鋼鐵冶金鐵前系統(tǒng)流程節(jié)能技術(shù)研究

馮偉 衛(wèi)軍民

摘 要：隨著國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略進(jìn)程的加快，國(guó)家和社會(huì)對(duì)生產(chǎn)企業(yè)也提出了新的標(biāo)準(zhǔn)和要求。生產(chǎn)企業(yè)不僅要注重技術(shù)科技的支撐和引擎力量，同時(shí)也要注重節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。本文圍繞鋼鐵冶金生產(chǎn)流程中節(jié)能問(wèn)題進(jìn)行了探討，概述了鋼鐵冶金生產(chǎn)流程中節(jié)能技術(shù)的重要性，分析了鋼鐵冶金生產(chǎn)流程中影響節(jié)能的因素，論述了鋼鐵冶金生產(chǎn)流程中的節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)，旨在不斷提高鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低資源和能源的耗費(fèi)。

關(guān)鍵詞：鋼鐵冶金；節(jié)能技術(shù)

1引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年，我國(guó)鋼鐵冶煉行業(yè)能源的消耗量比2016年仍有增加。造成這一結(jié)果的原因除了鋼鐵冶煉生產(chǎn)企業(yè)在數(shù)量上比往年有所增加，且鋼鐵產(chǎn)能同比增長(zhǎng)之外，不同的高爐煉鐵工序中所造成的能耗也有一定的變化。在燒結(jié)工序和球團(tuán)工序中所消耗的能量有所減少，但是在焦化工序和高爐工序中所消耗的能量卻不降反升，最終導(dǎo)致鋼鐵冶煉行業(yè)能源消耗量的增加。面對(duì)這一形勢(shì)，加快鋼鐵冶煉流程中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用是鋼鐵冶煉企業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)，也是企業(yè)實(shí)現(xiàn)自身成功轉(zhuǎn)型升級(jí)，擁有更多市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的有利途徑。

2鋼鐵冶金生產(chǎn)流程中節(jié)能技術(shù)的重要性

隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)力度的不斷加大，作為高能耗高污染的鋼鐵行業(yè)是國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注和要求的行業(yè)。為了降低能源消耗，減少污染排放，鋼鐵冶煉企業(yè)必須加緊節(jié)能技術(shù)的研究和運(yùn)用，通過(guò)在鋼鐵冶金生產(chǎn)流程中采用多種節(jié)能技術(shù)來(lái)減少能源耗費(fèi)，更好地滿足國(guó)家和社會(huì)對(duì)鋼鐵企業(yè)的新標(biāo)準(zhǔn)和新要求。

另外，對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，面臨的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)環(huán)境越來(lái)越嚴(yán)峻，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，在這一形勢(shì)下，鋼鐵企業(yè)只有不斷提高生產(chǎn)效率，優(yōu)化產(chǎn)品品質(zhì)，才能夠在當(dāng)下及未來(lái)多變的市場(chǎng)環(huán)境中保持良好的競(jìng)爭(zhēng)力，這也是企業(yè)長(zhǎng)久發(fā)展的內(nèi)在需要。而減少能源消耗，是企業(yè)降低經(jīng)營(yíng)成本，提高生產(chǎn)效率的重要途徑，因此對(duì)企業(yè)的自身發(fā)展具有十分重要的作用。

3鋼鐵冶金生產(chǎn)流程中影響節(jié)能的因素

一是燃料比的不同對(duì)能耗產(chǎn)生影響。由于在鋼鐵冶金生產(chǎn)流程中，各個(gè)工序均會(huì)產(chǎn)生一定的能耗，但是在不同的工序中往往產(chǎn)生的能耗量又有不同。比如在鋼鐵冶煉的工序中，焦比所消耗的能源占到總消耗能源的50%以上，煤比所消耗的能源占到總消耗能源的近20%，煤氣消耗的能源大約占到總消耗能源的10%，高爐鼓風(fēng)所消耗的能源約占到總消耗能源濃度的5%。由于高爐煉鐵中所需要的熱量大約80%是來(lái)自燃料中碳素產(chǎn)生的能量，剩下的20%熱量是來(lái)自風(fēng)熱或者化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，因此燃料比的不同會(huì)對(duì)鋼鐵冶金各個(gè)工序能耗的不同產(chǎn)生較大的影響作用。

二是高爐煤氣對(duì)能耗產(chǎn)生影響。在焦化工序中，除了煤的消耗之外，高爐煤氣所導(dǎo)致的能源消耗大約占到總消耗量的10%左右。而高爐煤氣的消耗量主要與結(jié)焦時(shí)間有較大的關(guān)系。結(jié)焦時(shí)間越短，高爐煤氣的消耗量越少，但是同時(shí)對(duì)焦?fàn)t設(shè)備會(huì)造成一定的不利影響。因此需要調(diào)整合理的結(jié)焦時(shí)間。此外，煙氣余熱的回收利用率高低也會(huì)對(duì)總能耗產(chǎn)生影響。

4鋼鐵冶金生產(chǎn)流程中的節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)

（一）降低燃料比

（1）工作人員應(yīng)嚴(yán)格強(qiáng)化原燃料的質(zhì)量管控，通過(guò)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)裝置和人工試驗(yàn)檢測(cè)兩個(gè)關(guān)卡來(lái)保障原燃料的質(zhì)量符合生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。為了保障爐況運(yùn)行穩(wěn)定高效，同時(shí)提高高爐燃料比，應(yīng)避免入爐的原燃料粉末含量過(guò)高，減少燃料粉末入爐。在原燃料下落的過(guò)程中會(huì)發(fā)生二次粉化現(xiàn)象，因此為了減少粉末的二次生產(chǎn)，應(yīng)控制焦炭裝料倉(cāng)的高度和容量，盡量增加容量，減少原燃料的下落高度。加強(qiáng)對(duì)原燃料的篩分控制，提高篩分效果，減少粉末入爐，降低高爐燃料比。

（2）通過(guò)提高風(fēng)溫來(lái)降低燃料比，通常來(lái)說(shuō)風(fēng)溫每升高100℃，燃料比可降低13kg/t。但需要注意的是，風(fēng)溫過(guò)高會(huì)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的整體安全性造成一定的危險(xiǎn)隱患，因此，應(yīng)該從整體生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性來(lái)考慮，適度對(duì)風(fēng)溫進(jìn)行調(diào)整和控制，盡量控制在1300℃一下。

（3）通過(guò)提高富氧率來(lái)降低燃料比。對(duì)于高爐生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，較高的富氧率可以使風(fēng)口區(qū)域的煤料充分燃燒，有效提高煤料的置換比。同時(shí)在較高的富氧率條件下，煤氣的產(chǎn)生量也會(huì)減少，因而隨煤氣帶走的熱量損失就會(huì)減少。通常來(lái)說(shuō)，富氧率每提高1%，燃料比將下降0.5%。因此可通過(guò)對(duì)富氧率進(jìn)行設(shè)定，及時(shí)調(diào)整和補(bǔ)充富氧量，來(lái)降低燃料比，減少能耗。

（4）通過(guò)增加爐頂煤氣壓力來(lái)降低燃料比。爐頂煤氣壓力沒(méi)提高10kpa，燃料比大約降低0.4%。當(dāng)爐頂煤氣壓力增加時(shí)，煤氣的流速會(huì)降低，同時(shí)在爐內(nèi)停留時(shí)間增長(zhǎng)，為燃料和煤氣接觸以及熱量傳遞提供了更多的時(shí)間，加速了鐵礦石的還原反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分徹底。同時(shí)由于煤氣的流動(dòng)性更加穩(wěn)定，因此塵灰中帶走的熱量損失也更少，減少了能耗的損失。

（二）減少高爐煤氣的能源消耗

由于高爐煤氣的能換消耗主要是受到結(jié)焦時(shí)間的影響，因此可以通過(guò)縮短結(jié)焦時(shí)間來(lái)減少高爐煤氣造成的能耗。通常情況下，將配合煤的水分控制在14%之下，可將結(jié)焦時(shí)間縮短，穩(wěn)定在18～19小時(shí)。另一方面，可以通過(guò)焦?fàn)t的熱工調(diào)節(jié)，如對(duì)空氣過(guò)剩系數(shù)α值進(jìn)行調(diào)整，來(lái)實(shí)現(xiàn)能耗的降低。在使用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，將α值從1.4～1.5降低到1.1～1.3，在使用高爐煤氣加熱時(shí)，將α值從1.2～1.3降低到1.1～1.2，使煉焦能耗進(jìn)一步降低。

5結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的“十三五”規(guī)劃中將“綠色發(fā)展”定為國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和科學(xué)發(fā)展的重要目標(biāo)。鋼鐵企業(yè)應(yīng)積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，采取各種節(jié)能技術(shù)措施，不斷提高化石能源的利用率，降低企業(yè)的能源消耗成本，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，助推鋼鐵行業(yè)健康發(fā)展。

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