摘要:随着工业发展的进步,社会各行业对能源的需求逐渐增加,由于能源的不可再生性,解决能源供应成为影响社会发展进程的重要问题。我国的钢铁产量在全球居于前列,其中在钢铁冶炼过程中消耗巨大的能源,因此在钢铁冶炼行业中进行节能技术的改进,将在很大程度上节约我国的能源消耗,起到保护环境的作用。在钢铁冶炼系统中要全面落实节能技术,提高冶炼过程中的节能水平,通过节能技术的支持改善钢铁冶炼环境,实现节能技术的应用价值。
关键词:钢铁冶炼;节能;探讨
引言
钢铁工业是高耗能行业,耗能量占全国能耗量的10%左右。近年来,随着国家供给侧结构性改革稳步推进,钢铁行业结构发生了重大调整,高效率低成本,清洁化智能化的发展模式已成为钢铁企业实现转型发展的必要前提。转炉炼钢是钢铁生产流程中复杂工序之一,属于中间生产工序,其生产工艺复杂、设备繁多,是钢铁生产高耗能工序,也是产生二次能源的重要工序,降低此工序能源消耗和加大二次能源的回收利用,对钢铁企业实现节能降耗,降低成本有重要意义。
1国内钢铁行业的消耗情况
中国钢铁行业每年的能耗在全国总能耗中占有的比例为10%,而电力消耗在工业电耗中占有的比重是11%;新水消耗在总工业水消耗中占有的比例为9%。中国和其他钢铁强国相比较而言存在三个突出问题,即钢铁工业能耗大、二次能源的利用率低下以及国体废物利用率低等。对于整个钢铁工业能源消耗结构来讲,占主导地位的是煤炭,然后是电力,其他能源所占的比例较少。
2钢铁冶炼系统的节能技术发展现状
2.1节能技术发展取得较大进步
近年来,随着社会各行业对钢铁产量需求的逐渐增加,国家加大了对于钢铁行业的节能减排要求,并得到了钢铁行业的积极相应,通过革新技术、改革政策、加强管理等方式对钢铁行业的各方面进行优化。经过调查,钢铁行业的大部分企业树立了较强的节能意识,通过对国家的方针策略研究整合出最科学的能源管理制度,将企业的运行模式和执行要求与节能需求相挂钩,通过运用各方积极因素实现能源改革。其次钢铁行业开始重视对于节能减排技术的优秀方面引进和学习,通过降低产品能耗缩减能源消耗,实现冶炼过程中的能源回收利用。同时钢铁行业对企业内的环保指标进行了完善,尤其在二氧化硫、烟尘、粉尘排放量以及固体废弃物产生量等标准上进行降低,减轻钢铁冶炼对于环境的污染作用,逐步实现节能生产。
2.2控制能源消耗
在转炉炼钢过程,消耗的氧气与电力较多,现代化的科学技术能够操控电力和氧气的消耗,达到减少转炉炼钢能源消耗的目的。实施步骤:首先,使用副枪控制出钢动态,把终点命中率提升至更高的层次,进而把控住出钢的温度;其次,提高钢水注入精炼炉的温度和成分达标率,改良操作工艺,每个步骤都实现标准化操作,从而对精炼的点好进行操控;再次,增添新型的炼钢设备,最大程度上满足高产量、低成本、高质量以及低能耗的要求;最终,提高生产人员的技术操作水平和生产管理水平。
2.3主要的节能方式为技术节能
在我国的钢铁冶炼系统中,技术节能是主要的节能方式,通过推进技术节能可以优化企业结构,节约企业的生产成本。要实现技术技能,企业要将技术进行进一步的升级,在整个钢铁冶炼系统中大范围的实现新型的节能技术,引入先进的冶炼设备,提高钢铁生产资源的利用率。
3炼钢低碳技术发展方向
3.1加强废钢的二次利用
转炉冷却效果相对稳定的材料就是废钢,基于提高转炉废钢的利用率降低能源的消耗、转炉炼钢的成本以及炼钢辅助材料的消耗。除此之外,需分类存放废钢,单独存放合金钢和非合金钢,比如在冶炼含铬钢时使用含铬炼出的废钢能够减少烙铁的使用量。
相反的是,倘若废钢使用不合理,则很可能会给冶炼带来麻烦,最终导致成分不达标,冶炼出来的东西变成了废品。
3.2降低转炉炼钢的能源消耗
转炉炼钢工序能耗中,氧气和电力消耗占比最大,通过采取相关技术措施控制氧气和电力消耗,可有效降低转炉炼钢能源消耗。主要方法有:采用副枪动态控制出钢,提高终点命中率,严格控制出钢温度;提高钢水到精炼炉的成分与温度达标率,优化操作工艺制度,开展标准化作业,控制精炼电耗;采用先进炼钢工艺设备,实现高质高产、低成本低能耗;提高生产管理水平,提高生产人员技术操作水平;实行全流程保温措施,控制温降,以稳定的工艺操作,实现全流程低温制度的运行。
3.3注重废钢预热,提高废钢比
炼铁系统碳排放量约占高炉—转炉全流程的76.1%,每提高1%废钢比,吨钢可减排二氧化碳22.36kg,因此降低铁耗、提高废钢比是减少二氧化碳排放的重要抓手。2018年我国废钢利用水平实现新的突破,钢铁企业废钢消耗总量1.88亿吨,废钢比达到20.2%,同比增加2.4个百分点,部分企业废钢比达到30%以上。预计2020年,我国钢铁企业废钢比将达到25%,与2018年相比,吨钢可减排二氧化碳107kg;按照2025年我国钢铁企业废钢比30%估算,吨钢比2018年减排二氧化碳220kg。
3.4负能炼钢
负能炼钢的主要环节主要是能量的消耗与吸收。实现负能炼钢就是在钢铁冶炼系统中利用转炉降低过程中的能耗,减少氧气的损耗量。负能炼钢可以将转炉中的煤气和蒸汽回收,实现高强度的供氧。为了避免转炉过程中造渣、炉容比对供氧强度的干扰,所以要在转炉过程中加快炉渣的形成速度,从而提高供氧强度。要进一步提高负能炼钢的节能效果,同时要辅助改善配置复吹工艺,实现长时间的能量回收,加大回收量。在负能炼钢的节能过程中,要积极引入计算机功能,通过计算机控制炼钢的准确悉尼港,促进转炉稳定,从而实现负能炼钢
3.5根据炼钢标准制定装入量
转炉冶炼中每炉次装入的金属料的总含量就是装入量,其中包括废钢量与铁水量。每座转炉都有标准的装入量,倘若装入量过多,就会出现熔池搅拌不良的现象,不能正常化渣,因此就造成了金属损失,同时在出钢工作完成时,为了确保钢包净空,就会留下很多剩钢,这些剩钢就造成了资源的浪费。除此之外,生成的炉渣比较稀很难实现溅渣护炉,这种情况则容易造成枪口堵塞,剩钢也会对下炉钢吹炼工作造成阻碍,甚至还会出现喷溅的情况。倘若装入量过少,则产量就会下降,甚至还会损害炉底,所以,把握好转炉的装入量是十分重要的,为了减少剩钢浪费,确保后续工作顺利进行,剩钢还可以通过调整废钢或铁水量确定合理的装入量,并且要与转炉本体的实际情况相结合。
结束语
随着钢铁冶炼行业在社会中发展的逐步增快,要实现钢铁行业的节能减排已成为重要解决问题,在国家中十二五规划已经对钢铁企业的节能减排指标进行了新的规定,要实现冶炼技术的更新、生产资源的高效利用以及能源的节约消耗是钢铁企业的主要研究方面。所以钢铁行业要对钢铁冶炼系统中已有的节能技术进行科学规划,通过节能技术改善现存的钢铁冶炼现状,同时与能源中心的数据库技术相配合,逐渐实现钢铁冶炼系统中的节能减排应用。
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