鋼鐵冶金系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)分析

晏輕 國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心

在經(jīng)濟社會發(fā)展過程中，鋼鐵使用量占比是社會發(fā)展程度的重要衡量，鋼鐵冶金行業(yè)的作用不言而喻。鋼鐵冶金行業(yè)占比較高，一方面是目前存在眾多生產(chǎn)廠家，另一方面是各生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)工藝存在差別。如何對能源消耗增加的工序進行節(jié)能減排，達成國家低碳節(jié)能的目標，需要鋼鐵冶金企業(yè)大量實踐和分析。

一、鋼鐵冶金企業(yè)節(jié)能意義

鋼鐵冶金行業(yè)本身就是一個高污染、高能耗的行業(yè)，這些行業(yè)在國家日益提高的環(huán)保政策下，越來越需要進行生產(chǎn)工藝創(chuàng)新、優(yōu)化工藝方案，提高能源利用效率，降低污染物生成和排放。同時由于這個行業(yè)也是一個日益競爭激烈的行業(yè)，需要在保障質(zhì)量的情況下不斷提高生產(chǎn)效率，降低企業(yè)制造成本。而行業(yè)的節(jié)能減排正是可以達成這一目標的方法之一。因此為了保證企業(yè)在行業(yè)內(nèi)的競爭力，同時健康有序發(fā)展，鋼鐵冶金企業(yè)需要持續(xù)走節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展道路[1]。

二、工藝中能耗因素

（一）燃料配比

鋼鐵生產(chǎn)工藝中每個過程都會帶來一定量的能源消耗，而不同過程的能源消耗則明顯不同。例如，在鋼鐵冶煉過程中，焦炭比，煤炭比，煤氣和高爐鼓風(fēng)能耗分別占總能耗的50%，20%，10%和5%。

（二）高爐煤氣影響

煤炭在焦化過程中，高爐煤氣的應(yīng)用比例非常高，占比超過10%[2]。在實際生產(chǎn)中，高爐煤氣的消耗量與煉焦時間的長短有關(guān)。通常，焦化時間越短，高爐煤氣消耗越少，但是焦爐設(shè)備的不利影響越嚴重。煙道氣中有一定量的余熱。回收余熱也將影響總收入。可以看出，在焦化過程中焦化時間必須進行優(yōu)化，進而降低高爐煤氣的應(yīng)用，達到降低能耗的目的。

（三）余熱利用技術(shù)應(yīng)用

科技發(fā)展也快速推動了鋼鐵冶金行業(yè)節(jié)能減排的進步，通過采用余熱利用技術(shù)，大中型企業(yè)能源利用率提高，大大降低了單位鋼鐵生產(chǎn)的綜合能耗。但仍然存在著中低溫廢熱的利用效果不好，基本都直接排入大氣，約50%的余熱沒有得到充分利用。

三、鋼鐵冶金未來節(jié)能方向

（一）優(yōu)化燃料比

第一，加強燃料質(zhì)量控制，通過自動化監(jiān)測手段結(jié)合人工巡檢，可以保證燃料符合要求。為了實現(xiàn)燃料充分燃燒，必須進行燃料比例優(yōu)化，控制燃料箱的形狀，嚴格控制篩選過程，降低粉末的產(chǎn)生。

第二，應(yīng)該適當?shù)奶岣哌M風(fēng)溫度，當風(fēng)溫較高時，燃料燃燒效率可以提高。但是也不能過分提高風(fēng)溫，風(fēng)溫過高會危及系統(tǒng)安全，應(yīng)將風(fēng)溫控制在1300度以下[3]。

第三，應(yīng)該增加富氧率。通過提高富氧率，可以降低燃料比，達到節(jié)能目的。

最后，增加頂部氣體壓力。氣體壓力增加可以保障氣體流動性，使得粉末量減少，氣流更加穩(wěn)定，降低燃料損失。

（二）降低煤氣消耗

煤氣消耗與焦化時間有關(guān)，為了降低煤氣消耗，需要控制優(yōu)化焦化時間。為了優(yōu)化焦化時間，需要調(diào)整煤的水分，或者調(diào)整熱處理過程。一般以調(diào)整過量空氣系數(shù)為首選，過量空氣系數(shù)一般選取1.1-1.3為宜。

（三）加強余熱利用

應(yīng)對余熱利用更加重視，這項技術(shù)不僅能提高能源利用效率，還能減低熱量排放，減少水污染，同時還能降低企業(yè)運行成本[4]。

四、節(jié)能技術(shù)應(yīng)用實踐

（一）燒結(jié)過程余熱技術(shù)應(yīng)用

在燒結(jié)過程中，通過優(yōu)化燒結(jié)機上的冷卻器設(shè)計，使得系統(tǒng)漏風(fēng)量降低為零，保障氣體固體充分接觸，使得余熱利用效率提高30%以上。

（二）低溫余熱供熱

鋼鐵生產(chǎn)過程會通過能源來提供驅(qū)動力，同時產(chǎn)生大量低溫余熱，這部分低溫余熱要通過能源梯級利用的手段加以利用，可以將低溫?zé)嵩从米髅裼霉豳Y源。

（三）熱效率提升技術(shù)

結(jié)合已有爐型結(jié)構(gòu)、用途，合理選擇和調(diào)整燃燒設(shè)備，也是一種提高熱效率的手段，可以達到節(jié)能的母的。比如，可以通過采用高溫空氣蓄熱燃燒技術(shù)替代傳統(tǒng)加熱爐，進而達到節(jié)能率提高40%以上。

（四）電機節(jié)能

在鋼軋制過程中，會采用大量的電機設(shè)備，注入風(fēng)機、水泵等。為了節(jié)約能源，可以采用變頻模式，避免能源過度浪費，產(chǎn)生較大的瞬時電量，這樣可以減少電路損耗，節(jié)能率可以提高20%以上。

五、結(jié)論

鋼鐵冶金行業(yè)具有能源利用量大，污染物排放多的特點，在新的節(jié)能環(huán)保政策下，需要進行充分的技術(shù)創(chuàng)新和改革，以達到可持續(xù)發(fā)展的目標。其中燃料比例、高爐煤氣焦化、余熱利用技術(shù)等是鋼鐵冶金行業(yè)節(jié)能效率的重要影響因素，結(jié)合這些因素的改進，如優(yōu)化燃料比例、減少焦化時間、采用新型余熱技術(shù)等，可以有效提高行業(yè)能源利用效率，節(jié)約成本，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。