钢铁行业节能减排的思路与对策

前言：
钢铁行业资源密集、规模庞大，生产工艺复杂，生产、加工、运输等过程都耗费大量能源，产生多种、大量的污染物。

钢铁行业实现节能减排，成为我国解决环境问题必须向前迈出的一步，然而钢铁行业实现节能减排，存在许多现实问题和矛盾，如容易造成市场供需、技术发展等方面的矛盾，比如在权衡技术、经济发展与环保问题上，由于钢铁生产环节繁多，各环节都存在大量能源消耗，产生大量固、液、气污染物，要想优化这些过程，实现清洁生产，需要优化相关的各项技术，然而对于企业而言，这需要投入更多的资金、时间和人力。

但是，即使有如此多的矛盾，钢铁行业加速节能减排也是必须要进行的工作，因为环境责任同样是钢铁行业需要做好的工作，这与推动经济发展同样重要，尤其是在环境问题日益严重的当下，迫切需要钢铁企业和政府从相关方面加大改革力度，降低消耗量、减少污染物排放量。

1.我国钢铁业节能减排发展现状及问题分析
1.1.现状
钢铁企业为节能减排，将钢铁制造管理模式分为若干工序和装置，然后进一步的解析每一个工序及装置内发生的化学反应，将每个工序的传质、传热、动量传输等过程拼接、叠加，最终形成整体的制造流程，该模式有使各个工作的节能减排工作更为清晰，但实际上导致了部分企业只关注于局部或末端环节的节能减排，往忽略了钢铁制造动态过程中各环节或装置的相互作用和协同链接。

IPCC 指出，为应对全球气候变化带来的挑战，各国需要重视减少碳排放量，2050年的全球碳排放量较1990年的全球碳排放量，需要削减50％以上。

而钢铁行业是碳排放量最大的行业，占总排放量的25％左右，而根据钢铁行业的预测，2050年全球的钢铁需求将持续增长，增加至现在的2倍左右，世界钢铁协会的相关计划目标是要求至2050年全球碳排放量减半，可见这面临着巨大的挑战。

为解决这一矛盾的问题，我国许多钢铁企业进行了积极的研究和场所，如宝钢基于生命周期模型分析了影响钢铁企业节能减排的成材率、能源结构及消耗量等因素，发现在现阶段，改善能源结构及减少消耗量的难度很大，耗而提高产品成材率及下游材料利用率则是较为可行的；剑桥大学LCA 团队也得出了相似的结论，研究表明钢铁生产中的冲割、剪切、加工工序造成了大量的原材料浪费，这些过程的技术因素是导致成材率不够理性的主要原因。

而基于全生命周期视角，最终的成品是主要载能体，大量的能源、材料的消耗都是服务为了得到产品，若提升成材率，就可以降低资源消耗，生产过程产生的污染物也相应的减少。

此外，对于下游行业而言，若优化钢材加工中的退火等处理技术，使产品具备更好性能，也会使钢材的消耗量减少、回收率增加，从而从需求端促进钢铁行业减少能耗，技术的提升也使得后期的加工能减少污染物的排放量。

1.2问题
首先，一些钢铁企业不重视节能减排，缺乏开展相关工作的积极性，对相关的政策、制度的认识不够，而自身也缺少节能、减排相关技术的支持、研究和应用，在相关项目的资金投入上也十分有限。

如在技术革新方面，由于钢铁企业的分布较，不利于高效应用大型化设备和相关技术，资源的损耗更多，如全世界先进的炼钢炉体量为200-350t ，而中国大部分企业只能使用20-100t 的炼钢炉，在能源回收利用方面，新日铁公司等外国钢铁企业的资源回收率十分高，整体的资源利用率可达98％，而我国钢铁企业对资源回收、余热回收等技术的研究和应用才起步不久。

其次，行业优惠等政策支持不充足，以惩治为主，奖励为辅，不能很好的激励和支持企业开展技术创新。

另外，钢铁行业节能减排的机制不完善，如监察机制不完善，表现为执法主体不明确、执法队伍建设滞后、监测考核指标不科学等。

2.推动钢铁行业节能减排的思路及对策探究
2.1整合产业价值链
从整个产业的价值链来看，钢铁企业的将主要精力放在产品的生产环节，由于产品差异性小、附加值少，导致企业获得的经济效益一般。

在钢铁工业的转型计划指出，到2025劳动生产率的指标要提高到世界先进水平，达到1000吨钢/人•年以上。

因此，钢铁行业迫切需要向产业链的上下端发展，整合企业资源，向上整合钢铁原材料的供应商企业的供应链，按需采购，根据销售量调整生产量计划，向下联合下游经销商和加工企业，直面终端客户的需求，改良产品设计、加工等过程，提升相关企业的市场占有率，以在增加效益的同时，减少能源消耗。

2.2适应循环经济
循环经济不仅能减少环境污染，还能促使钢铁企业优化生产等环节，减少不必要的资源浪费，提升成品率和产品的质量，从而促进相关企业更好的发展，促进钢铁行业健康、可持续发展。

因此，相关行业应顺应和快速适应循环经济，依据《环保法》等政策、法规的要求，遵照更高的产业标准优化和控制相关的生产环节及技术、设备，如研究和引进CR 脱硝工、污水膜处理工艺、焦化废水等可靠又环保的技术及硬件设施。

2.3创新和积极应用先进技术
对于钢铁生产、加工等环节而言，要想推进节能减排，优化技术是最关键的工作，使用绿色技术，减少资源消耗和污染物排放量。

如，炼铁环节，可利用与降低燃料比、增加回收率等方面相关的技术和管理，保持燃料、精料水、矿石的质量，提升成品率，保证较高的风温，
（下转第375页）
摘..要：如今全球资源紧张，我国对环境污染问题日益重视，钢铁产业也需要遵循可持续发展、绿色发展等理念，进行产业调整、市
场调整、产品创新、产业融合等方面的改革，解决产能过剩等问题，更好的实现节能减排。

基于此，本文在探究当前钢铁行业节能减排发展现状的基础上，从多角度针对性探究钢铁行业加速实现节能减排的思路和具体对策。

关键词：钢铁行业；节能减排；技术升级
钢铁行业节能减排的思路与对策
高一郎
(营口市钢铁和镁产业基地建设发展中心,辽宁 营口115000)
（上接第373页）
通过提升风速和提升热收入，来补偿煤粉分解等过程造成的热量损失，以更好的利用热量加快燃料燃烧，减少能源消耗；又如在轧钢环节，应用连铸坯热送热装、节能加热炉等技术，协调连铸、轧钢等生产工作的节奏，通过加装加热炉，采取加热炉及相关绝热技术、高温低氧燃烧技术，提高热能的利用率，采用低温、润滑轧制技术，利用余热降低轧制过程的温度，从而减少污染排放，应用热机械控制等技术，合理的控制轧钢的温度、冷却速度，对钢材的类型、形态进行更高的控制，从而提升钢材的性能。

2.4其他对策
政府部门及相关单位应提升对钢铁行业的绿色生产、能源回收等工作的政策支持和经济优惠，如对引进符合节能要求的设备，施行减免进口关税、予以补贴的政策，对相关项目给予货款优惠和财政补贴。

通过以上这些宏观调控手段促使相关企业调整投资、产业结构，加速循环经济的发展。

同时，相关部门应完善节能减排相关标准体系和检测、监管体系，将环境保护与监管的责任细化到各级部门，明确管理目标与责任。

3结束语
综上所述，钢铁行业是我国经济的重要支柱，在维持经济持续平稳发展中发挥着不可替代的作用，同时生产、运输等过程中具有高物耗、能耗及污染大等特点，这些行业特点使钢铁行业节能减排产生了
许多矛盾。

本文认为要想推进钢铁行业节能减排，并解决这些矛盾，需要以优化生产、加工中的技术为主要方向，即在这些环节中应用更先进的环保技术，减少能源消耗和对环境的污染；同时，国家应给予合理的政策引导，促使钢铁行业全面的转型和健康、可持续的发展。

参考文献：
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（2）LT 50（Lethal Time，半数致死时间），表示在一定条件下1g 燃料燃烧释放出的气体导致50%的实验对象完全死亡所需时间，单位为min。

（3）LL 50（Lethal Loading，半数致命材料量）
，定义为一定的时间内燃料燃烧所释放出的烟气能导致50%的实验对象发生死亡时材料的质量，单位为g。

（4）LC 50（Incapacitation Concentration，半数失能浓度）
，指由于烟气导致身体或精神上的损伤，造成某人部份或全部的工作能力因此受限，无法执行与其所受教育、训练、经验相当的本行行业或任何其他行业的工作时的浓度。

半数失能浓度相对于其他衡量火灾烟气毒性的指标主要考虑烟气对人的损伤，考虑到在火灾烟气对人体健康影响规律的研究的主体时烟气对人的毒性危害，故本文在衡量烟气毒性指标是采用半数失能浓度。

计算燃烧或裂解产物的生物毒性指数(TX)标准，根据在不同时间内急性死亡率mi 和致死系数Ki 计算出来，可由下式表示：
TX=k m
k
∑∑(1)
式中，m i —时间i 时的总的死亡率；
k i —时间i 时的致死系数。

引起早期死亡的材料的TX 很高，但随时间增加而减小。

动物实验一般在特殊的实验箱中进行，它们大致可分为静态和动态两种。

3.3FED 模型
与N -GAS 模型相比，FED 模型考虑各气体组分体积分数的时间积分均值，因此，可以计算组分体积分数随时间变化较大时的烟气毒性。

最初的FED 模型表示为
FED=()
0dt
i t LC ϕ⎰∑
（2）式中ϕ为组分i 的体积分数；LCt 50(i)为半数致死体积分数与时间的乘积。

CO 2本身没有毒性，但高浓度CO 2可以导致人员窒息，增加单位时间内呼吸换气次数，吸入更多有毒有害气体。

Purser 发展原有FED 模型，添加换气过度因子Vco 2，表征过高CO 2体积分数导致呼吸次数的增加。

该模型可表示为
FED=
()
()
()()()
()()2121 5.4CO HCN HCL CO CO HCN HCL o V LC LC LC ϕϕϕϕ-⎡⎤
+++∙∙∙+
⎢
⎥-⎢⎥⎣⎦
（3）
CO
V =1+
()exp 0.142
co ϕ⎡⎤⎣⎦
(4)
上述FED 经验公式是在实验室条件下得到的。

由于试验
条件单一，试验过程中气体组分体积分数变化不大，代表实际气体组分体积分数的分子仍用常值代替。

根据计算得到的FED 数值可将火灾烟气的危害程度进行如下分级：
I 级：安全，FED 值小于0.1，该区域不会对人员造成伤害；II 级：亚安全，FED 值介于0.1～0.3之间，该区域内少数人失去行动能力并受到轻微伤害，但仍能安全疏散；
III 级：危险，FED 值大于0.3～0.8，该区域内多数人失去行动能力，若没有及时安排救援，人员受到严重伤害甚至死亡；
VI 级：极危险，FED 值大于0.8，该区域的人员短时间内失去行动能力并中毒窒息而死。

FED 模型考虑了因CO 2导致呼吸次数增多，采用该模型计算得到的烟气毒性与N-GAS 模型相比更接近实际。

由于LC 50是在特定试验条件下得到的，如果用该模型评价实际火灾的烟气危害性，仍存在以下局限性：
1)半数致死体积分数是在动物暴露于有毒气体30min 条件下得到的，实际火灾中人在火场中的暴露时间随具体情况存在很大不同；
2)实际火灾现场温度很高，烟气的危害性不仅来自于烟气的毒性，还应该包括烟气的高温辐射。

4结论
文中分析了烟草企业发生火灾产生的烟气成分及其危险含量，并在此基础上介绍了FED 模型的运用，通过公式计算出FED 值，参照有关标准对不同的FED 值下的危害进行了分级。

由于受火灾科学研究限制,涉及火灾烟气的产生机理、各种烟气成分的体积分数范围、火灾烟气成分的检测方法(包括烟气成分的在线检测)以及制定相关的检测标准等研究工作还存在不足。

通过对不同内容的深入探讨，有利于增强烟草生产技术应用安全性，促使烟草生产技术应用更加科学、高效，获取更多的研究成果，为其生产目标实现及效益增加等提供专业支持。

参考文献：
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