炼铁冶金环保与节能技术研究

发表时间:2019/5/8   来源:《防护工程》2019年第1期   作者:谢雪仲
[导读] 开发出更为节能化的冶金技术,在提升冶金质量的同时,提高企业的生产效益,促进我国工业制造水平的进一步提升。
方大集团萍安钢公司湘东炼铁厂  江西萍乡  337019
  摘要:目前我国经济建设发展迅速,工业化建设发展也有了很大突破。近几年,国家对各种资源的需求量,特别是对钢铁的需求量在逐渐的增加,但是随着人们生活水平和质量的提高以及环境问题的日渐突出,人们开始越来越重视节能措施和环境保护。因此日益增加的能源需求与环境保护问题之间的矛盾逐渐凸显出来,这就需要在生产的环节减少污染的排放,在炼铁系统中实现节能和环境保护。
  关键词:炼铁冶金;环保;节能技术;研究
  
  
  引言
  我国正处于经济大发展时期,市场对钢铁需求量越来越大,推动了钢铁冶金企业的发展。在各项资源,尤其是能源日益紧缺的社会大环境下,节能问题受到了社会各界的重视,因此,只有规避过度浪费的行为,才能为企业创造出更多价值。如何在钢铁冶金流程中贯彻节能精神,实现节约资源的目的,是摆在从业人员面前的一大难题。
  1钢铁冶金流程节能的重要性
  经济全球化的发展,市场对于钢铁的需求与日俱增,我国在全球钢铁的生产、使用上,都占据着较大的比重。。虽然我国钢铁冶炼技术在经济全球化的背景下达到了一定的标准,但在实际调查中发现,钢铁冶金生产过程中的能源消耗问题过于严重,不仅不利于行业可持续发展,同时也会对自然环境带来一定程度的负面影响。通过对钢铁冶金流程进行节能性的改进,完善相关的技术措施,不仅仅可以提升钢铁的生产效率,同时还可以减少钢铁资源的浪费现象,使得整个冶金加工流程更具环保性。
  2炼铁行业在环保与节能方面存在的主要问题
  2.1我国炼铁行业污染严重
  污染严重是我国炼铁行业存在的主要问题之一。目前,国外先进国家炼铁过程中所产生的粉尘已经基本得到控制并全部利用,而我国相当一部分企业炼铁过程所产生的粉尘排放得不到有效治理,尤其是高炉炼铁所产生的粉尘,烟尘回收利用率极低。此外,对于烧结烟气中SO2的处理,北美和欧洲一些国家都控制极为严格,甚至因此关闭了一些烧结厂,而我国钢铁企业对烧结烟气中的SO2和NOx处理极不到位,不仅造成大气污染同时还严重的浪费能源,且高能耗所带来的CO2排放也形成严重的环保问题。
  2.2我国炼铁行业能耗高
  能耗高是我国炼铁行业存在的又一主要问题。据统计,2011年上半年我国重点钢铁企业燃料比为520kg/t,比2010年升高了2kg/t,同2010年相比有42个企业燃料比升高,30个企业燃料比下降,其中,炼铁工序能耗为404.99kgce/t,烧结工序能耗为52.34kgce/t。同国际先进国家炼铁工业能耗相比,国外先进国家早在2004年焦炉比就已经低于300kg/t,燃料比低于500kg/t,
  3炼铁工业环保节能策略
  3.1大力研发和推广节能新工艺新技术
  炼铁过程中,能耗高的环节主要在焦化、烧结两个环节。节能环保技术的研究也应该主要集中于这两个方面,焦化工序可以集中于焦炉大型化的技术改造,如采用新型节能环保技术,包括先进的炉型结构和四大车连锁技术,计算机控制炉温技术,美钢联低水分熄焦工艺等。同时采用先进的装煤除尘环保技术,建立烟尘控制和废水零排放机制,从而降低焦化工序的能耗,提高环保技术水平。对于烧结工序来说,目前采用“厚料层-燃料分加-小球烧结”的新工艺,将料层厚度、混合料粒级、煤粉外加比例进行调整,从而降低固体燃料消耗量。


  高炉高效化生产首先体现在高炉的大型化上,因此对于原有的高炉,可以进行扩容改造,提高我国高炉平均容积,同时提高高炉利用系数,采用高富氧率等措施,建立现场大型制氧装置,建立多氧气管路并联机制,为高环保低能耗提供有利的硬件基础。
  3.2降低各工序动力消耗
  如高炉鼓风机,可以进行改造提高鼓风机同高炉的匹配程度,减少高炉放风操作,降低鼓风消耗率。再如水耗,可以建立制冷站循环冷却系统,代替冷却水直排系统,提高冷却水循环率,并使冷却水在封闭设备中运行,一方面可以减少废水排放量,同时还可以减少数有毒气体污染大气,实现冷却废水零排放
  3.3建立余热回收机制
  余热回收机制可以有效提高能源利用率,目前常采用的技术有干熄焦技术,避免传统温法熄焦所造成的热损失和水污染,并可以将热量回收产生蒸气和发电,既节水又提高了能源利用率,还可以改善焦炭质量。再如烧结烟气和冷却风余热的回收利用,可以在环冷机入口安装余热锅炉装置,利用环冷热废气产生蒸汽蒸气用于预热烧结混合料,并可将热废气作为点火助燃空气。
  3.4优化高炉焦比和燃料比
  燃料消耗是高炉炼铁的主要能耗,因此通过采用先进技术降低焦比和燃料比,可以直接降低高炉的燃料消耗和风耗,并同时减少炼焦工序的能耗。要降低高炉焦比和燃料比,可以对炼铁系统进行技术改造,比如采用大型化烧结机,采用燃料分加、厚料层操作方法,或者采用新型免烧结高炉炼铁节能环保技术,从而提高炼铁过程整体精料水平。对过筛进行改造,改善焦炭和烧结矿的过筛效果,减少粉末入炉,从而强化高炉冶炼效果,改善煤气利用条件。此外,可以提高风温,为大喷煤量提供必要条件,使鼓风带进高炉的热量能被100%利用。现有技术包括硅砖热分炉技术、矩形陶瓷燃烧器技术、双预热技术等,均可以效的保证入炉焦比的降低和煤比的提高。
  3.5其它节能的技术要点
  在其它节能技术方面,首先,可以站在长远发展的角度,引入环保型的钢铁冶金设备,降低钢铁冶金的能源消耗问题,提升冶金炼钢的整体质量,推动其发展效率,减少不必要的污染问题。大力推广应用干熄焦冶炼技术。干熄焦冶炼技术的作业原理是借助干熄焦之中的惰性气体,从焦炉内取出定量的红焦,将其送至干熄焦设备之内,这样可以产生大量的惰性气体,并且在除尘加工过程中,将惰性气体导进锅炉内,所产生的气体可以在发电等资源的开发中进行二次利用,实现节能目的。
  其次,在冶金流程中,可以添加一些催化燃烧的用品。例如在烧结过程中,由于其燃烧程度对于冶炼的质量有着极为关键的影响,所以可以添加一定量的助燃剂,使整个烧结过程更加彻底,提高烧结效率,既符合钢筋冶金流程,还能在节省能源投入的情况下,提升冶炼的整体质量,帮助工作人员树立更加科学、合理的生产意识。
  最后,在转炉的工序中,应该对一些节能点引起重视;应该对工作人员的综合能力进行提升,丰富相关人员的节能经验,并对其进行专业化的引导,完善操作技术和操作经验。在转炉的过程中,对氧枪压力进行合理调整,在确保转炉工序得以正常执行的前提下,尽可能降低氧气能源的消耗问题。在使用电力资源时,也要尽可能精简操作步骤,规范操作方法,贯彻能源节约制度,强化每一名操作人员的电力节能意识。
  3.6在转炉工序中应该注意的节能问题
  在钢铁冶炼的技术中,针对于转炉工序的节能空间是非常巨大的,因为通过转炉这一环节的冶炼,需要消耗一定比例的氧气能源和电资源,在消耗能源的比例中,这两项能源占据着消耗能源中的十分之九,特别是针对于一炼铁为主的企业单位来说,转炉工序的节能问题,成为了主要研究的问题。以下就针对这个问题,提出了解决的措施。(1)提高操作人员的综合素质和能力。在很多负责冶炼的操作员中,很多都没有进行专业的技术指导和培养,再加上操作技术和经验上的不同,就会造成因操作的不当而浪费了资源的投入,因此在进行转炉等工序时,一定要进行仔细的检查和操作,合理的调整氧枪压力的大小,在保证转炉工序的正常作业下,最大限度的减少氧气能源的消耗和浪费。(2)在使用电力资源的时候,也要保证操作人员操作的准确性,减少精炼,相关的企业单位更要针对这个问题,制定相应的规章制度,并要大力的执行下去,约束每个操作员都能正确的进行操作,增强操作人员的节能意识,最大限度的节约电力资源和氧气能源的消耗。
  结语
  总而言之,随着钢铁冶金技术的不断完善与发展,整个钢铁制造行业也迎来了更为广阔的发展空间,要想使其具备持续性的发展潜力,相关工作人员必须强化能源节约意识,降低企业的成本投入,摆脱传统钢铁冶金的制约性,开发出更为节能化的冶金技术,在提升冶金质量的同时,提高企业的生产效益,促进我国工业制造水平的进一步提升。
  参考文献:
  [1]张廷发.钢铁冶金流程节能实现及技术要点研究[J].科技创新与应用,2017(12):139.
  [2]陈红雷,滕飞.钢铁冶金流程节能实现及技术要点研究[J].黑龙江科技信息,2015(34):53.
  [3]周洪斌.钢铁冶金流程节能空间的深入研究[J].科技与企业,2014(13):415.
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