论钢铁冶金系统中节能技术的应用

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论钢铁冶金系统中节能技术的应用

发表时间:2019-09-10T11:01:43.767Z 来源:《科学与技术》2019年第08期作者:薛春太孙晓

[导读] 在分析了钢铁冶金生产流程中影响节能的因素的基础上,结合自身的工程经验,探讨了钢铁冶金生产中的节能技术,并最后提出了冶金生产节能发展的建议,希望对于今后钢铁冶金系统的节能技术水平有所帮助。

河北省邢台市清河县中航上大高温合金材料有限公司

摘要:在分析了钢铁冶金生产流程中影响节能的因素的基础上,结合自身的工程经验,探讨了钢铁冶金生产中的节能技术,并最后提出了冶金生产节能发展的建议,希望对于今后钢铁冶金系统的节能技术水平有所帮助。

关键词:钢铁冶金,节能技术,影响因素,节能措施

1 引言

在当前的经济快速发展的背景下,我国钢铁冶金系统中的能源消耗量在持续增加,这样的结果不仅仅是由于增加了钢铁冶炼的数量,其也收到不同的高炉炼铁工序中的能耗的影响。从实际情况来看,当前在球团工序、烧结工序中的能量消耗有所降低,但往往在高炉工序、焦化工序中的能量却存在着不降反升的情况,这样就会造成钢铁冶金行业不断增长的能耗问题。在这样的背景下,特别是当前的低碳绿色经济发展的要求下,钢铁冶炼企业则应该高度重视钢铁冶炼中的节能技术,这样才能全面提升企业的市场竞争力。

2 钢铁冶金生产流程中影响节能的因素

第一,高炉煤气对于能耗具有一定影响。针对焦化工序来说,不算煤消耗的问题,高炉煤气所造成的能源消耗大约为总体的十分之一。其中,高炉煤气消耗量主要涉及到结焦时间的因素。如果结焦时间越短,这样就会造成高炉煤气越少的消耗,但往往会造成焦炉设备的不利影响情况。所以,则应该结合实际来实现结焦时间的优化。另外,烟气余热回收利用率往往也直接影响到总能耗的问题;

第二,不同的燃料比影响到能耗生产情况。在具体的钢铁冶金生产流程环节,每个工序都会造成一定能耗问题,但各个工序中所涉及的能耗量存在着差异化。比如,在进行钢铁冶炼的工序环节中,其中,焦比所消耗的能源为全部的一半以上,煤比所消耗的能源大约为总体的五分之一,煤气消耗能源大约为总体能耗的十分之一,高炉鼓风所消耗的能源约为二十分之一。其中,对于高炉炼铁的热量能耗进行分析,超过八成则是源于燃料中碳素产生的能量,剩余则是来自于风热或者化学反应的热量。所以,燃料比的差异性直接影响到钢铁冶金中相关工序中的能耗问题。

第三,在余热利用方面。当前,我国的节能减排工作已经引起足够的重视,钢铁冶金行业的能源利用率明显提升。当前,我国大中型企业在中低温余热利用方面存在一定的不足之处,其主要是采用预热助燃气体的方式进行。如果对500 ℃以下的余热来说,并没有有效利用相应的中温烟气而是采用直接排放大气的方式。在具体的钢铁冶金环节,炼铁系统能耗大约为钢铁能耗的68%,这样并没有利用好烧结阶段中的50%的热能,存在着一定的能源浪费问题。

3 钢铁冶金生产中的节能技术思考

3.1 降低燃料比

第一,利用风温提升来控制燃料比,结合实际情况来看,一般情况下,每提升100 ℃的情况下,则会有效降低燃料比为13 kg/t。在此过程中,应该重视风温过高的问题,如果不加以重视则会直接影响到系统的整体安全。所以,应结合整体生产稳定性、安全性角度来分析,有效合理化来控制以及调整风温,满足实际在1 300 ℃以下的要求;

第二,在实践工作中,加强原燃料的质量管控工作,可以在进行原燃料的质量检测过程中,利用自动化监测设备以及人工检测等两种方式来进行。为实现炉况的高效稳定运行要求,保障实现高炉燃料比的提升,则在实践中应避免加入存在原燃料粉末含量过高的情况。否则,容易出现二次粉化的问题。所以,在此基础上则应该充分重视焦炭装料仓的高度和容量控制工作,实现容量提升而降低原燃料的下落高度。同时,重视筛分原燃料的环节,保证筛分质量效果,控制好粉末入炉问题,实现高炉燃料比的降低。

第三,利用炉顶煤气压力的提升来实现燃料比的降低。当提升炉顶煤气压力的10 kPa情况下,则会实现大约降低燃料比0.4%,当增加炉顶煤气压力的情况下,则会降低煤气流速。在此过程中,由于增加了炉内停留时间,会造成燃料和煤气接触,相应的热量传递往往具有更多时间,这样无疑会增加铁矿石的还原反应速率,保证完全进行反应。考虑到较为稳定的煤气流动性情况,会有效控制灰尘中带走的热量损失,有效控制能耗损失。

第四,利用富氧率的提升来实现燃料比的降低。针对高炉生产的特点来说,如果存在着较高的富氧率能有助于充分燃烧风口区域的煤料,实现煤料置换比大大提升。同时,结合富氧率较高的情况,也会减少相应的煤气产生量,这样就降低相应的煤气带走热量损失。一般情况下,如果富氧率每提升1%,则会实现燃料比的下降0.5%左右。所以,利用合理化设置富氧率,并能进行富氧量的补充以及调整,能有效实现燃料比的降低,控制好能耗问题。

3.2 减少高炉煤气的能源消耗

考虑到高炉煤气的能源消耗问题,其直接和结焦时间相互关联,所以,则应该利用结焦时间的缩短来有效控制好其所造成的能耗问题。一般来说,如果能有效实现满足配合煤的水分在14%以下的范围情况,则能进一步缩短结焦时间,往往符合18-19小时的范围。另外,借助于焦炉的热工调节,能有效合理化调整空气过剩系数α,满足降低能耗的要求。通过加热焦炉煤气,能够有效实现α值从1.4~1.5降低到1.1~1.3,实现有效降低炼焦能耗。

4 冶金生产节能发展的建议

从国家角度来看,则应该充分结合实际来有效控制钢铁工业的生产规模,坚持走可持续化发展的道路,节约资源,合理利用能源,有效控制生产成本,重视高强钢材的研发工作,控制好钢材消耗量;同时,有效增加对于能源综合利用的扶持力度,进一步提升企业进行技术革新的热情。

从行业角度来看,则应该抛弃传统的高污染、高能耗、无资源的钢铁企业生产特点,提升准入条件;重视产业集中度的提升,进一步体现出产业生产规模的效应;通过产品结构合理优化,实现产业布局的调整;积极应用国外先进理念和技术。

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