钢铁冶金系统节能技术探讨

李圣成

摘要：经济社会的发展，为钢铁冶金行业提供了良好机遇，新形势下实现节能环保的目标，成为企业的关注重点。文章从钢铁冶金企业节能发展的重要性入手，分析了冶金工艺中能源消耗的影响因素，介绍了节能技术的改进方向和应用实践，以供参考。

关键词：钢铁；冶金系统；节能技术

引言

经济发展模式完善以及经济体制改革背景下，我国逐渐步入大城化加速发展、居民消费结构升级、市场规模进一步拓展的社会大发展阶段，经济增长对资源、能源的需求也在增加，目前能源消费在消费结构中占据的比例逐渐提升，经济增长与环境保护之间的矛盾也越来越突出，影响社会主义市场经济建设与发展速度。因此，目前我国的工业生产发展中需要对新型工业化道路展开分析，重点探索环境保护的核心需求，实施经济建设和环境保护共同发展的绿色管理方法。

1、钢铁冶金企业节能发展的重要性

一方面，钢铁冶金是高污染、高能耗的企业，随着国家环保力度加大，这些企业成为了重点关注和治理对象。钢铁冶金企业只有创新生产工艺，优化生产流程，提高能源使用率，减少污染形成，才能满足国家提出的新标准和要求。另一方面，钢铁冶金企业面临的市场竞争更加激烈，在保证质量的前提下，提高生产效率、降低生产成本，才能获得经济效益的最大化，在市场竞争中占据优势。这其中，走节能道路，减少能源消耗，是降低成本的有效手段。因此，钢铁冶金企业节能发展，既能满足国家的要求，也能促进自身健康长远发展。

2、钢铁冶金运行中存在的问题

2.1、不科学的设计方案

当前在实际进行设计时，设计方案存在着不足。一是不规范的设计。为了节约成本，忽略了冶金生产工艺要求的设计深度，而是对方案盲目进行设计。在设计过程中，忽略了细节设计，降低了设计的合理性；二是不详实的查勘。工程前期查勘不仔细，没有对现场进行全面查勘，没有掌握现场的第一手资料；三是不完善的数据。在设计过程中，数据是基础，由于数据的不准确性，造成设计方案缺乏准确性^[1]。

2.2、高炉煤气

在焦化工序中，不仅消耗煤资源，高炉煤气消耗占比约10%。结合实际生产，高炉煤气的消耗，和结焦时间长短有关。一般情况下，结焦时间越短，高炉煤气消耗量越少，但对焦炉设备产生的不利影响越严重。此外，烟气中带有一定余热，对余热进行回收利用，也会影响总能耗。可见，焦化工艺中必须调整结焦时间，来减少高炉煤气的能量消耗。

3、钢铁冶金企业节能技术的改进方向

3.1、控制通道异常

在进行冶金作业时，功率单元板和PWM板之间光纤通信故障问题的存在，会导致控制通道异常问题的发生，由此在影响变压器应用效益的同时，企业发展也将受到一定影响。目前来看常见的光纤通信故障主要有光纤折断、光纤头脱落以及连接处不良控制板损坏等，当发生上述故障问题后，为确保故障处理的科学性、合理性和有效性，故障处理工作人员需首先判断故障发生位置是控制器侧还是功率单元——将控制器中光纤板上的同一相功率单元对应的光纤与报故障的光纤进行对调，如果控制界面上显示光纤故障仍在原位置，则说明光纤板出现故障，反之则说明功率单元故障^[2]。

3.2、生产环节中融入绿色管理理念

建设循环经济的发展目标下，现代冶金企业应该树立节能环保生产意识，以绿色管理理念指导管理工作。十三五期间，冶金企业需要结合国家经济建设与环保规划，深入渗透绿色发展和绿色管理理念的应用路径，不断更新生产技术，优化集中生产流程，促进冶金材料制造、能源转化以及废弃物处理一体化，追求生产效益提升以及生产活动连续发展、产品专业化、系列化的目标。以自动化技术作为支撑，完善冶金企业的生产技术体系，逐步实现绿色生产目标，将生产管理融入到冶金环节，使冶金企业获得经济效益的同时提升环境效益。

3.3、节能降耗技术

3.3.1、蓄热节能炉

该项技术应用可实现对燃烧热量的有效回收与利用，能够在能量传导过程中做好损耗控制，防止出现能耗损耗过大的状况。由于铁质导体、钢制导体均会造成较大的热能损耗，因此可将陶瓷作为主要蓄热载体，以便在提升蓄热工作效率的同时，保证体积优化效果。同时新型蓄热技术还可实现对烟雾排出热度的严格控制，可将其热度控制在100℃左右，能够实现对热能的有效回收^[3]。

3.3.2、炉内绝热相关涂料技术

此项技术主要应用于钢铁加热炉内部，会通过涂刷新型材料的方式，降低生产损耗。技术所采用材料是经由特殊铝合金、莫来石耐热加热得到的，可实现对炉内温度传导的有效控制，节能效率可以达到26%。与传统节能内炉涂料技术应用相比，此项技术应用效率更加理想。

3.3.3、连铸坯热送热装技术

技术应用可实现对炉内能源损耗的高质量管控，技术应用过程中，会在超过500℃环境中实施装炉操作，会对轧钢生产周期与连铸技术运用形成有效配合。通过对该项技术的合理运用，钢材生产周期会得到切实压缩，成材效率会得到显著提升

^[4]。

3.4、降低燃料比

第一，加强燃料的质量控制，将自动化监测装置、人工试验相结合，确保燃料满足生产要求。钢铁冶炼时，为了改善生产工况，实现充分燃烧，要降低燃料的粉末含量。考虑到燃料在下落时，会发生二次粉化，应控制装料仓的高度和容量，既降低下落高度，又增大容量。此外，从燃料的筛分上入手，严格把控筛分工序，减少入炉粉末量；第二，适当提高风温。一般风温每提高100℃，燃料比可减少13kg/t。但是，风温并不是越高越好，因为风温过高，系统的安全性会受到影响。综合生产安全、节能两个指标，将风温控制在1300℃以内；第三，增加富氧率。富氧率越高，其一位于风口区域的煤燃烧更充分，可以提高置换比。其二随着富氧率提高，煤气的产生量会减少，跟随煤气被带走的热量也会减少。生产实践中，富氧率指标每提高1%，燃料比就会降低0.5%。结合生产工况，合理设定富氧率，保证富氧量充足，可降低燃料比，实现节能目标；第四，提高炉顶煤气压力。生产过程中，炉顶煤气压力每提高10kPa，燃料比能降低0.4%。分析原因在于：随着煤气压力增大，煤气的流速就会减小，能在炉内停留更长时间，有利于燃料和煤气充分接触，促使铁矿石的还原反应更加彻底。另外，煤气压力增高，煤气的流动性更稳定，被灰尘带走的热量就变少，也可以减少能耗损失^[5]。

结束语

简而言之，在信息化产业时代背景下，“互联网+”技术的不断发展和广泛应用，在提高产业生产质量和效率的同时，也为产业转型升级注入了新的动力，而冶金工业在推动我国国民经济中发挥了重要性作用，随着近年来其产业规模和数量的不断扩增，冶金工业生产效益也受到了各界高度关注，但由于现代冶金企业的连续、高效式的生产运转，将变频器应用到生产作业中是十分必要的，与此同时为确保节能技术应用效益的最大化发挥，冶金工业在节能技术具体应用过程中，还需做好设备的日常维护，以此来促进企业的进一步发展。

参考文献：

[1]郭维.冶金工业炉的自动化控制优化对节能的影响[J].世界有色金属,2019(19):19-20.

[2]侯洪宇,马光宇,徐鹏飞,刘常鹏,胡绍伟,于淑娟.鞍钢节能减排新技术研究与开发[J].鞍钢技术,2019(06):16-20+34.

[3]朱晓会.自动化仪表技术在冶金行业节能减排的应用探讨[J].冶金管理,2019(23):142-143.

[4]张鹏.冶金工业信息标准研究院来访[J].莱钢科技,2019(04):28.

[5]贺启航.论冶金企业与环境的和谐发展[J].中国金属通报,2019(11):14-15.