冶金资源综合利用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,钢铁冶金中的节能技术,冶金工程,12,级 孔海林,1.前沿,钢铁工业是以石化燃料为主的高污染高能耗产业，其能耗占工业总能耗的,25,左右，是工业节能的重点。为实现中国钢铁工业的可持续发展，国家出台了钢铁产业结构调整、淘汰落后产能的系列政策，钢铁节能工作并取得很大成效，钢铁综合能耗从,2000,年,920 kgce,t,降至,2010,年的,612 kgce,t,。,当然，钢铁节能降耗与节能技术紧密关联，本文就简单介绍了钢铁冶金中的节能技术。主要包括,焦化干法熄焦,(CDQ),技术，高炉炉顶余压,(TRT),发电技术，烧结余热回收发电技术，转炉负能炼钢技术和连铸坯热装热送技术等,2.,钢铁冶金中的节能技术,焦化干法熄焦,(CDQ),技术,高炉炉顶余压,(TRT),发电技术,烧结余热回收发电技术,转炉负能炼钢技术,连铸坯热装热送技术,2.1,焦化干法熄焦,(CDQ),技术,基本原理与工艺流程,干法熄焦,(,COKE DRY,QUENCHING,缩写为“,CDQ”),简称“干熄焦”，,是相对于用水熄灭炽热红焦的,湿熄焦而言的。,其基本原理是利用冷惰性气,体,(,氮气,),在干熄炉中与红焦直,接换热，从而冷却焦炭。白干,熄炉排出的热循环气体的温度,约为,880,一,960 ,，经一次,除尘器除尘后进入余热锅炉换,热，余热锅炉产生蒸汽用于,汽,轮机发电,。,工艺流程如图,1,所示：,干法熄焦的益处,1),回收红焦显热产生蒸汽发电；,2),改善焦炭质量；,3),节能节水减少环境污染,干法熄焦在安钢的应用,干法熄焦技术经过一个世纪的发展，技术已相当成熟。,1985,年宝钢引进我,国第一套干熄焦装置。发展至今，从设计到设备国产化率已经达到,98,以上。,与湿熄焦相比，干熄焦炭的质量高，可使高炉炼铁的人炉焦比下降,2.5,；,同时高炉的生产能力可提高,1,。入炉焦比按安钢,9,号高炉,2008,年平均焦比,375kg,t,铁，焦炭价格按,1200,元,t,，,9,号高炉,2008,年产量按,218,万,t,计：,如采用,干熄焦炭,，降低炼铁入炉焦比，,9,号高炉年节省人炉焦炭所产生的效,益是,2452,5,万元；铁水利润按,100,元计，增产生铁所产生的效益是,218,万元；,所以干熄焦的延伸效益共为,2670,5,万元。,2.2,高炉炉顶余压,(TRT),发电技术,高炉,TRT,发电是目前国内及国际上大型高炉普遍采用的余能回收装,置，可有效回收利用高炉煤气的压力能和温度能，将压力能和温度能转,化为电能；其工艺先进，技术成熟，在国内广泛应用，是高炉系统节能,的一项重要技术措施。目前。全国已运行,400,多套,TRT,装置，促进了炼铁,节能。,TRT,发电装置的特点,:,1 ),根据煤气净化,AGS,工艺流程，高炉煤气余压发电,(TRT),装置透平主机,采用湿式二级轴流反动式透平机，该主机的机壳采用水平剖分，以增强,刚性和稳定性，便于安装维修。同时透平能做到平稳启动、调速、并网、,调功率,(,或压力,),等功能。透平主机还设有喷雾水装置以清洗流道，减少积,灰和堵塞。,2),发电机选用无刷励磁、同步发电机。,TRT,技术在首钢的应用,首钢新建三地钢厂高炉,TRT,发电配置情况如下表所示：,TRT,装置工艺流程,高炉鼓风能耗占炼铁工序能耗的,10%,15%,，,采用,TRT,可回收高炉鼓风动能的,30%9,，每吨铁,发电量约,30kw/h,。,烧结过程正常时，从烧结机尾部风箱排出的废气和在冷却,机,(,环冷机或带冷机,),前段冷却后的热废气，温度都在,300,以上；这两部分热废气所含热量占整个烧结矿热能消耗的,25,35,，充分利用好这两部分热量将会使烧结工序能耗明,显降低。,基本原理,烧结余热回收发电与干法熄焦蒸汽发电原理相似，是利用,冷空气在烧结环冷机中与热烧结矿直接换热，从而冷却烧结,矿。因循环系统密封不能做到像干熄炉那样好，进锅炉的热,循环气体的温度只有约为,300C,390,，属于中温余热回收,利用。,2.3,烧结余热回收发电技术,工艺流程,烧结余热发电技术在安钢的应用,每小时处理烧结环冷机中低温废气,2800000Nm3,，单台双温双压余热锅炉分别产生,47t/h,高压蒸汽,(2.06MPa,，,355),和,19t,h,低压蒸汽,(0.49MPa,，,220),，实现了对中低温废气余热进行分级回收和梯级利用，余热利用率达到,60,，实际小时,发电量达到,20000kWh,。与目前国内投运的其他企业的发电技术相比，同样的烧结机，发电量提高,40,以上，达到国内先进水平。,项目投产后，余热回收产生蒸汽使烧结工序降低能耗,6kg,；减少,C0,2,排放量,16,万,t,，减少,S0,2,排放量,682t,。经济效益和社会效益显著。,2.4,转炉负能炼钢技术,转炉负能炼钢是钢铁企业炼钢技术进步的重要标志之一，,是炼钢工艺、设备、操作以及管理诸方面水平的综合体现，,也是节能降耗，降低生产成本，提高企业经济效益和竞争力,的主要措施。,负能炼钢一般指转炉炼钢工序即从铁水进厂至连铸钢水上,回转台这一生产过程内的能源消耗量与能源回收量的差值，,转炉负能炼钢意味着转炉炼钢工序消耗的总能量小于回收的,总能量，即转炉炼钢工序能耗小于零。体现了生产过程转炉,烟气节能、环保综合利用的技术集成。,转炉工序能耗部分由水、电、蒸汽、氧气、氮气、氩气、,焦炉煤气等能源介质构成。转炉工序回收能量主要由煤气和,蒸汽两部分构成。,转炉负能炼钢在萍钢中的应用,江西萍钢公司一炼钢厂为实现和发展负能炼钢所采取的一,些列措施：,在能量回收方面,，加强设备管理。提高煤气回收质量减,少蒸汽放散量；,在节电方面,，优化二次除尘风机运行参数；,在工艺方面，,优化冶炼工艺，优化工艺流程提高转炉作业率，降低,各项消耗,萍钢通过转炉负能炼钢技术的持续改进，不仅有效降低炼,钢工序的生产成本，提高企业的经济效益，而且对降低整个,钢铁行业的能耗总量，确保自身企业的可持续发展，同时达,到国内同类型钢铁企业先进水平。,2.5,连铸坯热装热送技术,随着连铸技术的发展和成熟，充分利用连铸坯自身热能的连铸,坯热装热送技术已成为钢铁生产中节能降耗的重要手段之一。,连铸坯热装热送技术可以分为,连铸坯直接轧制技术，连铸坯热,态直接轧制技术，连铸坯直接热装轧制技术和连铸坯直接热装轧,制技术等。,连铸坯热装热送技术的特点,:,1,),热送量不断攀升，热送比大幅度提高,;,2),生产能力特别是轴承钢的生产能力提高幅度较大，降本降,耗效果显著,;,3),由于热送坯在加热炉内的时间短，其表面氧化烧损附表一,轴承钢和齿轮钢热迸对比表减少，轴承钢产品的成材率比原,来提高,0,8,，齿轮钢比原来提高,0,2,。,江阴兴澄钢铁有限公司采用,连铸坯热装热送技术,取得的效,果，证实了采用该技术在节能降耗方面取得巨大的经济效益。,昆刚采用连铸坯热装热送技术后，以大幅度降低能耗，提,高金属收得率，缩短产品生产周期，而且能改善产品质量，,并能减少厂房占地面积，节约投资。,还有 一些专家预测，连铸坯的热送 热装和直接轧制技术,可,以节能,35 %,以,2005,年国内重点企业轧钢的工序能耗,88.82kg/t,计算,若全部实现连铸坯的热送热装和直接轧制,可使吨钢消耗标煤降低,31.09 kg/ t,。,因此，这一技术在节约投资、降低生产成本以及环境保护,和可持续发展等方面都显示出了巨大的优越性。连铸坯热装,热送技术已成为钢铁生产的又一重大技术进步。,3.,钢铁冶金节能技术的发展展望,随着地球资源的日趋减少和人们环保意识的增强，对钢铁,企业的要求不断增强，尤其对高炉炼铁的要求更加苛刻。如何应,对资源短缺和生态环境的挑战，是事关钢铁企业生存和钢铁工业,可持续发展的关键问题，节能降耗已成为钢铁企业应对各限制性,因素对策的核心。所以大力应用先进节能技术，显得十分重要和,必要。,当然应用先进节能技术具有重要意义，有利于提高能源利用,效率，节约资源；有利于降低成本，快速发展；有利于 能源的,合理开发，综合利用；有利于环境保护，持续发展。,我国钢铁工业已进入一个快速发展的崭新阶段。在满足国民,经济和社会发展需要的同时，更要充分认识到，做好节能工作不,仅可以降低成本，提高经济效益，更重要的是有利于自身持续、,健康、协调发展，有利于在世界钢铁市场竞争力的提高。,参考文献,1,郭汉杰， 尹志明钢铁冶金流程节能空间研究,J,钢铁，,2007,42(2),2,刘三军， 苏强， 李金亮， 李自州安钢铁前系统节能技术的应用,J,河南冶金，,2009,17(4),3,杨春波昆钢热送热装现状,J,科技传播，,2010(12),4,陈冠军余热利用技术在首钢的应用,J,四川冶金，,2011,33(5),5,李永中连铸坯热装热送技术,J,山西冶金，,2007(3),6,陈情华， 陶哲 连,铸坯热装热送技术的应用,J,江阴兴澄钢铁有限公司,214429.,7,刘浏我国转炉“负能炼钢”技术的发展与展望,J,钢铁研究总院,.,8,周建勇， 卜胜华， 钟鹏， 廖达开， 何永燕萍钢,炼钢厂转炉负能炼钢技术的实践和发展,J,钢铁研究,2010(38),9,俞波转炉负能炼钢技术综述,会议论文,武汉钢铁集团公司第一炼钢厂武汉,430083,