多年來，我國鋼鐵工業(yè)污染排放總量占全部工業(yè)污染排放總量的比例逐年增加。“十二五”期間節(jié)能減排的任務(wù)十分艱巨和急迫，我國政府承諾到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放要比2005年下降40%~45%，節(jié)能提高能效的貢獻(xiàn)率要達(dá)到85%以上，這也給鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排工作帶來巨大挑戰(zhàn)。

　　因此，在當(dāng)前鋼鐵工業(yè)處于低谷和困難的時(shí)候，更應(yīng)該深入研究如何改變鋼鐵工業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長方式，進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整和提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，節(jié)能減排也是鋼鐵行業(yè)今后需要大力加強(qiáng)的、具有普適性的重點(diǎn)工作。

　　燒結(jié)：解決現(xiàn)有問題促節(jié)能

　　當(dāng)前，鋼鐵企業(yè)新建的大中型燒結(jié)機(jī)多采用較先進(jìn)工藝和節(jié)能環(huán)保裝置，我國已有66臺(tái)燒結(jié)機(jī)配有燒結(jié)余熱回收利用裝備，還有200多套燒結(jié)煙氣脫硫或脫硫、脫硝綜合治理裝置，太鋼采用活性炭脫硫、脫硝和脫除其他有害物質(zhì)的裝備已引起行業(yè)的廣泛關(guān)注。然而，不容忽視的是我國燒結(jié)系統(tǒng)仍然存在以下問題：

　　一是我國現(xiàn)有燒結(jié)機(jī)平均面積偏小，技術(shù)裝備水平差距大。我國有燒結(jié)機(jī)1200多臺(tái)，但180m2~630m2的燒結(jié)機(jī)僅125臺(tái)，中小型燒結(jié)機(jī)仍占燒結(jié)總面積的34%以上。

　　二是由于企業(yè)之間原燃料供應(yīng)和價(jià)格等因素，生產(chǎn)條件差異較大，使燒結(jié)生產(chǎn)指標(biāo)差距較大，返礦率、能耗等偏高。

　　三是我國現(xiàn)有燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)普遍高達(dá)60%以上，使燒結(jié)工序能耗顯著增加，70%~80%能耗在主抽高壓風(fēng)機(jī)上。國外先進(jìn)燒結(jié)機(jī)的漏風(fēng)率在20%左右。降低漏風(fēng)率是燒結(jié)工序增加產(chǎn)量、降低成本最直接有效的措施。

　　四是燒結(jié)煙氣綜合治理總體水平不高，中小燒結(jié)機(jī)煙氣治理普遍不好。我國近年來上了一些脫硫裝置，但僅少數(shù)有脫NOx裝置，極少采用可同時(shí)脫硫、脫硝、脫二口惡英的技術(shù)。同時(shí)，脫硫效率低、產(chǎn)品利用率差等問題普遍存在。

　　五是我國每年仍有大量細(xì)精礦燒結(jié)，國外已極少見，精礦粉燒結(jié)必然帶來產(chǎn)量低、質(zhì)量差、能耗高和污染嚴(yán)重。

　　解決好以上問題，有助于推進(jìn)燒結(jié)系統(tǒng)節(jié)能降耗。

　　焦化：煤調(diào)濕節(jié)能效果有待進(jìn)一步提高

　　煤的濕度控制技術(shù)（簡(jiǎn)稱煤調(diào)濕）是將煉焦煤在裝爐前去除部分水分，與煤干燥的區(qū)別在于不追求最大限度地去除入爐煤的水分，而使水分穩(wěn)定在6%左右，可以降低煉焦耗熱量58kJ/kg~67kJ/kg干基煤，提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力7%~10%。我國煉焦煤含水量普遍偏高，達(dá)11%，如果焦煤的含水量降至6%，可節(jié)約干煤10.6kgce/t焦，每t入爐煤可以減少35.8kg的CO2排放；可多配弱黏結(jié)性煤8%~10%，擴(kuò)大焦煤使用資源，具有顯著的節(jié)能環(huán)保效果。

　　以年產(chǎn)100萬t焦化廠為例，采用煤濕度控制技術(shù)每年可以減少5126t標(biāo)煤，減少廢水5萬t，降低煤粉碎電耗40%，提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力4%~10%。直接經(jīng)濟(jì)效益1000萬元/年。目前我國鋼鐵企業(yè)中已投產(chǎn)6套煤調(diào)濕裝置，分布在濟(jì)鋼、昆鋼、馬鋼、寶鋼、太鋼、攀鋼。如果在全國推廣，按入爐水分降低3%計(jì)，每年可以節(jié)約300萬t標(biāo)煤，減排CO21600萬t。

　　但是，國內(nèi)部分已經(jīng)建成的煤調(diào)濕裝置多以蒸汽為熱源，能耗較高，節(jié)能效果有待提高，以焦?fàn)t煙道氣余熱為熱源的煤調(diào)濕熱效率高，節(jié)能效果好，應(yīng)該成為我國重點(diǎn)推廣的煤調(diào)濕技術(shù)；采用煤調(diào)濕后煤的水分降低，在轉(zhuǎn)運(yùn)和裝煤過程中粉塵量等有害物質(zhì)增加，有待采取有效措施解決。

　　高爐：以降低燃料比和提高利用率為重點(diǎn)

　　煉鐵是整個(gè)鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排、降成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而煉鐵節(jié)能應(yīng)以降低高爐燃料比和焦比為核心。

　　高風(fēng)溫技術(shù)：提高熱風(fēng)溫度是有效降低焦比和燃料比最為廉價(jià)的方式。高風(fēng)溫是一項(xiàng)綜合技術(shù)，要綜合考慮高爐接受風(fēng)溫的能力、熱風(fēng)爐供應(yīng)風(fēng)溫的能力和高溫?zé)犸L(fēng)的輸送。

　　我國≥1200℃的高風(fēng)溫高爐為數(shù)不多，重點(diǎn)企業(yè)近年平均風(fēng)溫僅為1150℃。設(shè)置前置加熱爐、全燒高爐煤氣的頂燃式熱風(fēng)爐的風(fēng)溫可以突破1300℃，首鋼京唐5500m3高爐熱風(fēng)爐的實(shí)踐已證明它的成功。首鋼遷鋼公司通過熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)優(yōu)化和煤氣預(yù)熱、燃燒系統(tǒng)仿真、燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)等技術(shù)，2009年風(fēng)溫1259℃，以后一直穩(wěn)定在1280℃，達(dá)國內(nèi)外先進(jìn)水平。

　　高爐長壽技術(shù)：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅2000年~2011年國內(nèi)企業(yè)就有23座高爐發(fā)生高爐爐缸、爐底燒穿事故，成為近年來高爐安全穩(wěn)定生產(chǎn)的制約因素。一些企業(yè)的高爐爐齡僅6年~7年，高爐長壽的問題應(yīng)當(dāng)予以重視。

　　高爐長壽綜合技術(shù)的使用可以有效控制高爐老化的速度，并且保持長年持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。其中，提高高爐的設(shè)計(jì)和建設(shè)水平是高爐長壽的基礎(chǔ)和根本保證，否則要想通過改善操作和維護(hù)技術(shù)來獲得高爐長壽是十分困難和代價(jià)昂貴的。

　　目前，國內(nèi)外高爐長壽技術(shù)的主要發(fā)展有：全爐體冷卻技術(shù)，即從爐底到爐喉全部采用冷卻器。無料鐘爐頂，可使煤氣流分布穩(wěn)定合理，控制爐身熱負(fù)荷。在爐腹、爐腰至爐身下部這些高爐工況條件最惡劣的區(qū)域，安裝銅冷卻壁，可確保在高利用系數(shù)的操作條件下此區(qū)域的壽命提高，而且不用使用價(jià)格昂貴的耐火材料，高爐爐體的維護(hù)工作大大減少。此外，在爐缸、爐底區(qū)域構(gòu)筑爐缸長壽保護(hù)層，如采用具有高導(dǎo)熱系數(shù)的熱壓碳磚或超微孔碳磚，或在爐缸碳磚表面增加一層低導(dǎo)熱的優(yōu)質(zhì)莫來石或剛玉等耐火材料陶瓷杯，均可促進(jìn)爐缸的長壽。

　　精料方針：高爐貫徹精料方針，包括原料精準(zhǔn)配料，高品位、高堿度、高強(qiáng)度的燒結(jié)礦，酸性球團(tuán)，冶金性能好的焦炭以及采用熟料技術(shù)等。通過全面改進(jìn)原料質(zhì)量，從而保證高爐在大風(fēng)量、高風(fēng)溫、高壓、高負(fù)荷的生產(chǎn)條件下穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)踐證明，入爐品位每提高1%，則焦比下降1.5%，高爐產(chǎn)量提高5%，噸鐵渣量減少30kg，允許高爐噸鐵多噴15kg煤粉。因此，高爐應(yīng)盡可能地做好精料工作，探索配礦和配煤技術(shù)，在資源日益劣化的今天也應(yīng)該“粗糧細(xì)做”。

　　高爐精料應(yīng)改變“低價(jià)劣品”的采購理念，提高入爐品位。堅(jiān)持精料方針可能會(huì)增加采購成本，但可以顯著降低制造成本，并有利于節(jié)能減排。目前高爐精料技術(shù)普及率80%。我國多數(shù)大型高爐入爐礦品位控制較好，一般在57%以上。首鋼遷鋼2650m3、4000m3高爐的入爐品位58.5%，寶鋼4500m3級(jí)高爐為61%。這些企業(yè)從實(shí)踐中和比較中得出體會(huì)：精料方針必須堅(jiān)持，高爐能夠在高水平下穩(wěn)定順行才是最大的降低成本。

　　提高煤氣利用率：高爐煤氣利用率的高低直接影響焦比和燃料比，通過對(duì)高爐裝料和送風(fēng)等制度的調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)高的煤氣利用率。應(yīng)該堅(jiān)持穩(wěn)定入爐原料的質(zhì)量，粒度均勻、含粉塵少；使用好高風(fēng)溫和富氧，提高在較高煤焦置換比前提下的噴煤量；處理好煤氣利用率與爐料透氣性的關(guān)系，在高爐高水平順行的前提下取得較高的煤氣利用率。

　　目前，除了寶鋼以外的11座大型高爐的煤氣利用率沒有超過50%，有的甚至不足45%，說明大型高爐如何通過管理和操作實(shí)現(xiàn)煤氣流的合理分布還存在許多問題，燃料比都在500kg/t以上，沒有完全發(fā)揮出大型高爐熱效率高、節(jié)能降焦的優(yōu)勢(shì)。而小高爐熱效率低、煤氣利用率差、燃料比高是難以克服的缺陷，也成為冶金行業(yè)CO2減排的難點(diǎn)。

　　高爐噴煤技術(shù)：高爐噴煤可以節(jié)約冶金焦和降低鐵水成本，是提高煉鐵競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志。由于煤炭資源的質(zhì)量劣化，近年來高爐噴煤量也有所下降。業(yè)內(nèi)有人提出經(jīng)濟(jì)噴煤量，即以最佳的置換比決定噴煤量的大小，實(shí)現(xiàn)低燃料比煉鐵。如果噴的煤粉不能被高爐所利用，未燃煤粉被煤氣帶出高爐爐頂，提高噴煤量則失去意義。高爐噴煤置換比決定于煤粉在風(fēng)口前的燃燒率和高爐對(duì)未燃煤粉的承受能力，噴煤置換比是可變的，因此經(jīng)濟(jì)噴煤量也是可變的。從煉焦煤資源的短缺和降成本的壓力出發(fā)，高爐大噴煤依然是煉鐵技術(shù)工作者的追求目標(biāo)。

　　高爐噴煤的技術(shù)發(fā)展方向是：提高煤粉在風(fēng)口前的燃燒率，盡可能減少未燃煤粉，這就須優(yōu)化與煤粉在風(fēng)口前燃燒相關(guān)的工藝參數(shù)和噴吹設(shè)備；提高高爐對(duì)未燃煤粉的接受能力，研究未燃煤粉的利用率與高爐煤氣流分布的關(guān)系，進(jìn)而提高高爐經(jīng)濟(jì)噴煤量；深入研究煤種特性和配煤特性，以適應(yīng)提高燃燒率和未燃煤粉接受能力的技術(shù)要求。

　　高爐煤氣干法除塵和干法TRT：與濕法比較，經(jīng)過干法除塵的高爐煤氣的阻力損失小（約低20kPa-30kPa）、凈煤氣溫度高（約150℃），而且因?yàn)闆]有凈化過程帶入的水分，煤氣理論燃燒溫度高，如果用于熱風(fēng)爐，可以提高熱風(fēng)溫度50℃~90℃。

　　干法除塵的高爐煤氣如果用于TRT發(fā)電，比濕式TRT的發(fā)電效率提高30%。據(jù)中鋼協(xié)組織的調(diào)研，國內(nèi)高爐562座，干式TRT為330套，濕式TRT有78套。我國70%大型高爐已采用煤氣干法除塵技術(shù)。

　　今后，鋼鐵企業(yè)應(yīng)繼續(xù)完善煤氣干法除塵技術(shù)，進(jìn)一步解決煤氣溫度控制、高爐煤氣中大量酸性介質(zhì)對(duì)管道的腐蝕、設(shè)備檢修量大、濾袋更換處理等問題。

　　高爐煤氣發(fā)電與共同火力發(fā)電：高爐煤氣（燃?xì)猓?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（簡(jiǎn)稱CCPP）是利用高爐煤氣發(fā)電的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，比常規(guī)的鍋爐蒸汽發(fā)電可以多發(fā)電20%。

　　目前我國有15套（10家鋼鐵企業(yè)）CCPP發(fā)電機(jī)組投產(chǎn)，CCPP的裝機(jī)容量從50MW到300MW。除寶鋼等少量企業(yè)使用全高爐煤氣外（熱值約為700kcal），其余均為高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣混合，熱值約為1300kcal。該技術(shù)應(yīng)該進(jìn)一步解決燃?xì)獬龎m和葉片損壞等問題。國外企業(yè)十分重視CCPP的入口高爐煤氣條件和保證CCPP滿負(fù)荷運(yùn)行，我國企業(yè)在這方面做得尚不到位，40天~50天的停機(jī)大修時(shí)間和高額的大修費(fèi)用使鋼鐵企業(yè)猶豫。

　　需要指出的是，提倡鋼廠自發(fā)電，“只買煤，不買電”，不是要企業(yè)建設(shè)全燒煤的火電機(jī)組，也不是富裕多少煤氣發(fā)多少電，應(yīng)該根據(jù)企業(yè)煤氣平衡，合理配置混燒煤氣和煤的發(fā)電機(jī)組，以達(dá)到穩(wěn)定、高效、緩沖和降低煤氣放散之目的。

　　回收的各種類型煤氣應(yīng)根據(jù)用戶的不同需求，盡量合理分配、就近利用、梯級(jí)利用，富余的高熱值煤氣優(yōu)先作為原料或集中制氫。企業(yè)往往重視回收而對(duì)有效利用重視不足，常常會(huì)造成一定程度的無效回收現(xiàn)象。回收的余熱應(yīng)盡量在本工序直接利用，減少?zèng)]有必要的能量轉(zhuǎn)換。

　　在煤氣資源利用方面，應(yīng)鼓勵(lì)鋼鐵企業(yè)與電力企業(yè)合作，利用鋼廠的副產(chǎn)煤氣和發(fā)電廠的大型蒸汽鍋爐、大容量發(fā)電機(jī)組，開展共同火力發(fā)電，在投入較少的情況下可以得到好的經(jīng)濟(jì)效益。共同火力發(fā)電比常規(guī)的發(fā)電機(jī)組靈活。在煤氣富余時(shí)，共同火力的蒸汽鍋爐可以將其消耗掉，使煤氣不再放散，也降低了發(fā)電成本；在煤氣不足時(shí)，共同火力的蒸汽鍋爐可以燒煤，保證供電正常。共同火力發(fā)電對(duì)于鋼廠和電廠都有好處。目前由于缺乏相應(yīng)的政策支持，煤氣價(jià)格主要由電廠確定，其折算價(jià)格遠(yuǎn)低于市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)煤價(jià)格，導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)燃料低價(jià)銷售，在一定程度上影響鋼廠共建積極性。

　　煉鋼：抓住重點(diǎn)技術(shù)不斷突破

　　轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù)：轉(zhuǎn)爐煤氣熱值較高，一般為7500kJ/Nm3~9000kJ/Nm3（1800kcal/m3~2200kcal/m3），轉(zhuǎn)爐煤氣回收占煉鋼回收總熱量的80%，可以顯著降低轉(zhuǎn)爐煉鋼工序能耗。

　　目前世界上大部分轉(zhuǎn)爐采用未燃法來凈化回收轉(zhuǎn)爐煤氣，通常又分為OG濕法和LT干法兩大類。

　　OG濕法以其成熟穩(wěn)定和安全可靠、操作簡(jiǎn)單而在全世界廣泛應(yīng)用，目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用第四代OG濕法為噴淋塔-文氏管（RSW喉口）凈化回收系統(tǒng)，處理后煙氣含塵量達(dá)到50mg/Nm3~80mg/Nm3。

　　LT干法雖然投資高于OG濕法，但具有節(jié)水節(jié)電、除塵效率高、風(fēng)機(jī)壽命長、維護(hù)工作量小、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。我國目前已經(jīng)有40余套，處理后煙氣含塵量達(dá)到10mg/Nm3~20mg/Nm3，當(dāng)鐵水比為90%時(shí)，干法回收煤氣可達(dá)100m3/t鋼以上，是今后轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收的技術(shù)發(fā)展方向。

　　轉(zhuǎn)爐高效擋渣技術(shù)：減少轉(zhuǎn)爐出鋼到鋼包的下渣量，可以減少精煉過程中鋼水的回磷及氧化物夾雜，提高鋼水清潔度，同時(shí)也提高合金的收得率，減少脫氧劑、合金消耗，降低煉鋼成本。

　　轉(zhuǎn)爐高效擋渣技術(shù)是在轉(zhuǎn)爐爐殼出鋼口安裝液壓滑動(dòng)水口，配備遠(yuǎn)紅外下渣監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)精確自動(dòng)控制滑板出鋼。不僅操作方便、控制精確，自動(dòng)化程度高，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。國內(nèi)的滑板擋渣效率≥95%，合金收得率提高1%～2%，鋼包下渣厚度小于30mm。三明鋼鐵、寶鋼、京唐、萊鋼等十幾個(gè)鋼廠，在超過40座轉(zhuǎn)爐（60t~300t）上先后應(yīng)用，此技術(shù)的應(yīng)用前景良好。

　　RH精煉用干式真空泵系統(tǒng)：重鋼RH干式真空系統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)踐表明其脫氫效果與國內(nèi)使用多級(jí)蒸汽噴射泵的RH基本一致。RH脫碳前鋼水初始碳含量300ppm~450ppm、氧含量500ppm~650ppm、驅(qū)動(dòng)氣體流量為90m3/h~120m3/h時(shí)，經(jīng)20min左右脫碳處理，可將碳最低脫至10ppm。其不受蒸汽溫度、壓力的影響，生產(chǎn)組織靈活，由于采用布袋干法除塵，設(shè)施簡(jiǎn)單，粉塵便于回收利用。

　　熱送熱裝技術(shù)：連鑄坯的直裝（DHCR）和熱裝（HCR）是提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗和降低熱軋工序成本的重要措施。

　　DHCR的關(guān)鍵技術(shù)包括：煉鋼-熱軋作業(yè)計(jì)劃一體化編制、DHCR連鑄坯順序動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)和連鑄坯無缺陷技術(shù)。根據(jù)寧波鋼廠的統(tǒng)計(jì)，采用DHCR時(shí)一座加熱爐煤氣消耗為5600m3/h，傳統(tǒng)軋制時(shí)一座加熱爐煤氣消耗為35000m3/h，2009年4月~2010年3月三座加熱爐節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤27600t，減少CO2排放7.45萬t，減少金屬燒損25035t。

　　節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)升級(jí)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要環(huán)節(jié)，也是行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主攻方向和突破口。鋼鐵行業(yè)作為節(jié)能減排的重點(diǎn)區(qū)域，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)節(jié)能減排先進(jìn)技術(shù)的重視和應(yīng)用，真正構(gòu)建起低耗、綠色、環(huán)保、可持續(xù)的發(fā)展模式，推動(dòng)全行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。