2012年,面對(duì)復(fù)雜多變的國(guó)際國(guó)內(nèi)形勢(shì),面對(duì)鋼價(jià)低位震蕩、市場(chǎng)需求疲軟、同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重、供大于求、成本高企等種種挑戰(zhàn),中國(guó)鋼鐵行業(yè)努力控制產(chǎn)量、降本增效、優(yōu)化生產(chǎn)管理、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),打響了一場(chǎng)艱苦卓絕的“利潤(rùn)保衛(wèi)戰(zhàn)”。
這是新世紀(jì)以來(lái)最困難的一年。正因?yàn)槠D難,2012,被賦予了更為特殊的意義。它定義了當(dāng)下的鋼鐵行業(yè),處在矛盾凸顯期、調(diào)整轉(zhuǎn)型期,同時(shí)也步入關(guān)鍵發(fā)展時(shí)期、重要戰(zhàn)略機(jī)遇期。認(rèn)清方向,理順?biāo)悸罚綄ね粐?012年的攻堅(jiān)與探索、成功與挫折,都極具價(jià)值。
市場(chǎng)倒逼著鋼鐵行業(yè)加速轉(zhuǎn)型。2012年的鋼鐵行業(yè)不乏亮點(diǎn)。其中較明顯的一點(diǎn):通過(guò)優(yōu)化工藝技術(shù)、挖掘裝備潛能來(lái)推進(jìn)節(jié)能降耗、降本增效,幾乎成了每個(gè)企業(yè)的必修課。也正是在這樣的時(shí)候,技術(shù)創(chuàng)新的力量愈發(fā)顯得重要。2012年的鋼鐵行業(yè)響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,在節(jié)能減排裝備技術(shù)應(yīng)用和優(yōu)化上下大力氣,并以此推進(jìn)企業(yè)降本增效,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙豐收。
讓我們一起來(lái)梳理那些令人矚目的技術(shù)成果,沿著科技進(jìn)步的軌跡,審視節(jié)能環(huán)保技術(shù)裝備發(fā)展趨勢(shì),以此推動(dòng)行業(yè)實(shí)現(xiàn)科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展。
節(jié)能技術(shù):花開(kāi)朵朵,各有芬芳
焦化工序:不再追求最大限度地去除入爐煤的水分,而是通過(guò)煤調(diào)濕節(jié)能降耗,提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力;干熄焦煙氣、焦?fàn)t荒煤氣顯熱余熱利用技術(shù)大有用武之地。
濟(jì)鋼、昆鋼、馬鋼、寶鋼、太鋼、攀鋼等企業(yè)已投產(chǎn)煤調(diào)濕裝置。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。采用煤調(diào)濕后煤的水分降低,在轉(zhuǎn)運(yùn)和裝煤過(guò)程中粉塵量等有害物質(zhì)增加,有待采取有效措施解決。
我國(guó)已成為世界上最大的干熄焦技術(shù)應(yīng)用國(guó)家,但煙氣的顯熱和焦?fàn)t荒煤氣的顯熱還未得到充分利用。寶鋼梅鋼通過(guò)以液態(tài)金屬為導(dǎo)熱介質(zhì)的熱管進(jìn)行換熱試驗(yàn)研究,可產(chǎn)生蒸汽壓力1.6MPa,平均蒸汽流量66kg/h,熱管換熱后降至500℃。該技術(shù)具有熱管熱傳導(dǎo)率高優(yōu)勢(shì),但熱管材質(zhì)受高溫荒煤氣腐蝕,容易損壞。武鋼以特殊粉末材料為導(dǎo)熱介質(zhì),采用內(nèi)壁材質(zhì)經(jīng)過(guò)表面處理的換熱管,產(chǎn)生熱蒸汽,并以蒸汽為動(dòng)力源,配套建設(shè)蒸汽螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)和以蒸汽廢熱與溴化鋰介質(zhì)換熱的二級(jí)R123螺桿膨脹動(dòng)力機(jī),實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣顯熱的有效回收,利用率達(dá)40%,正在進(jìn)行工業(yè)化試驗(yàn)。
燒結(jié)工序:燒結(jié)工序能耗占鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)能耗的12%,是僅次于高爐煉鐵的第二大耗能工序,廢氣余熱循環(huán)利用技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展,降低漏風(fēng)率是關(guān)鍵。
燒結(jié)機(jī)主煙道煙氣余熱占燒結(jié)工序能耗的13% ̄25%,冷卻機(jī)(環(huán)冷機(jī)、帶冷機(jī))廢氣余熱占19% ̄35%。冷卻機(jī)廢氣余熱主要用于熱風(fēng)燒結(jié)、熱風(fēng)點(diǎn)火、熱風(fēng)保溫、蒸汽鍋爐及發(fā)電。其中環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)已和主體設(shè)備實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)自主化,應(yīng)用趨于成熟。但在燒結(jié)機(jī)主煙道煙氣余熱的回收利用方面,國(guó)內(nèi)還是空白。寶鋼、鞍鋼率先開(kāi)展了此方面的基礎(chǔ)研究,預(yù)計(jì)“十二五”期間燒結(jié)廢氣余熱循環(huán)利用技術(shù)將得到進(jìn)一步發(fā)展。
我國(guó)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,而國(guó)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。
煉鐵工序:煉鐵是整個(gè)鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排、降低成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而煉鐵節(jié)能以降低高爐燃料比和焦比為核心。同時(shí),回收高爐煤氣發(fā)電、回收高爐熔渣顯熱一直是業(yè)界的熱點(diǎn)。
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。由國(guó)內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)、設(shè)計(jì)并承建的某1860m3高爐配套熱風(fēng)爐,已創(chuàng)造出月平均風(fēng)溫1314℃的紀(jì)錄。
高爐煤氣(燃?xì)猓羝?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%。應(yīng)鼓勵(lì)鋼鐵企業(yè)與電力企業(yè)合作開(kāi)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。
高爐熔渣干法粒化余熱回收工藝是在不消耗新水的情況下,利用高爐渣與傳熱介質(zhì)直接或間接接觸進(jìn)行高爐渣粒化和余熱回收的工藝,沒(méi)有有害氣體排出,是一種環(huán)境友好的新式處理工藝。河北鋼鐵承鋼進(jìn)行了干法粒化及冷卻效果試驗(yàn),認(rèn)為其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益巨大。
煉鋼—連鑄工序:轉(zhuǎn)爐煤氣回收是重點(diǎn),電爐廢鋼預(yù)熱可節(jié)能但須減排二噁英。
轉(zhuǎn)爐煤氣熱值較高,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。
電爐廢鋼預(yù)熱是電爐工序節(jié)能的重要技術(shù),多級(jí)廢鋼預(yù)熱技術(shù)代表當(dāng)代廢鋼預(yù)熱技術(shù)發(fā)展方向。但是在電爐廢鋼預(yù)熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,應(yīng)考慮對(duì)電爐煙氣二噁英減排的影響。國(guó)內(nèi)有關(guān)企業(yè)成功開(kāi)發(fā)出廢鋼預(yù)熱技術(shù)裝置,可充分利用電爐高溫?zé)煔庥酂釋?duì)廢鋼進(jìn)行預(yù)熱,并兼顧除塵系統(tǒng)對(duì)電爐的高溫?zé)煔膺M(jìn)行過(guò)濾,填補(bǔ)了國(guó)家在該領(lǐng)域的技術(shù)空白。
軋鋼工序:更緊湊、快速地生產(chǎn),減量化制造,是節(jié)能降耗的重要途徑。新一代控軋控冷、高效蓄熱式加熱爐技術(shù)成為亮點(diǎn)。
新一代控軋控冷技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能、節(jié)材,減少對(duì)合金元素的過(guò)度依賴和資源的過(guò)度消耗,使有限資源得到合理利用,是我國(guó)鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳、可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。鞍鋼、濟(jì)鋼、安鋼、漣鋼、重鋼已在中厚板軋機(jī)、熱連軋機(jī)上采用“傾斜式超快冷+ACC”的混合配置的控制冷卻系統(tǒng),產(chǎn)品開(kāi)發(fā)有待加強(qiáng)。國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)了在線或半在線熱處理技術(shù),發(fā)揮鋼材加工硬化的效果,取消二次加熱的能源消耗和CO2排放,同時(shí)提高產(chǎn)品的性能,實(shí)現(xiàn)高檔鋼鐵材料的減量化制造。
將蓄熱式熱回收、換向式燃燒系統(tǒng)與加熱爐結(jié)合為一體的高效蓄熱式加熱爐的優(yōu)點(diǎn)是可利用低熱值的高爐煤氣,加熱到1100℃以上,可實(shí)現(xiàn)節(jié)能30%~50%,爐子熱效率可達(dá)70%。
環(huán)保技術(shù):收回污染,放飛價(jià)值
煙氣治理技術(shù):燒結(jié)脫硫技術(shù)的推廣應(yīng)用面臨一些問(wèn)題,政策執(zhí)法更加嚴(yán)格,而在脫硫基礎(chǔ)上的脫硝正提上日程;干法除塵已經(jīng)得到大力推廣,但實(shí)踐中尚待完善;伴隨電爐煉鋼節(jié)能的有效技術(shù)廢鋼預(yù)熱的應(yīng)用,二噁英減排不容忽視。
目前鋼鐵燒結(jié)脫硫技術(shù)存在以下主要問(wèn)題:一是燒結(jié)脫硫技術(shù)種類繁多,但行業(yè)公認(rèn)的穩(wěn)定可靠適用的技術(shù)不多,仍處于不斷嘗試完善向逐步有序階段;二是脫硫副產(chǎn)物利用存在一定問(wèn)題,有二次污染的隱患;三是一些脫硫技術(shù)公司缺乏實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),與燒結(jié)生產(chǎn)工藝結(jié)合不夠;四是部分燒結(jié)脫硫工程脫硫效率、同步運(yùn)行率仍有待提高,成本及運(yùn)行穩(wěn)定性有待優(yōu)化。
“十二五”時(shí)期,國(guó)家對(duì)鋼鐵燒結(jié)煙氣脫硫執(zhí)行更加嚴(yán)格的全口徑核查辦法,對(duì)核查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的脫硫設(shè)施不能正常運(yùn)行、弄虛作假等各種問(wèn)題,國(guó)家將加大查處力度,在深入調(diào)查核實(shí)的基礎(chǔ)上,予以掛牌督辦、加倍征收排污費(fèi)、限期整改、區(qū)域限批等措施進(jìn)行處罰,并在有關(guān)媒體向公眾通報(bào),接受社會(huì)各界監(jiān)督。
對(duì)燒結(jié)煙氣NOx排放量的嚴(yán)格控制,可有效降低鋼廠的NOx排放量。鋼廠須因地制宜選擇合適的燒結(jié)脫硝技術(shù):當(dāng)燒結(jié)機(jī)采用半干法煙氣脫硫工藝時(shí),在噴入CaO或熟石灰的同時(shí)也噴入相應(yīng)的活性炭(焦)或褐煤等脫硝劑。當(dāng)燒結(jié)機(jī)采用濕法煙氣脫硫工藝時(shí),應(yīng)于燒結(jié)機(jī)機(jī)頭主抽風(fēng)機(jī)后對(duì)煙氣升溫(350℃左右),接著采用選擇性催化還原技術(shù)工藝對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝,脫硝后的煙氣采用換熱利用技術(shù)降溫后,進(jìn)行濕法煙氣脫硫。對(duì)于新上燒結(jié)項(xiàng)目的鋼廠,鋼廠應(yīng)優(yōu)先考慮聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)。無(wú)論選擇何種工藝技術(shù),都應(yīng)該從技術(shù)的成熟可靠性、一次性投資、副產(chǎn)物處理、運(yùn)行成本及現(xiàn)場(chǎng)占地等方面進(jìn)行比較和分析,選擇與自身?xiàng)l件相適宜的工藝和技術(shù),以保證鋼廠在滿足環(huán)保要求的基礎(chǔ)上降低投資,節(jié)省占地面積,且無(wú)二次污染。
我國(guó)70%大型高爐已采用煤氣干法除塵技術(shù),但普遍存在“爐喉冷”現(xiàn)象,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、濾袋更換處理頻繁等問(wèn)題。
電爐煉鋼減排二噁英,首先要控制并減少二噁英的生成量:一是對(duì)廢鋼進(jìn)行預(yù)處理;二是對(duì)分選出的含有機(jī)物廢鋼不采取預(yù)熱處理;三是對(duì)燃燒后的煙氣進(jìn)行急冷處理,使其快速冷卻至200℃以下,最大限度減少煙氣在二噁英最適宜生成溫度區(qū)間的停留時(shí)間;四是對(duì)未采取急冷降溫的電爐煙氣,在600℃~800℃溫度區(qū)間向煙道(或設(shè)置專用裝置)噴入堿性物質(zhì)粉料(如石灰石或生石灰)。其次,電爐煉鋼還須采取二噁英的脫除技術(shù),包括高效過(guò)濾技術(shù)、物理吸附技術(shù)、高溫氧化技術(shù)和催化分解技術(shù)。
固廢處理技術(shù):《鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》明確指出:“加強(qiáng)冶金渣、塵泥等固體廢棄物的綜合利用,加快鋼鐵行業(yè)資源能源回收利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”固廢綜合利用已成為鋼鐵企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈延伸、創(chuàng)造多元化價(jià)值的最重要內(nèi)容。
含鐵塵泥是鋼鐵企業(yè)在原料準(zhǔn)備、燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、煉鋼和軋鋼等工藝過(guò)程中進(jìn)行干法除塵、濕法除塵和廢水處理后得到的固體廢物,產(chǎn)出量約占總鋼產(chǎn)量10%。針對(duì)含鐵固廢的特點(diǎn),鞍鋼進(jìn)行了全塵泥廢料冷固團(tuán)塊自還原試驗(yàn)研究。在此基礎(chǔ)上,完全用含碳?jí)m泥和含鐵塵泥配制成自還原性冷固團(tuán)塊,在不添加其他還原劑的條件下,利用轉(zhuǎn)爐或鐵水罐熱環(huán)境,將含鋅塵泥中的鐵氧化物自還原而利用,開(kāi)辟了塵泥利用新途徑。
針對(duì)鋼鐵行業(yè)含鋅塵泥處理的世界性難題,特別是高爐原料含鋅致害的問(wèn)題,江蘇沙鋼集團(tuán)、北京神霧集團(tuán)、江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)出具有我國(guó)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的蓄熱式轉(zhuǎn)底爐處理含鋅塵泥、綜合回收鐵、鋅的成套工藝技術(shù)和裝備,建設(shè)了處理量30萬(wàn)噸/年冶金塵泥的蓄熱式轉(zhuǎn)底爐直接還原煉鐵生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)了連續(xù)、穩(wěn)定的工業(yè)化運(yùn)行,達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
提高鋼渣的處理技術(shù)水平,須科學(xué)選擇鋼渣處理工藝。風(fēng)淬、粒化輪、寶鋼滾筒工藝等,是液態(tài)鋼渣處理工藝的首選,但必須與固態(tài)鋼渣處理工藝配合使用。熱潑與熱悶工藝是目前處理固態(tài)及固液混合鋼渣效果最好且使用范圍最廣的,二者對(duì)固態(tài)及固液混合鋼渣處理率均達(dá)100%。熱悶工藝由熱潑發(fā)展而來(lái),技術(shù)上較熱潑先進(jìn),處理周期、鋼渣處理效果、渣穩(wěn)定性、回收利用及環(huán)境污染方面均比熱潑好,而且在投資、占地面積方面二者相差不大,因此在固態(tài)渣及固液混合渣處理方面,熱悶工藝優(yōu)于熱潑工藝。
站在新的起點(diǎn)上,瞄準(zhǔn)未來(lái)的新目標(biāo),需要更多的自省,更多的總結(jié),同樣需要更多的自信,更多的謀劃。任重道遠(yuǎn),把握機(jī)遇,2013年的鋼鐵行業(yè),一場(chǎng)充滿挑戰(zhàn)與希望的翻身仗已經(jīng)打響。節(jié)能環(huán)保,作為轉(zhuǎn)型調(diào)整過(guò)程中一項(xiàng)不容忽視的重要部分,將在持續(xù)進(jìn)行中不斷提高技術(shù)水平,創(chuàng)造新的輝煌……
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