2 高炉煤气
在炼焦过程中，不但要用煤，而且还要用到 10%左右 的高炉煤气。根据生产实践，焦炭形成的时间，与炉膛内 气体的消耗量有一定的关系。通常来说，在较短的成焦时 间内，可以减少炉气消耗，但是对炼焦装置的不良影响也 会较大。另外，由于烟气中含有一些残余热量，因此，能 否将这些残余热量回收和使用， 将会对总体能源消耗产生 影响。因此，在炼焦过程中，应适当地调节成焦时间，以 达到降低炉气能耗的目的。
3.3 余热利用
随着科学技术的发展，钢铁、冶金等行业的节能减排 工作取得了显著成绩。在余热利用上，大中型钢铁企业对 余热的高效利用，降低了钢铁单位生产能耗。但中低温区 的余热主要以助燃剂燃烧余热或直接排放到大气中， 导致 其综合利用率不高。通过调研发现，在冶炼过程中，烧结 是能源消耗排在第二位的过程，废热的 50% 未得到有效 利用， 造成了较为严重的浪费。
4 钢铁冶金系统节能优化措施
4.1 生产环节中融入绿色管理理念
在建设循环经济的发展目标下，现代冶金企业应该树 立节能环保的生产意识，以绿色管理思想指导管理工作。 “十三五”期间，我国冶金企业要根据国家的经济发展战 略和环保战略，把“绿色发展”“绿色管理”理念融入到冶 金工业中，不断地提升技术水平，不断地优化生产过程， 使冶金材料的加工、能源的转化、废物的处理一体化，使 冶金工业的生产率不断提升，使其具有可持续的生产性， 使其产品的专门化、系列化在自动化技术的支持下，对冶 金企业的生产技术体系进行完善， 逐渐达到绿色生产的目 的，将生产管理融入到冶金过程中，在取得经济效益的同 时， 也提高了环境效益。
4.2 降低燃料比
第一，通过采用自动监控设备和人工检测等手段，强 化了对燃料品质的监控，保证了燃料品质达到了生产的需 要。在钢铁熔炼过程中， 必须减少煤粉用量， 才能提高工艺 条件，达到完全燃烧。考虑到燃料在下落时会发生二次粉 化，应控制装料仓的高度和容量， 既降低下落高度， 又增大 容量。另外， 从对燃料的筛选着手， 对筛选过程进行了严密 的控制，从而降低了进入炉渣的数量。第二，适当提高风 温。平均空气温度增加 100℃, 可使燃烧量降低 13 kg /t。然 而，在实际应用中， 空气温度并非越高就越好， 否则将会对 系统的安全造成威胁。在保证安全和节能的前提下，实现 了空气温度不超过 1300℃的目标。第三，增加富氧率。在 一定范围内，富氧系数较大，则在其一处出风区内的煤种 燃烧得更为彻底， 从而使其取代率有所增加。其次， 氧气含 量越高， 产生的气体就越少， 气体被带走的热量就越少。在 实际的应用中，当富氧指数增加 1% 时，燃烧器的燃烧率将 下降0.5%。与生产条件相联系，对富氧比率进行合理的设 置，确保富氧的数量足够， 这样就可以降低燃烧率， 达到节 能的目的。第四，提高炉顶煤气压力。在实际生产中，炉顶 气体压力每增加 10kPa，可使燃料的比值下降0.4%。分析其 原因是 ：气体压力越高，气体的流动速度越慢，在炉子里 的停留时间也越长，这有利于燃料与气体的充分接触，从 而促进铁矿石的还原反应。此外， 增加气体压力， 气体流动 更加平稳， 粉尘带走的热能也会降低， 从而降低能量损耗。
4.3 减少煤气消耗
因为炉气的消耗量与焦炭的形成时间密切相关，所以 如果能将焦炭的形成时间控制在一定程度上，就能将焦 炭的能量消耗降到最低。在正常的生产条件下，当混煤含 水量小于 14% 时，成焦时间可以保持在 18h ～ 19h。或者， 对焦炉的热功进行调整，例如，在对焦炉煤气进行加热的 情况下， 将该值调整到 1.1 ～ 1.3 ；在采用高炉煤气的情况 下，把空气过剩系数 a值调节到 1.1 ～ 1.2，可以使焦炭的 能量消耗更少。
目前很多钢铁企业，很多都是经过几十年的传承，在 这种情况下，很多企业的装备都比较陈旧，企业为了节省 生产成本，就会组织有关部门更换一些功能更多、技术更 先进的装备。因此，在很多企业中，因为其生产技术与设 备的质量会对其产生一定的影响， 即使是企业引入了很多 新的环保技术，也无法得到有效地应用。有时由于设备的 运转效率达不到主机的运转速度， 导致生产过程中产生的 污染达不到规定的排放标准。所以，在环境技术改造这方 面是一个相对较大的难点，只有解决了这个难点，才能取得更好的效果。
4.4 余热回收利用
以干熄焦技术为例子，它在废热回收利用中是非常普 遍的，对废热进行回收和利用，可以用它来发电、蒸汽采 暖，不仅可以提升能量的使用效率，还可以降低热耗和水 污染。
5 钢铁冶金系统节能技术发展建议
从国家角度 ：①对钢铁行业的规模进行了适当的调 整 ；②以可持续发展为目标， 推动钢铁业的循环经济发展， 实现了资源的有效利用，保障了我国钢铁产业的可持续发 展，节能降耗。高强度钢的研发与使用，减少钢的消耗 ； ③加大节能减排的政策支持， 提高节能减排的积极性。
从行业角度 ：①严格限制钢铁工业的市场准入，严格 禁止高能耗、高污染和低资源性的钢铁工业的进入 ；②加 速钢铁行业的兼并和重组，增强行业的集中程度，充分利 用行业的产量和规模效益 ；③对工业布局进行主动地调 整，提高工业产品的质量 ；④搭建企业与企业之间的沟通 平台与机制， 开展企业与企业之间的交流与学习 ；⑤构建 获得国外先进节能技术的通道， 并将其引入国内。
从企业角度 ：①为适应国内和国际市场的需要，调整 钢材的品种结构 ；②加快技术装备的更新步伐， 加快技术 装备的更新 ；③加强企业的自主创新， 持续开拓能源节约 的新途径 ；④充分发挥现有政策优势， 充分发挥现有节能 技术优势，采取节能装备税收减免政策，坚决采用低温饱 和蒸汽发电、余热蒸汽采暖、制冷等技术，形成“绿色”的 循环经济模式。
6 结语
总而言之，随着钢铁冶金行业节能减排降碳工作的深 入推进、钢铁冶金技术的不断创新与发展，将使整个钢铁 制造行业迎来新的发展机遇和重大历史变革。企业要想具 备持续性的发展潜力和竞争优势，必须强化系统节能技术 的推广与应用，降低能源资源的成本投入。摆脱传统落后 钢铁冶金技术的制约，开发出更为高效、节能的冶金技术， 推动钢铁生产过程的大物质流、大能量流协同优化。在提 升冶金质量的同时，提高企业的生产、资源和能源效益，从 而在物质流和能量流的动态运行过程中更加有效地加强对 其的综合调控，进一步提高能量的转换效率，不断提升企 业系统能效水平， 促进钢铁行业绿色高质量发展。
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/ligonglunwen/75862.html
