钢铁工业节能的思路和途径

钢铁工业节能的思路和途径

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钢铁工业是高物流、高能耗、高污染的传统产业。目前，钢铁工业总能耗已占全国工业总能耗的15%左右，而钢铁企业生产过程中的能源有效率仅为30%左右；全行业固体废弃物回收利用率在53%，水资源利用率在40%左右。总体上讲，中国钢铁工业的资源和能源综合利用指标与国际先进水平相比，其差距在20%～40%。国家“十一五”规划纲要提出：落实节约资源和保护环境基本国策，建设投入少、高产出、低消耗、少排放，能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会。国家要求“十一五”期间，万元GDP产值的能耗要降低20%。对于钢铁工业来说，这个任务是十分艰巨的。目前，我国重点钢铁企业吨钢可比能耗值与国际先进水平的差距在15%左右。只从能耗的角度分析，我国钢铁工业能耗再降20%，难度是非常大的。所以，我们应当从提高钢铁产品的价值和降低能耗两个方面入手。钢铁企业进行技术升级和结构调整可以促进钢铁产品的升值。其措施是提高企业高附加值、高技术含量钢材的比例，具体产品包括冷轧薄板、镀层板、不锈钢板、电工钢板、汽车用板、高级石油管和耐大气腐蚀钢板等。本文仅对钢铁企业节约能源进行描述，供钢铁界人士参考。 1.节能工作思路 1.1节能概念

节能的含义包括减少浪费和增加回收两个部分。减少浪费就是要加强对用能的质量和数量的管理，优化用能结构、减少物流损失和能源介质的无谓排放等。增加回收就是大力回收生产过程中产生的二次能源(包括余压、余热、余能和副产煤气等)。

1.2 节能工作的目标是，提高能源使用效率，降低单位产品的能耗 1.3 钢铁企业节能工作的内容：管理节能、结构节能和技术节能

1.4 钢铁工业开展节能工作会对环境保护产生好的效应

生产1吨钢会产生2.5吨SO2，2.96公斤SO2，约50公斤粉尘。如果要使生产过程中减少能源消耗，重要是少用煤(钢铁工业能源结构中煤炭占80%左右)，就会减少CO2、SO2、粉尘等物质的排放。工业发达国家的吨钢CO2发生量可减少到1.5吨，SO2为0.5公斤。

1.5 钢铁工业节能工作首先要从减量化用能入手

节能和环保工作都要从源头抓起。不能是先消耗、先污染，再去回收、再去治理的粗放式经营去开展节能环保工作。

我国钢铁工业从源头抓起，开展减量化用能的潜力还是较大的。炼铁系统的能耗占钢铁工业总能耗的70%左右。所以说，钢铁工业节能的工作重点是在炼铁系统。高炉炼铁燃料比的国际先进水平是430kgce／t铁，国际水平是小于500kgce／t铁。据统计，2006年全国重点钢铁企业的平均综合焦比值为516ks／t，最先进的宝钢为483kg／t，全国只有2个企业是低于500kg／t，综合焦比值最高的企业为634kg／t。

钢铁企业节能工作的重点就是要在企业减量化用能上下功夫。企业开展减量化用能工作的效益应当是大于开展二次能源回收的收益。因为，钢铁企业二次能源回收的能量，一般只占钢铁企业总能耗的12%左右。日本新日铁节能工作开展的最好，回收了二次能源的92%，宝钢是68%，我国钢铁企业大多数是在50%以下。也就是说，我国所开展的二次能源回收量约占钢铁企业总能耗的6%左右。但是，钢铁企业大力开展减量化用能工作是可以实现节约总能源消耗的8%以上。 1.6 钢铁企业减量化用能工作要科学、细化分解

钢铁企业开展节能工作首先要掌握本企业用能结构、能源消费结构；然后再与国内外先进指标进行对比，找出主要的差距在哪儿；最后再提出节能相应的技术措施。要找出矛盾的主要方面，并具体分析出造成差距的主要原因是什么。据分析，我国钢铁工业各工序能耗水平与国际先进水平的最大差距是转炉炼钢工序。2006年我国重点钢铁企业转炉工序能耗为8.17kgce／t，国际先进水平是-8.8kgce／t。我国转炉工序能耗水平比国际先进水平高出19.21kgce／t，这个差值是大于烧结、炼铁、焦化、电炉、轧钢工序能耗与国际先进水平差值的。分析其具体原

因是我国转炉煤气回收量小，且有一批中小企业尚不回收煤气。2006年全国重点钢铁企业转炉煤气回收平均值是56M／t钢，约有20多个企业不回收煤气。日本转炉煤气回收量年平均在110m3／t钢左右，最高的川崎公司煤气回收量曾达到130～140m3／t钢；我国转炉蒸汽回收量也偏低，这就造成了全行业转炉工序能耗高的局面。

目前，国内外的节能技术有上百种，我们要加以研究分析，找出节能量最大，经济效益又好的技术。最好进行系列的科学分析，排列出节能效果的各项技术顺序，以供各企业结合自己的具体情况，加以实施。

炼铁系统节能工作的重点是要努力降低炼铁的燃料比(包括焦比和喷煤比)。高炉炼铁技术精料水平对高炉炼铁技术进步的影响率在70%，高炉操作水平的影响率在15%，炼铁设备的影响率在5%，外围因素(包括供应、动力、上下工序等)的影响因素约在10%。所以，我们说高炉炼铁是以精料技术为基础。我们提倡炼钢、轧钢、焦化、烧结等工序也应当以精料为基础开展工作。因为精料会带来高效益、高质量、高效率。对于高炉炼铁来说，降低燃料比的技术还有高风温，优化高炉操作技术，脱湿鼓风，提高喷煤比等。 2.钢铁企业节能途径

2.1 抓好钢铁企业用能减量化的工作

钢铁工业用能结构是，煤炭占69.9%，电力26.4%，燃油3.2%，天然气0.5%。钢铁企业节能工作重点是降低煤炭和电力的用量。

(1)降低煤炭消耗的工作主要是在炼铁系统。2006年全国重点钢铁企业高炉焦比为396kg／t，喷煤比为135kg／t，烧结固体燃耗为54kg／t，炼焦耗洗精煤1.390t／t。钢铁企业节能的工作重点是在节煤上，体现在高炉炼铁降低燃料消耗上。降低炼铁燃耗的重点工作是要贯彻高炉炼铁的精料方针。理论上讲，高炉入炉矿品位提高1%，焦比下降1.5%，产量提高2.5%，吨铁渣量减少30公斤，允许多喷吹15公斤／吨铁煤粉。目前，高炉炼铁节能的主要矛盾已不是要求入炉品位的高低。因为铁矿石供应紧缺，全国对进口矿石的依赖度已超过53%，而进口矿的含铁品位也在下降，且进口矿的质量和数量(称重)上的争议开始增多，钢铁企业的可控度在降低。当前，炼铁企业精料工作的重点应是在提高炼铁原燃料质量上的稳定，

为高炉生产稳定顺行创造条件。另一方面，大型高炉要注重焦炭质量的提高，特别是对热性能的要求。在高喷煤比条件下，焦炭质量对高炉生产的影响突出显现出来了。

降低炼铁能耗的主要技术措施有： 风温升高100℃，节约焦比15kg／t，

脱湿鼓风：风中每减少1g／m3水，可提高风温9℃，降焦比0.7kg／t。 富氧鼓风：富氧1%，高炉增产4.26%，高炉煤气发热值升高3.4%，节焦1%，允许多喷吹12～20kg／t煤粉。

焦炭和煤粉灰分降低1%，炼铁焦比可下降1.5%。

结构节能：每喷吹1吨煤粉，可降低炼铁系统能耗约lOOkgce／t，每增加使用1吨球团矿，可降低炼铁系统能耗20kgce／t左右。

优化高炉操作技术：生铁含Si每降低0.1%，可降低焦比4～5kg／t。炉顶煤气压力提高1kPa，可降焦比3%～5%，增产1%左右。煤气CO2含量提高0.5%，可减少燃耗10kg／t。

对热风炉管道进行保温，可使热风温度升高9℃～17~C。 采用小球烧结厚料层烧结工艺，可减少烧结燃耗15～20kg／t烧。 烧结对混合料进行预热，温度升高10℃，减少固体燃耗2kg／t。 控制烧结点火负压，可降低烧结工序能耗4%～5%。 对炼焦煤进行调湿，水份从10%降到6%，节能8%。 (2)减少钢铁企业用电量的技术

对全公司开展电网经济运行(包括变压器，用电设备，输电线路进行优化——有专用软件)，可以节约总量的1%左右。

减少烧结机漏风率10%，可节电2度／t烧。

炼焦用高压氨水代替蒸汽喷射装置，可节省蒸汽，又节电。 烧结主风机和除尘风机采用变频调速装置或液力偶合器可节电。 高炉和转炉煤气采用干法除尘技术，即可节水，又可节电。 高炉冷却水采用软水密闭循环设施，可节水7%，又可节电。

电炉只完成熔化和氧化功能，把还原和精炼功能放在炉外精炼，吨钢可节电

60kwh。电炉采用水冷炉壁——泡沫渣埋弧熔炼，供电是高电压、低电流，吨钢可节电20kwh。

将交流改为直流的电弧炉，电炉电耗降低10%～15%。 向电炉吹氧，35～45m3／t钢，吨钢电耗降低30～35kwh。

采用连续式加料的电炉，减少炉门和炉盖的开启，吨钢节电10kwh。 采用留钢法电炉冶炼，使供电平稳，可节电15%。 电炉偏心炉低出钢，吨钢节电10～15kwh。

将废钢进行预热到500℃～600℃，可使电炉节电10%～20%。

对电炉实行计算机功率控制，优化供电曲线，吨钢可节电33～47kwh。 对大电机采用交交变频调速技术，可以节约电能，有效功率高，动态性能好，可靠性高，维修方便。

用PLC和DCS系统控制冶金设备，使设备动作快、运行准确可大幅度提高设备的使用效率，提高产品质量，又有节电效应。

2.2 充分、科学、经济地用好钢铁企业的副产煤气

钢铁企业生产过程所用煤炭(不包括发电用煤)的能量有34。12%。会转变为副产煤气(高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气)。副产煤气的能值高，发生量大，合理利用好，会对企业的节能工作产生重大影响。据统计，2006年全国重点钢铁企业高炉煤气的放散率在9.78%，最高的达到28.66%；焦炉煤气的放散率为4.18%，最高放散率的企业为36.95%。这说明，我国钢铁企业副产煤气的利用不十分理想。要加大对此项工作的力度，充分、科学、经济地用好副产煤气，会对企业产生良好的经济效益，也是企业节能工作的重点。

(1)采用蓄热式燃烧技术，扩大低热值高炉煤气使用范围。蓄热式燃烧技术就是对助燃空气和煤气先进行加热，可以达到500℃～1000℃，再进行燃烧时就可以其能值达到工业炉(窑)所需要的标准。如热风炉采用双预热技术之后，就可以在单烧高炉煤气，使热风温度达到1150℃以上。采用蓄热式燃烧技术之后，高炉煤气可以在烘烤铁水包、钢包、连铸中间包和轧钢加热炉，以及热处理炉上得到广泛应用。

(2)努力提高全行业转炉煤气回收水平，拓宽使用范围

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