鋼鐵工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要基礎產(chǎn)業(yè)和實現(xiàn)工業(yè)化的支柱產(chǎn)業(yè)，同時也是能源消耗和大氣污染物排放大戶,鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟重要的基礎原材料工業(yè)，屬于能源、水資源、礦石資源消耗大的資源密集型產(chǎn)業(yè)；在鋼鐵制造體系中大量的物質、產(chǎn)品流、大量能量轉換過程、多種形式的排放過程和大量的廢棄物都對環(huán)境造成不同層次和不同程度上的影響，因此鋼鐵工業(yè)發(fā)展必然面臨資源不足、環(huán)境污染的嚴重制約。

控制CO2（二氧化碳）排放量是發(fā)達國家鋼鐵企業(yè)一項重要的環(huán)保任務?，F(xiàn)代工業(yè)發(fā)展是建立在化石能源消耗的基礎上的，由于化石燃料的燃燒，全球的CO2排放量從1940年的50億噸增加到現(xiàn)在的近220億噸，已超出了地球碳循環(huán)調節(jié)系統(tǒng)對CO2吸收能力，導致周邊環(huán)境的CO2濃度從 315ppm增加到350ppm，而且還在繼續(xù)升高。出于對溫室氣體造成地球變暖的擔憂，降低CO2排放量已成為發(fā)達國家鋼鐵企業(yè)環(huán)保工作的重點。惡化的環(huán)境狀態(tài)要求鋼鐵工業(yè)改變經(jīng)濟增長模式，傳統(tǒng)的冶金工業(yè)模式是大量開采資源，大量生產(chǎn)產(chǎn)品，大量創(chuàng)造財富。與此同時，大量排放廢物和污染物，對資源和環(huán)境造成嚴重破壞。在這種情況下，為了符合環(huán)保要求，大量采用末端治理，這樣既增加投資，又提高產(chǎn)品成本。這種經(jīng)濟模式不符合可持續(xù)發(fā)展的原則。新的冶金工業(yè)模式：少開采資源，少排放廢物和污染物；依靠物質的循環(huán)，大量生產(chǎn)產(chǎn)品以滿足社會的需求。在必要的情況下，并不排斥末端治理。這種經(jīng)濟模式符合可持續(xù)發(fā)展的原則。

各發(fā)達國家已開始將環(huán)境保護和污染控制緊密地結合起來，徹底拓寬污染物控制的范圍。如發(fā)達國家要求鋼鐵廠必須經(jīng)過ISO14000系列標準和其它質量標準的考核，除出廠的產(chǎn)品質量達標外，主要污染物排放總量要在國家規(guī)定的指標內(nèi)，對煙塵、工業(yè)粉塵、SO2（二氧化硫）、CO2、COD(化學需氧量)、汞、鎘、磷、鉛的價鉻和工業(yè)固體排放總量控制水平達標，生產(chǎn)線功能達標，周邊區(qū)域環(huán)境達標，一半的工業(yè)和民用垃圾都得到再利用。

國際環(huán)境統(tǒng)計的發(fā)展與經(jīng)濟統(tǒng)計的關系愈加緊密。20世紀90年代以來，特別是1992年環(huán)境保護的第二個里程碑即在巴西的里約熱內(nèi)盧召開的環(huán)境與發(fā)展大會之后，提出把可持續(xù)發(fā)展作為人類社會經(jīng)濟與環(huán)境發(fā)展的戰(zhàn)略目標，有關環(huán)境統(tǒng)計和環(huán)境核算的研討、交流、試點、改進工作更加得到世界各國的普遍重視。國際上比較關心的大氣排放引起的全球氣候變化（溫室氣體、溫室效應）問題，發(fā)達國家特別是北歐國家已經(jīng)運用相關環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行了廣泛研究測算；可持續(xù)發(fā)展指標、環(huán)境核算等都是國際上關注的重要內(nèi)容，這些工作內(nèi)容都有相應的統(tǒng)計機構部門負責。比如，德國統(tǒng)計局及北歐國家統(tǒng)計局有專門的環(huán)境統(tǒng)計司、環(huán)境核算司，而且以制定的環(huán)境統(tǒng)計法為環(huán)境統(tǒng)計工作的依據(jù)；澳大利亞聯(lián)邦統(tǒng)計局環(huán)境統(tǒng)計司負責環(huán)境統(tǒng)計的日常工作與實施。統(tǒng)計局除了自身環(huán)境統(tǒng)計工作之外（自然資源與環(huán)境），一個重要的職能就是與環(huán)境部等相關部門的組織協(xié)調及合作。發(fā)達國家統(tǒng)計局環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)的收集也依靠制定相應的報表到基層單位，根據(jù)統(tǒng)計法律由基層單位填報。統(tǒng)計局對所搜集的數(shù)據(jù)加工整理分析并定期編輯環(huán)境統(tǒng)計出版物。此外，西方發(fā)達國家統(tǒng)計，強調的是社會、經(jīng)濟、環(huán)境三位一體，統(tǒng)計局的其他專業(yè)司也在建立環(huán)境發(fā)展指標，收集歷史和時間序列數(shù)據(jù)，度量國家發(fā)展情況和為政府制定環(huán)境政策提供依據(jù)。

發(fā)達國家鋼鐵工業(yè)環(huán)保工作發(fā)展態(tài)勢：

1.環(huán)保促進發(fā)達國家鋼鐵工業(yè)工藝結構調整。鋼鐵冶金的技術本質是高溫化學反應，因而鋼鐵冶金中傳統(tǒng)的能源是基于碳-氧反應的化學能，電弧爐煉鋼與此有所不同—所使用的能源以電能為主。電能具有清潔、高效、方便等優(yōu)越的特性，是工業(yè)化發(fā)展的優(yōu)選能源，大量開發(fā)和利用電能是人類社會現(xiàn)代化的重要標志。電爐所使用廢鋼資源是一種非天然的、可再生利用的資源，是伴隨鋼鐵產(chǎn)品的大量制造而形成的廢棄物（生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的和產(chǎn)品使用后產(chǎn)生的），由于其中全鐵和金屬鐵含量很高，具有極好的回收再利用價值，提高返回廢鋼比有著重要的經(jīng)濟意義，是鋼鐵界始終追求的目標。不能循環(huán)利用廢鋼不僅是鐵資源巨大的浪費，而且會對環(huán)境造成嚴重污染。綜上，電爐煉鋼是一種鐵資源回收再利用過程，也是一種處理污染的環(huán)保技術。世界電爐鋼產(chǎn)量在粗鋼總產(chǎn)量中的比例在逐年提高，1970年、1980年、1990年、2000年分別為：14.28%、21.97%、27.74%、 36.11%。世界鋼鐵專家預測：到2010年這個比例將達到46%。而中國電爐鋼所占的比例在逐年下降，這是因為從高爐煉鐵到轉爐煉鋼的產(chǎn)量增長過快，使電爐鋼比例下降。2003年，電爐鋼比例僅為17.6%，2005年，電爐鋼比例降為11.8%，但電爐鋼產(chǎn)量在逐年增加，隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對特鋼的需求在不斷增加。對于需求量還在增加的鋼鐵原材料而言，由高爐煉鐵技術所代表的礦石冶煉方法是不可少的。從再生、循環(huán)利用和有效利用的潛在能源觀點來看，電爐所代表的廢鋼返回料冶煉法是有效的。盡管各個企業(yè)可以根據(jù)本身的實際情況，選擇發(fā)展不同的鋼鐵生產(chǎn)工藝流程，但環(huán)保問題和環(huán)保技術的創(chuàng)新無不融合于其中，環(huán)境友好始終是鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展不可缺少的重要課題。

2.鋼鐵企業(yè)在處理城市固體廢棄物方面發(fā)揮作用。城市固體廢棄物目前主要采用填埋方法、焚燒方法和生物降解處理方法。填埋方法和生物降解處理方法占用大量土地，有機物分解后產(chǎn)生的CH4是一種效果比CO2更強的溫室氣體，進而造成新的污染。而普通燃燒方法只能處理有機物，固體廢棄物中的金屬和無機物不能得到分離和回收。利用冶金反應器內(nèi)的高溫反應可以快速處理城市固體廢棄物，如高爐噴吹廢塑料、煉焦工藝高溫碳化處理廢塑料。在高溫下有機物燃燒放熱成為發(fā)電燃料，有毒物質分解成為元素形式，金屬和無機物成為熔融狀態(tài)而分離并得到再生利用。日本提出了以“鋼鐵工業(yè)為可持續(xù)發(fā)展的文明社會作貢獻” 為主線，日本NKK之所以一直積極地致力于廢物回收利用工作，是因為回收的廢塑料能成為高爐里鐵礦石的極好還原劑。此外還有一個重要原因，就是高爐煉鐵當中使用回收的廢塑料能明顯降低CO2排放量(達30%以上)。能達到這樣好的效果是因為入爐的廢塑料的基本成分是碳氫化合物，而焦炭或煤的成分主要是碳。還有一個很重要的原因，就是廢物回收利用的確有利可圖。美國在其《鋼鐵工業(yè)技術開發(fā)指南》中指出，鋼鐵工業(yè)是世界上產(chǎn)量最高、效率最高和技術先進的工業(yè)之一。例如：（1）鋼材仍是一種先進的材料，目前所使用的大部分鋼材在10年前尚不能生產(chǎn)；（2）鋼鐵是最易回收的材料，比塑料、玻璃和鋁、銅等材料回收量的總和還要多幾倍。總之，鋼鐵工業(yè)的循環(huán)利用和可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為21世紀冶金工業(yè)的重要課題。

3.當前鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)健康發(fā)展的一個重要途徑是研發(fā)并推廣適用于鋼鐵生產(chǎn)的各類先進環(huán)保技術。鋼鐵工業(yè)是生產(chǎn)規(guī)模巨大、資金集中的制造工業(yè)，也是消耗能源很高的工業(yè)；鋼鐵工業(yè)排放的固體廢棄物（尾礦砂、爐渣、塵泥等）和氣體產(chǎn)物的數(shù)量也非常之大，雖然一小部分尾礦砂和一部分爐渣、塵泥已經(jīng)能夠回收利用，研發(fā)它們的再循環(huán)利用技術仍然要繼續(xù)深入。按照循環(huán)經(jīng)濟原則，未來鋼鐵工業(yè)中將各種能量和物質的循環(huán)利用與回收，以及與上下游產(chǎn)業(yè)的交融是鋼鐵工業(yè)實施循環(huán)經(jīng)濟戰(zhàn)略的議題之一。未來鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中原材料和能源充分利用、高效率、低排放甚至零排放的新型生產(chǎn)方式將取代大量消耗礦石、煤炭等天然資源，大量排放爐渣、廢熱和CO2等廢氣的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。建立低資源使用、低能源消耗的環(huán)保型鋼鐵工業(yè)只能依賴于技術進步和創(chuàng)新。發(fā)達國家鋼鐵企業(yè)積極推進以節(jié)能減排為主要目標的設備更新和技術改造，并大力引導企業(yè)采用有利于節(jié)能環(huán)保的新設備、新工藝、新技術，以此促進資源的綜合利用和清潔生產(chǎn)。

4.環(huán)保壓力迫使發(fā)達國家鋼鐵工業(yè)進行適度轉移。發(fā)達國家對環(huán)保的苛刻要求，使鋼鐵生產(chǎn)中的環(huán)保成本大幅度提高，如果鋼鐵工業(yè)用于環(huán)保的投資不足（據(jù)美國鋼鐵工業(yè)協(xié)會估計約為總投資的15%）或對環(huán)保措施管理不善，鋼鐵企業(yè)將成為非常嚴重的污染源，這樣的企業(yè)發(fā)達國家是不允許其存在的。需要強調的是，美國、歐洲和日本的采礦業(yè)主要是有色金屬和稀有金屬，高爐用的鐵精礦和球團礦，主要依賴進口，這樣就把污染嚴重的工序都留到了發(fā)展中國家。所以在看到發(fā)達國家鋼鐵工業(yè)環(huán)保先進一面的同時，更要看到發(fā)達國家鋼鐵產(chǎn)業(yè)轉移對發(fā)展中國家的負作用。

一 我國鋼鐵工業(yè)能耗問題

1. 鋼鐵廠集中度低、企業(yè)規(guī)模小而分散

據(jù)統(tǒng)計, 2005年我國粗鋼產(chǎn)量500萬t以上的企業(yè)有18 家, 僅占全國粗鋼總量46.36% ,而2004年日本粗鋼總量的73.22%由4家企業(yè)完成, 美國3 家企業(yè)的鋼產(chǎn)量占全國的61.09% ,俄羅斯78.69%的鋼產(chǎn)量是由5 家鋼鐵企業(yè)生產(chǎn), 而韓國兩家鋼鐵企業(yè)的鋼產(chǎn)量占全國總鋼鐵量的82%。我國具有煉鐵、煉鋼生產(chǎn)能力的871家鋼鐵企業(yè), 2005年粗鋼產(chǎn)量為35239億t, 比2000年的12850萬t增加了174.2% , 但主要是由各企業(yè)在原地或異地建廠擴大經(jīng)營規(guī)模完成的, 而產(chǎn)鋼1000萬t的鋼鐵集團(8個) 合計產(chǎn)鋼10540萬t, 只占全國鋼產(chǎn)量的30.2%左右, 500 萬t以上的企業(yè)有18家, 鋼產(chǎn)量占約占全國總量的47%。[2]

2. 鋼鐵企業(yè)裝備大型化同發(fā)達國家有明顯差距

據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2004 年底我國高爐多達1 131座，1 000 m3 及以上高爐只有18 座，產(chǎn)能占總產(chǎn)能的31. 96% ;其余均為1 000 m3 以下的小高爐，產(chǎn)能占總產(chǎn)能的68. 04%。2004 年底我國煉鋼轉爐有553 座，300 t以上轉爐只有3 座，120 ～ 299 t轉爐51 座，產(chǎn)能分別占總產(chǎn)能的2. 17% 和22. 57% ;120 t 以下的小轉爐多達499 座，其產(chǎn)能占總產(chǎn)能的75. 26%。近年來裝備大型化有了長足進步，到2007 年1 000 m3 以上大型煉鐵高爐增加到120 座，100 t 以上煉鋼轉爐增加到140 座。[3]但與裝備總數(shù)比仍只占10% 左右。在冶金生產(chǎn)裝備大型化方面，我國鋼鐵行業(yè)發(fā)達國家相比還有較大的差距。

3. 二次資源回收利用率低

傳統(tǒng)的鋼鐵生產(chǎn)流程會消耗大量的能源, 幾乎每一道生產(chǎn)工序都不斷反復加熱, 造成熱能大量的流失。據(jù)報道每生產(chǎn)1 t鋼材要消耗716kgce, 而生產(chǎn)過程中能源有效利用率為27%, 73%的熱能都在各工序中白白地損失掉了, [2]其中44%的熱能是以煙氣的形式存在, 含有極高的熱值。

4.節(jié)能技術、裝備的普及率低、能耗差異大

2006 年底對大中型鋼鐵企業(yè)進行統(tǒng)計，高爐安裝爐頂煤氣余壓發(fā)電裝置( TRT) 的座數(shù)，僅占總數(shù)的31% ;安裝高爐煤氣回收裝置的高爐，占總數(shù)的77% ;安裝轉爐煤氣回收裝置的轉爐，占總數(shù)的64% ;安裝轉爐余熱蒸汽回收裝置的轉爐，占總數(shù)的68%。[3]因此，我國鋼鐵行業(yè)存在著全行業(yè)能耗指標落后于國際先進水平，各企業(yè)間能耗水平差異很大。

二 鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作包括結構節(jié)能和技術節(jié)能兩個部分。

1 鋼鐵工業(yè)結構節(jié)能

調整鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)工藝結構和用能結構可以實現(xiàn)節(jié)能。如提高煉鐵噴煤比、增加球團配比、采用連續(xù)鑄鋼工藝，采用薄板坯連鑄連軋工藝，軋鋼坯料熱裝工藝等技術均可實現(xiàn)節(jié)能效果。

焦化工序能耗是142.21?Kce/t，噴吹煤粉工序能耗為20～35?Kce/t，多噴吹煤粉，改變了高爐煉鐵用能源結構，少用焦炭可節(jié)能1.5%。這是高爐煉鐵工序結構調整中心環(huán)節(jié)。

球團工序能耗42?Kce/t，燒結工序能耗66.38%，多用球團，少用燒結就可節(jié)能。同時球團含鐵品位高于燒結，又可以實現(xiàn)提高入爐礦品位的效果。

連鑄比模鑄減少能耗25%～50%，薄板坯連鑄連軋要比傳統(tǒng)的模鑄-開坯-熱軋節(jié)能70%，連鑄坯熱裝熱送和直接軋制技術可節(jié)能35%。

2 鋼鐵工業(yè)節(jié)能技術

2.1 減少燃料消耗

1) 蓄熱式燃燒技術:

蓄熱式燃燒技術是對助燃空氣和煤氣先進行加熱，達到500 ～ 1 000 ℃，再進行燃燒時其能值可達到工業(yè)爐所需要的標準。用蓄熱式燃燒技術之后，高爐煤氣可以在烘烤鐵水包、鋼包、連鑄中間包和軋鋼加熱爐，以及熱處理爐上得到廣泛應用。蓄熱式燃燒技術的經(jīng)濟效益:a.高爐煤氣得到合理利用;b.燒重油的加熱爐改燒高爐煤氣后，為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益;c.煙氣的物理熱充分回收。[3]

2)高爐噴吹煤粉技術:

高爐噴吹煤粉是煉鐵系統(tǒng)結構優(yōu)化的中心環(huán)節(jié)，是國內(nèi)外高爐煉鐵技術發(fā)展的大趨勢，也是我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展的重要技術之一。高爐噴吹煤粉的好處:a.代替焦炭，減少煉焦過程對環(huán)境的污染;b.緩解我國主焦煤的短缺，優(yōu)化煉鐵系統(tǒng)用能結構; c.高爐噴煤可以實現(xiàn)結構節(jié)能。[3]2007 年我國重點鋼鐵企業(yè)焦化工序噸鐵能耗為123. 4 kg 標煤，噴煤的制粉和噴吹所需的噸鐵能耗在20 ～ 35 kg 標煤。高爐每噴吹1000kg煤粉，就可以使煉鐵系統(tǒng)用能結構噸鐵節(jié)約100 kg標煤。

3)煤調濕(CMC)技術

煤調濕是將煉焦煤料在裝爐前去除一部分水分，保持裝爐煤水分穩(wěn)定在6%左右，然后裝爐煉焦。按2007年全國的焦炭生產(chǎn)規(guī)模推算，若在全國的焦化企業(yè)推廣實施煤調濕，年可節(jié)約300萬噸標準煤，年可減少焦化污水約1500萬噸，CO 排放量減少約1600萬噸。[4]

2.2 加強對二次能源的回收

1) 干熄焦技術。

干法熄焦技術(Coke Dry Quenching , CDQ)是利用冷的惰性氣體,在干熄爐中與熾熱紅焦換熱冷卻紅焦。吸收了熱量的惰性氣體將熱量傳給干熄焦鍋爐產(chǎn)生蒸汽,被冷卻的惰性氣體由循環(huán)風機鼓入干熄爐冷卻紅焦。干熄焦技術具有節(jié)能、環(huán)保和改善焦炭質量的作用。在干熄焦過程中,80 %的紅焦顯熱被回收,每噸焦炭可產(chǎn)生15t (4MPa 、450 ℃) 的中壓蒸汽;每噸焦炭可省去15～18m3 的熄焦水, [5] 干熄焦過程不向大氣排放含有酚、氰化物、硫化物及粉塵的水蒸氣,改善了環(huán)境質量;焦炭強度提高,從而可以改善高爐的技術經(jīng)濟指標。

2) 高爐煤氣余壓透平發(fā)電技術。

高爐爐頂煤氣余壓回收發(fā)電裝置( Top Gas -Pressure Recovery Turbine , TRT) 是利用高爐爐頂排出的高爐煤氣中的壓力能及熱能轉化為機械能并驅動發(fā)電機發(fā)電?，F(xiàn)代高爐大都采用高壓爐頂,從爐頂排出的高爐煤氣除具有化學能外,還具有一定的物理能,為促進這些可燃廢氣的綜合利用,通常采用高爐煤氣余壓透平發(fā)電節(jié)能裝置,將煤氣的壓力能轉化為機械能并驅動發(fā)電機發(fā)電。干式TRT 裝置是鋼鐵企業(yè)重要的節(jié)能降耗技術,是國家重點支持、鼓勵和發(fā)展的節(jié)能環(huán)保效益型創(chuàng)新技術。這種技術發(fā)出的電量是相當可觀的, 寶鋼TRT 技術噸鐵發(fā)電量為3617kWh ,相當于節(jié)約1418kgce/ t鐵。[5]

3) 高爐煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電( CCPP) 技術:

在不外供熱時熱電轉換效率可達40% ～ 45% ，比常規(guī)鍋爐蒸汽轉換效率高出近一倍。相同的煤氣量，CCPP 又比常規(guī)鍋爐蒸汽多發(fā)70% ～ 90% 的電。且此發(fā)電技術CO2排放比常規(guī)火力電廠減少45% ～ 50% ，無SO2、飛灰及灰渣排放，NOx排放低，回收了鋼鐵生產(chǎn)中的二次能源，且為同容量常規(guī)燃煤電廠用水量的1/3 左右。[3]

4) 轉爐負能煉鋼技術:

轉爐冶煉過程中，當煤氣中CO含量大于30%、氧氣含量小于2% 時可以進行煤氣回收，轉爐煤氣噸鋼回收大于100 m3、蒸汽大于60 kg / t，并使回收的物質得到充分利用，就可以實現(xiàn)轉爐負能煉鋼。[3]

5)燒結低溫余熱回收技術

燒結余熱余能約占整個流程余熱資源的10%左右，余熱溫度在300～500oC之間，是低溫余熱資源應用的重點。燒結余熱發(fā)電是利用低溫余熱的一個有效途徑，但目前存在一些問題，在運行過程中，由于燒結機和環(huán)冷機工況發(fā)生變化時，余熱回收系統(tǒng)的工作參數(shù)也將隨之變動，輸出的蒸汽壓力、溫度、流量也將發(fā)生變化，從而影響發(fā)電機組的運行效率。而且由于存在漏風率高導致廢氣溫度降低，又要保證進入除塵器前廢氣溫度在露點以上等原因，回收利用燒結余熱較困難。如果開發(fā)此技術將燒結礦余熱充分利用，則鋼鐵行業(yè)年可節(jié)約能源約900萬噸標準煤。[4]

6)轉爐余熱蒸汽發(fā)電技術

在提高轉爐煙氣余熱回收量的基礎上，重點開發(fā)低壓(飽和)蒸汽發(fā)電技術。如噸鋼發(fā)電量按照15kWh計算，全國年產(chǎn)鋼5億噸，則每年可以發(fā)電75億kWh，折合300萬tce左右，產(chǎn)生效益40多億元。同時，所發(fā)電可以供居民電，從而實現(xiàn)社會減排C02 630萬噸，減排SO2 6萬噸，社會環(huán)境效益顯著。[4]

三 鋼鐵行業(yè)減排技術

3.1燒結煙氣脫硫技術：

燒結煙氣S02的控制方法主要有低硫原料配入法，高煙囪擴散稀釋法和煙氣脫硫法。燒結煙氣中的S02是燒結原料中的硫在高溫燒結過程中被空氣氧化而成的。因此，在確定燒結原料方案時，按照規(guī)定的S02允許排放量來適當?shù)剡x擇、配入含硫低的原料，以實現(xiàn)對排放S02量的控制。上世紀70年代建設的大型燒結廠采用了燒結煙氣脫硫法，脫硫工藝多為濕式吸收法。目前主要采用鋼渣石膏法、氨硫銨法、活性焦吸附法、電子束照射法等。

3.2高爐煤氣干式除塵技術:

干式除塵即布袋除塵，該技術可以使TRT 發(fā)電能力提高36% ，投資僅為濕法投資的70%，占地面積不到濕法的50%。自萊鋼開發(fā)了高爐煤氣采用干法布袋除塵的關鍵技術“高爐煤氣快速升降溫”技術，解決了由于煤氣溫度突然升高而燒毀布袋的問題后，高爐煤氣凈化采用全都是干法布袋除塵。[3]

3.3轉爐煤氣干式除塵技術：

轉爐煤氣干式除塵技術具有節(jié)水、節(jié)電、除塵效率高的優(yōu)點。同時可以提高能源利用率，煤氣回收量約為100 mg /m3 ，煉鋼噸鋼工序能耗可達10 kg標準煤，實現(xiàn)負能煉鋼。轉爐煤氣LT干法電除塵系統(tǒng)，相對濕法除塵而言，其最大的優(yōu)點是：除塵后的煤氣排放含塵濃度在30 me,/m3以下；煤氣回收含塵濃度在10 mg/m3以下，可直接供用戶使用；風機使用壽命長；系統(tǒng)阻力低；耗電約濕法為除塵系統(tǒng)的40%。[6]

3.4鋼渣的綜合利用

1)作鋼鐵冶煉熔劑。鋼渣可用作燒結劑, 不僅回收了鋼渣中的Ca、Mg、Mn、Fe等元素，而且提高了燒結機利用系數(shù)和燒結礦的質量，降低了燃料消耗。

2)鋼渣作水泥。高堿度鋼渣有很好的水硬性，把它與一定量的高爐水渣、煅燒石膏、水泥熟料及少量激發(fā)劑配合球磨，即可生產(chǎn)鋼渣礦渣水泥。鋼渣水泥具水化熱低、后期強度高、抗腐蝕、耐磨等特點，是理想的大壩水泥和道路水泥。

3)作筑路與回填工程材料。鋼渣碎石具有密度大、強度高、表面粗糙、穩(wěn)定性好、耐磨與耐久性好、與瀝青結合牢固等特點，因而廣泛用于鐵路、公路、工程回填。

4)作農(nóng)肥和酸性土壤改良劑。鋼渣含Ca、Mg、Si、P等元素，當鋼渣中的P2O5超過4%時，可以磨細作為低磷肥使用。鋼渣磷肥可以用于酸性土壤與缺磷堿性土壤，也適于水田與旱地耕作，具有很好的增產(chǎn)效果。

5)回收廢鋼。鋼渣一般含7%～10%廢鋼，加工磁選后，可回收其中90%的廢鋼。

四 新技術研究與應用前景

近幾年研究開發(fā)的不使用昂貴焦炭或很少使用焦炭的新煉鐵工藝來替代能耗高、污染大的傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝, 如直接還原煉鐵和COREX、FINEX、H ISME LT等熔融還原煉鐵工藝, 即降低了能耗又對環(huán)境有益,實現(xiàn) “綠色冶金”。另外，微波加熱作為一種發(fā)展迅猛的新型綠色冶金方法，微波加熱在磨礦、預處理、預還原、干燥、焙燒、金屬提取和煙塵等廢料的處理和利用等領域也受到了廣泛重視，某些研究成果正逐步轉入實用階段。

微波加熱在冶金中的應用

4.1 微波對礦石預處理

利用微波選擇性加熱的特點，可以用微波對鐵石進行預處理。被微波輻射以后的黃鐵礦礦石，黃鐵礦和石英完全裂開，黃鐵礦和石英本身也產(chǎn)生了許多裂縫，裂縫的產(chǎn)生可以有效地促進有用礦物的單體解離和增加有用礦物的有效反應面積，對于降低磨礦成本、提高選礦回收率和加快冶金速率具有重要的實際意義。[7]

4.2 微波加熱還原碳鐵礦粉

鐵礦石的微波輻射加熱碳熱還原可以解決傳統(tǒng)加熱方法無法解決的“冷中心”問題，而且金屬氧化物的碳熱還原速率明顯提高。鋼鐵研究總院這方面也做了大量試驗，結果表明磁鐵礦粉、赤鐵礦粉、無煙煤粉均對微波具有良好的吸收性能，石灰粉和石灰石粉對微波的吸收能力較差。在無保護氣氛條件下，微波加熱還原含碳鐵礦粉效果十分明顯，金屬還原率可達90% 以上。[7]

4.3 微波加熱球團

利用微波加熱均勻、升溫速率快、加熱效率高的特點，微波加熱磁鐵礦球團時球團礦的溫度變化規(guī)律、干燥特點、生球強度和焙燒后球團的巖相特征與普通干燥焙燒方法相比，利用微波對球團礦進行干燥焙燒，其溫度上升迅速，內(nèi)部溫度分布均勻；干燥速度快，干燥過程中沒有出現(xiàn)裂紋和爆裂現(xiàn)象；焙燒后的磁性球團礦主要由連晶充分的Fe2O3 組成；每個成品球的強度為170 ～ 230 千克，并且焙燒時不會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。[7]

4.4 微波輔助磨礦

粉碎是礦物加工過程中最消耗能源的工序，它占整個礦物加工過程總能耗的50%～70%. 通常粉碎工序的能源效率約為1%。 [8]由于組成礦石的各種礦物具有不同的吸收微波性質，它們在微波場中的升溫速率各不相同，同一時間內(nèi)被加熱到不同的溫度(微波的選擇性加熱)，從而產(chǎn)生熱應力，致使礦物之間的界面產(chǎn)生裂縫。這種處理使礦石更易粉碎，提高物料的磨礦效率。這對于降低磨礦成本、提高選礦回收率和加快冶金反應速率具有可觀前景。

4.5 微波在廢物處理上的應用

礦石冶煉過程伴隨有大量的SO2 和NOx 等氣體，嚴重污染環(huán)境.微波作用下活性炭還原這些污染物的方法，在活性炭吸附這些有害氣體的同時，用微波加熱吸附CO, CO2 和N2 等還原產(chǎn)物排放到大氣中，而硫磺則用噴霧室收集后作為產(chǎn)品出售，脫硫率高達95%以上.[8]在微波輻射下，懸浮在溶液中的煙塵顆粒表面的水會迅速過熱，急劇汽化，從而促進ZnO 和Fe2O4 等物質的溶出.

總結

煉鐵工序占鋼鐵工業(yè)總能耗的70% ，因此，該工序應作為節(jié)能工作的重點。目前，針對煉鐵工序較成熟有效的節(jié)能技術有:蓄熱式燃燒技術、高爐噴吹煤粉技術、高爐煤氣余壓發(fā)電( TRT)技術、高爐煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(CCPP) 技術。同時，干熄焦CDQ 技術、轉爐負能煉鋼技術等也可有效的降低行業(yè)能耗。在全行業(yè)大力推行以上技術，方可實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的節(jié)能任務。

燒結機脫硫是鋼鐵行業(yè)減排的重要手段。雖然一些鋼鐵企業(yè)在應用中出現(xiàn)一些問題，但在某些企業(yè)已取得成功運行的經(jīng)驗，并且可保持95% 的脫硫效率。同時，燒結機脫硫工藝還具有50% 的除塵效果。對于鋼鐵行業(yè)污染物排放量最大的工序?D燒結機工序進行脫硫，是減少全行業(yè)污染物排放的最為重要的手段。國家、地方和企業(yè)都應廣泛實行該技術，大力推進該技術在我國的應用。

另外對于其他高耗能工序也應該注重減少燃料消耗，提高二次能源回收利用，降低污染排放。對于非高爐煉鐵以及微波加熱技術應加強研發(fā)利用，爭取實現(xiàn)綠色冶金。鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展已經(jīng)進入成熟期，在傳統(tǒng)的長流程生產(chǎn)工藝中，上述節(jié)能減排技術在國際和國內(nèi)均得到廣泛的應用，企業(yè)應特別關注這些節(jié)能減排技術的應用，可促進我國鋼鐵行業(yè)清潔生產(chǎn)水平的提高和節(jié)能減排工作的落實。

??

鋼鐵工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要基礎產(chǎn)業(yè)和實現(xiàn)工業(yè)化的支柱產(chǎn)業(yè)，同時也是能源消耗和大氣污染物排放大戶,鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟重要的基礎原材料工業(yè)，屬于能源、水資源、礦石資源消耗大的資源密集型產(chǎn)業(yè)；在鋼鐵制造體系中大量的物質、產(chǎn)品流、大量能量轉換過程、多種形式的排放過程和大量的廢棄物都對環(huán)境造成不同層次和不同程度上的影響，因此鋼鐵工業(yè)發(fā)展必然面臨資源不足、環(huán)境污染的嚴重制約?！　】刂艭O2（二氧化碳）排放量是發(fā)達國家鋼鐵企業(yè)一項重要的環(huán)保任務。現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展是建立在化石能源消耗的基礎上的，由于化石燃料的燃燒，全球的CO2排放量從1940年的50億噸增加到現(xiàn)在的近220億噸，已超出了地球碳循環(huán)調節(jié)系統(tǒng)對CO2吸收能力，導致周邊環(huán)境的CO2濃度從 315ppm增加到350ppm，而且還在繼續(xù)升高。出于對溫室氣體造成地球變暖的擔憂，降低CO2排放量已成為發(fā)達國家鋼鐵企業(yè)環(huán)保工作的重點。惡化的環(huán)境狀態(tài)要求鋼鐵工業(yè)改變經(jīng)濟增長模式，傳統(tǒng)的冶金工業(yè)模式是大量開采資源，大量生產(chǎn)產(chǎn)品，大量創(chuàng)造財富。與此同時，大量排放廢物和污染物，對資源和環(huán)境造成嚴重破壞。在這種情況下，為了符合環(huán)保要求，大量采用末端治理，這樣既增加投資，又提高產(chǎn)品成本。這種經(jīng)濟模式不符合可持續(xù)發(fā)展的原則。新的冶金工業(yè)模式：少開采資源，少排放廢物和污染物；依靠物質的循環(huán)，大量生產(chǎn)產(chǎn)品以滿足社會的需求。在必要的情況下，并不排斥末端治理。這種經(jīng)濟模式符合可持續(xù)發(fā)展的原則?！　「靼l(fā)達國家已開始將環(huán)境保護和污染控制緊密地結合起來，徹底拓寬污染物控制的范圍。如發(fā)達國家要求鋼鐵廠必須經(jīng)過ISO14000系列標準和其它質量標準的考核，除出廠的產(chǎn)品質量達標外，主要污染物排放總量要在國家規(guī)定的指標內(nèi)，對煙塵、工業(yè)粉塵、SO2（二氧化硫）、CO2、COD(化學需氧量)、汞、鎘、磷、鉛的價鉻和工業(yè)固體排放總量控制水平達標，生產(chǎn)線功能達標，周邊區(qū)域環(huán)境達標，一半的工業(yè)和民用垃圾都得到再利用?！　H環(huán)境統(tǒng)計的發(fā)展與經(jīng)濟統(tǒng)計的關系愈加緊密。20世紀90年代以來，特別是1992年環(huán)境保護的第二個里程碑即在巴西的里約熱內(nèi)盧召開的環(huán)境與發(fā)展大會之后，提出把可持續(xù)發(fā)展作為人類社會經(jīng)濟與環(huán)境發(fā)展的戰(zhàn)略目標，有關環(huán)境統(tǒng)計和環(huán)境核算的研討、交流、試點、改進工作更加得到世界各國的普遍重視。國際上比較關心的大氣排放引起的全球氣候變化（溫室氣體、溫室效應）問題，發(fā)達國家特別是北歐國家已經(jīng)運用相關環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行了廣泛研究測算；可持續(xù)發(fā)展指標、環(huán)境核算等都是國際上關注的重要內(nèi)容，這些工作內(nèi)容都有相應的統(tǒng)計機構部門負責。比如，德國統(tǒng)計局及北歐國家統(tǒng)計局有專門的環(huán)境統(tǒng)計司、環(huán)境核算司，而且以制定的環(huán)境統(tǒng)計法為環(huán)境統(tǒng)計工作的依據(jù)；澳大利亞聯(lián)邦統(tǒng)計局環(huán)境統(tǒng)計司負責環(huán)境統(tǒng)計的日常工作與實施。統(tǒng)計局除了自身環(huán)境統(tǒng)計工作之外（自然資源與環(huán)境），一個重要的職能就是與環(huán)境部等相關部門的組織協(xié)調及合作。發(fā)達國家統(tǒng)計局環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)的收集也依靠制定相應的報表到基層單位，根據(jù)統(tǒng)計法律由基層單位填報。統(tǒng)計局對所搜集的數(shù)據(jù)加工整理分析并定期編輯環(huán)境統(tǒng)計出版物。此外，西方發(fā)達國家統(tǒng)計，強調的是社會、經(jīng)濟、環(huán)境三位一體，統(tǒng)計局的其他專業(yè)司也在建立環(huán)境發(fā)展指標，收集歷史和時間序列數(shù)據(jù)，度量國家發(fā)展情況和為政府制定環(huán)境政策提供依據(jù)?！　“l(fā)達國家鋼鐵工業(yè)環(huán)保工作發(fā)展態(tài)勢：

1.環(huán)保促進發(fā)達國家鋼鐵工業(yè)工藝結構調整。鋼鐵冶金的技術本質是高溫化學反應，因而鋼鐵冶金中傳統(tǒng)的能源是基于碳-氧反應的化學能，電弧爐煉鋼與此有所不同—所使用的能源以電能為主。電能具有清潔、高效、方便等優(yōu)越的特性，是工業(yè)化發(fā)展的優(yōu)選能源，大量開發(fā)和利用電能是人類社會現(xiàn)代化的重要標志。電爐所使用廢鋼資源是一種非天然的、可再生利用的資源，是伴隨鋼鐵產(chǎn)品的大量制造而形成的廢棄物（生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的和產(chǎn)品使用后產(chǎn)生的），由于其中全鐵和金屬鐵含量很高，具有極好的回收再利用價值，提高返回廢鋼比有著重要的經(jīng)濟意義，是鋼鐵界始終追求的目標。不能循環(huán)利用廢鋼不僅是鐵資源巨大的浪費，而且會對環(huán)境造成嚴重污染。綜上，電爐煉鋼是一種鐵資源回收再利用過程，也是一種處理污染的環(huán)保技術。世界電爐鋼產(chǎn)量在粗鋼總產(chǎn)量中的比例在逐年提高，1970年、1980年、1990年、2000年分別為：14.28%、21.97%、27.74%、 36.11%。世界鋼鐵專家預測：到2010年這個比例將達到46%。而中國電爐鋼所占的比例在逐年下降，這是因為從高爐煉鐵到轉爐煉鋼的產(chǎn)量增長過快，使電爐鋼比例下降。2003年，電爐鋼比例僅為17.6%，2005年，電爐鋼比例降為11.8%，但電爐鋼產(chǎn)量在逐年增加，隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對特鋼的需求在不斷增加。對于需求量還在增加的鋼鐵原材料而言，由高爐煉鐵技術所代表的礦石冶煉方法是不可少的。從再生、循環(huán)利用和有效利用的潛在能源觀點來看，電爐所代表的廢鋼返回料冶煉法是有效的。盡管各個企業(yè)可以根據(jù)本身的實際情況，選擇發(fā)展不同的鋼鐵生產(chǎn)工藝流程，但環(huán)保問題和環(huán)保技術的創(chuàng)新無不融合于其中，環(huán)境友好始終是鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展不可缺少的重要課題?！　?.鋼鐵企業(yè)在處理城市固體廢棄物方面發(fā)揮作用。城市固體廢棄物目前主要采用填埋方法、焚燒方法和生物降解處理方法。填埋方法和生物降解處理方法占用大量土地，有機物分解后產(chǎn)生的CH4是一種效果比CO2更強的溫室氣體，進而造成新的污染。而普通燃燒方法只能處理有機物，固體廢棄物中的金屬和無機物不能得到分離和回收。利用冶金反應器內(nèi)的高溫反應可以快速處理城市固體廢棄物，如高爐噴吹廢塑料、煉焦工藝高溫碳化處理廢塑料。在高溫下有機物燃燒放熱成為發(fā)電燃料，有毒物質分解成為元素形式，金屬和無機物成為熔融狀態(tài)而分離并得到再生利用。日本提出了以“鋼鐵工業(yè)為可持續(xù)發(fā)展的文明社會作貢獻” 為主線，日本NKK之所以一直積極地致力于廢物回收利用工作，是因為回收的廢塑料能成為高爐里鐵礦石的極好還原劑。此外還有一個重要原因，就是高爐煉鐵當中使用回收的廢塑料能明顯降低CO2排放量(達30%以上)。能達到這樣好的效果是因為入爐的廢塑料的基本成分是碳氫化合物，而焦炭或煤的成分主要是碳。還有一個很重要的原因，就是廢物回收利用的確有利可圖。美國在其《鋼鐵工業(yè)技術開發(fā)指南》中指出，鋼鐵工業(yè)是世界上產(chǎn)量最高、效率最高和技術先進的工業(yè)之一。例如：（1）鋼材仍是一種先進的材料，目前所使用的大部分鋼材在10年前尚不能生產(chǎn)；（2）鋼鐵是最易回收的材料，比塑料、玻璃和鋁、銅等材料回收量的總和還要多幾倍?？傊?，鋼鐵工業(yè)的循環(huán)利用和可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為21世紀冶金工業(yè)的重要課題。　　3.當前鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)健康發(fā)展的一個重要途徑是研發(fā)并推廣適用于鋼鐵生產(chǎn)的各類先進環(huán)保技術。鋼鐵工業(yè)是生產(chǎn)規(guī)模巨大、資金集中的制造工業(yè)，也是消耗能源很高的工業(yè)；鋼鐵工業(yè)排放的固體廢棄物（尾礦砂、爐渣、塵泥等）和氣體產(chǎn)物的數(shù)量也非常之大，雖然一小部分尾礦砂和一部分爐渣、塵泥已經(jīng)能夠回收利用，研發(fā)它們的再循環(huán)利用技術仍然要繼續(xù)深入。按照循環(huán)經(jīng)濟原則，未來鋼鐵工業(yè)中將各種能量和物質的循環(huán)利用與回收，以及與上下游產(chǎn)業(yè)的交融是鋼鐵工業(yè)實施循環(huán)經(jīng)濟戰(zhàn)略的議題之一。未來鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中原材料和能源充分利用、高效率、低排放甚至零排放的新型生產(chǎn)方式將取代大量消耗礦石、煤炭等天然資源，大量排放爐渣、廢熱和CO2等廢氣的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。建立低資源使用、低能源消耗的環(huán)保型鋼鐵工業(yè)只能依賴于技術進步和創(chuàng)新。發(fā)達國家鋼鐵企業(yè)積極推進以節(jié)能減排為主要目標的設備更新和技術改造，并大力引導企業(yè)采用有利于節(jié)能環(huán)保的新設備、新工藝、新技術，以此促進資源的綜合利用和清潔生產(chǎn)。

4.環(huán)保壓力迫使發(fā)達國家鋼鐵工業(yè)進行適度轉移。發(fā)達國家對環(huán)保的苛刻要求，使鋼鐵生產(chǎn)中的環(huán)保成本大幅度提高，如果鋼鐵工業(yè)用于環(huán)保的投資不足（據(jù)美國鋼鐵工業(yè)協(xié)會估計約為總投資的15%）或對環(huán)保措施管理不善，鋼鐵企業(yè)將成為非常嚴重的污染源，這樣的企業(yè)發(fā)達國家是不允許其存在的。需要強調的是，美國、歐洲和日本的采礦業(yè)主要是有色金屬和稀有金屬，高爐用的鐵精礦和球團礦，主要依賴進口，這樣就把污染嚴重的工序都留到了發(fā)展中國家。所以在看到發(fā)達國家鋼鐵工業(yè)環(huán)保先進一面的同時，更要看到發(fā)達國家鋼鐵產(chǎn)業(yè)轉移對發(fā)展中國家的負作用。

一 我國鋼鐵工業(yè)能耗問題

1. 鋼鐵廠集中度低、企業(yè)規(guī)模小而分散

據(jù)統(tǒng)計, 2005年我國粗鋼產(chǎn)量500萬t以上的企業(yè)有18 家, 僅占全國粗鋼總量46.36% ,而2004年日本粗鋼總量的73.22%由4家企業(yè)完成, 美國3 家企業(yè)的鋼產(chǎn)量占全國的61.09% ,俄羅斯78.69%的鋼產(chǎn)量是由5 家鋼鐵企業(yè)生產(chǎn), 而韓國兩家鋼鐵企業(yè)的鋼產(chǎn)量占全國總鋼鐵量的82%。我國具有煉鐵、煉鋼生產(chǎn)能力的871家鋼鐵企業(yè), 2005年粗鋼產(chǎn)量為35239億t, 比2000年的12850萬t增加了174.2% , 但主要是由各企業(yè)在原地或異地建廠擴大經(jīng)營規(guī)模完成的, 而產(chǎn)鋼1000萬t的鋼鐵集團(8個) 合計產(chǎn)鋼10540萬t, 只占全國鋼產(chǎn)量的30.2%左右, 500 萬t以上的企業(yè)有18家, 鋼產(chǎn)量占約占全國總量的47%。[2]

2. 鋼鐵企業(yè)裝備大型化同發(fā)達國家有明顯差距

據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2004 年底我國高爐多達1 131座，1

000 m3

及以上高爐只有18 座，產(chǎn)能占總產(chǎn)能的31. 96% ;其余均為1

000 m3

以下的小高爐，產(chǎn)能占總產(chǎn)能的68. 04%。2004 年底我國煉鋼轉爐有553 座，300 t以上轉爐只有3 座，120 ～ 299 t轉爐51 座，產(chǎn)能分別占總產(chǎn)能的2. 17% 和22. 57% ;120 t 以下的小轉爐多達499 座，其產(chǎn)能占總產(chǎn)能的75. 26%。近年來裝備大型化有了長足進步，到2007 年1

000 m3

以上大型煉鐵高爐增加到120 座，100 t 以上煉鋼轉爐增加到140 座。[3]但與裝備總數(shù)比仍只占10% 左右。在冶金生產(chǎn)裝備大型化方面，我國鋼鐵行業(yè)發(fā)達國家相比還有較大的差距。

3. 二次資源回收利用率低

傳統(tǒng)的鋼鐵生產(chǎn)流程會消耗大量的能源, 幾乎每一道生產(chǎn)工序都不斷反復加熱, 造成熱能大量的流失。據(jù)報道每生產(chǎn)1 t鋼材要消耗716kgce, 而生產(chǎn)過程中能源有效利用率為27%, 73%的熱能都在各工序中白白地損失掉了, [2]其中44%的熱能是以煙氣的形式存在, 含有極高的熱值。

4.節(jié)能技術、裝備的普及率低、能耗差異大

2006 年底對大中型鋼鐵企業(yè)進行統(tǒng)計，高爐安裝爐頂煤氣余壓發(fā)電裝置(TRT) 的座數(shù)，僅占總數(shù)的31% ;安裝高爐煤氣回收裝置的高爐，占總數(shù)的77% ;安裝轉爐煤氣回收裝置的轉爐，占總數(shù)的64% ;安裝轉爐余熱蒸汽回收裝置的轉爐，占總數(shù)的68%。[3]因此，我國鋼鐵行業(yè)存在著全行業(yè)能耗指標落后于國際先進水平，各企業(yè)間能耗水平差異很大。

二 鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作包括結構節(jié)能和技術節(jié)能兩個部分。

1 鋼鐵工業(yè)結構節(jié)能

調整鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)工藝結構和用能結構可以實現(xiàn)節(jié)能。如提高煉鐵噴煤比、增加球團配比、采用連續(xù)鑄鋼工藝，采用薄板坯連鑄連軋工藝，軋鋼坯料熱裝工藝等技術均可實現(xiàn)節(jié)能效果。

焦化工序能耗是142.21?Kce/t，噴吹煤粉工序能耗為20～35?Kce/t，多噴吹煤粉，改變了高爐煉鐵用能源結構，少用焦炭可節(jié)能1.5%。這是高爐煉鐵工序結構調整中心環(huán)節(jié)。

球團工序能耗42?Kce/t，燒結工序能耗66.38%，多用球團，少用燒結就可節(jié)能。同時球團含鐵品位高于燒結，又可以實現(xiàn)提高入爐礦品位的效果。

連鑄比模鑄減少能耗25%～50%，薄板坯連鑄連軋要比傳統(tǒng)的模鑄-開坯-熱軋節(jié)能70%，連鑄坯熱裝熱送和直接軋制技術可節(jié)能35%。

2 鋼鐵工業(yè)節(jié)能技術

2.1 減少燃料消耗

1) 蓄熱式燃燒技術:

蓄熱式燃燒技術是對助燃空氣和煤氣先進行加熱，達到500 ～ 1

000 ℃

，再進行燃燒時其能值可達到工業(yè)爐所需要的標準。用蓄熱式燃燒技術之后，高爐煤氣可以在烘烤鐵水包、鋼包、連鑄中間包和軋鋼加熱爐，以及熱處理爐上得到廣泛應用。蓄熱式燃燒技術的經(jīng)濟效益:a.高爐煤氣得到合理利用;b.燒重油的加熱爐改燒高爐煤氣后，為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益;c.煙氣的物理熱充分回收。[3]

2)高爐噴吹煤粉技術:

高爐噴吹煤粉是煉鐵系統(tǒng)結構優(yōu)化的中心環(huán)節(jié)，是國內(nèi)外高爐煉鐵技術發(fā)展的大趨勢，也是我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展的重要技術之一。高爐噴吹煤粉的好處:a.代替焦炭，減少煉焦過程對環(huán)境的污染;b.緩解我國主焦煤的短缺，優(yōu)化煉鐵系統(tǒng)用能結構; c.高爐噴煤可以實現(xiàn)結構節(jié)能。[3]2007 年我國重點鋼鐵企業(yè)焦化工序噸鐵能耗為123.

4 kg

標煤，噴煤的制粉和噴吹所需的噸鐵能耗在20 ～

35 kg

標煤。高爐每噴吹

1000kg

煤粉，就可以使煉鐵系統(tǒng)用能結構噸鐵節(jié)約

100 kg

標煤。

3)煤調濕(CMC)技術

煤調濕是將煉焦煤料在裝爐前去除一部分水分，保持裝爐煤水分穩(wěn)定在6%左右，然后裝爐煉焦。按2007年全國的焦炭生產(chǎn)規(guī)模推算，若在全國的焦化企業(yè)推廣實施煤調濕，年可節(jié)約300萬噸標準煤，年可減少焦化污水約1500萬噸，CO 排放量減少約1600萬噸。[4]

2.2 加強對二次能源的回收

1) 干熄焦技術。

干法熄焦技術(Coke Dry Quenching

, CDQ)是利用冷的惰性氣體,在干熄爐中與熾熱紅焦換熱冷卻紅焦。吸收了熱量的惰性氣體將熱量傳給干熄焦鍋爐產(chǎn)生蒸汽,被冷卻的惰性氣體由循環(huán)風機鼓入干熄爐冷卻紅焦。干熄焦技術具有節(jié)能、環(huán)保和改善焦炭質量的作用。在干熄焦過程中,80 %的紅焦顯熱被回收,每噸焦炭可產(chǎn)生15t (4MPa 、

450 ℃

) 的中壓蒸汽;每噸焦炭可省去15～18m3 的熄焦水, [5] 干熄焦過程不向大氣排放含有酚、氰化物、硫化物及粉塵的水蒸氣,改善了環(huán)境質量;焦炭強度提高,從而可以改善高爐的技術經(jīng)濟指標。

2) 高爐煤氣余壓透平發(fā)電技術。

高爐爐頂煤氣余壓回收發(fā)電裝置( Top Gas

-Pressure Recovery Turbine , TRT) 是利用高爐爐頂排出的高爐煤氣中的壓力能及熱能轉化為機械能并驅動發(fā)電機發(fā)電?，F(xiàn)代高爐大都采用高壓爐頂,從爐頂排出的高爐煤氣除具有化學能外,還具有一定的物理能,為促進這些可燃廢氣的綜合利用,通常采用高爐煤氣余壓透平發(fā)電節(jié)能裝置,將煤氣的壓力能轉化為機械能并驅動發(fā)電機發(fā)電。干式TRT 裝置是鋼鐵企業(yè)重要的節(jié)能降耗技術,是國家重點支持、鼓勵和發(fā)展的節(jié)能環(huán)保效益型創(chuàng)新技術。這種技術發(fā)出的電量是相當可觀的, 寶鋼TRT 技術噸鐵發(fā)電量為3617kWh ,相當于節(jié)約1418kgce/ t鐵。[5]

3) 高爐煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電( CCPP) 技術:

在不外供熱時熱電轉換效率可達40% ～ 45% ，比常規(guī)鍋爐蒸汽轉換效率高出近一倍。相同的煤氣量，CCPP 又比常規(guī)鍋爐蒸汽多發(fā)70% ～ 90% 的電。且此發(fā)電技術CO2排放比常規(guī)火力電廠減少45% ～ 50% ，無SO2、飛灰及灰渣排放，NOx排放低，回收了鋼鐵生產(chǎn)中的二次能源，且為同容量常規(guī)燃煤電廠用水量的1/3 左右。[3]

4) 轉爐負能煉鋼技術:

轉爐冶煉過程中，當煤氣中CO含量大于30%、氧氣含量小于2% 時可以進行煤氣回收，轉爐煤氣噸鋼回收大于

100 m3

、蒸汽大于

60 kg

/ t，并使回收的物質得到充分利用，就可以實現(xiàn)轉爐負能煉鋼。[3]

5)燒結低溫余熱回收技術

燒結余熱余能約占整個流程余熱資源的10%左右，余熱溫度在300～500oC之間，是低溫余熱資源應用的重點。燒結余熱發(fā)電是利用低溫余熱的一個有效途徑，但目前存在一些問題，在運行過程中，由于燒結機和環(huán)冷機工況發(fā)生變化時，余熱回收系統(tǒng)的工作參數(shù)也將隨之變動，輸出的蒸汽壓力、溫度、流量也將發(fā)生變化，從而影響發(fā)電機組的運行效率。而且由于存在漏風率高導致廢氣溫度降低，又要保證進入除塵器前廢氣溫度在露點以上等原因，回收利用燒結余熱較困難。如果開發(fā)此技術將燒結礦余熱充分利用，則鋼鐵行業(yè)年可節(jié)約能源約900萬噸標準煤。[4]

6)轉爐余熱蒸汽發(fā)電技術

在提高轉爐煙氣余熱回收量的基礎上，重點開發(fā)低壓(飽和)蒸汽發(fā)電技術。如噸鋼發(fā)電量按照15kWh計算，全國年產(chǎn)鋼5億噸，則每年可以發(fā)電75億kWh，折合300萬tce左右，產(chǎn)生效益40多億元。同時，所發(fā)電可以供居民電，從而實現(xiàn)社會減排C02 630萬噸，減排SO2 6萬噸，社會環(huán)境效益顯著。[4]

三 鋼鐵行業(yè)減排技術

3.1燒結煙氣脫硫技術：

燒結煙氣S02的控制方法主要有低硫原料配入法，高煙囪擴散稀釋法和煙氣脫硫法。燒結煙氣中的S02是燒結原料中的硫在高溫燒結過程中被空氣氧化而成的。因此，在確定燒結原料方案時，按照規(guī)定的S02允許排放量來適當?shù)剡x擇、配入含硫低的原料，以實現(xiàn)對排放S02量的控制。上世紀70年代建設的大型燒結廠采用了燒結煙氣脫硫法，脫硫工藝多為濕式吸收法。目前主要采用鋼渣石膏法、氨硫銨法、活性焦吸附法、電子束照射法等。

3.2高爐煤氣干式除塵技術:

干式除塵即布袋除塵，該技術可以使TRT 發(fā)電能力提高36% ，投資僅為濕法投資的70%，占地面積不到濕法的50%。自萊鋼開發(fā)了高爐煤氣采用干法布袋除塵的關鍵技術“高爐煤氣快速升降溫”技術，解決了由于煤氣溫度突然升高而燒毀布袋的問題后，高爐煤氣凈化采用全都是干法布袋除塵。[3]

3.3轉爐煤氣干式除塵技術：

轉爐煤氣干式除塵技術具有節(jié)水、節(jié)電、除塵效率高的優(yōu)點。同時可以提高能源利用率，煤氣回收量約為100 mg /m3 ，煉鋼噸鋼工序能耗可達

10 kg

標準煤，實現(xiàn)負能煉鋼。轉爐煤氣LT干法電除塵系統(tǒng)，相對濕法除塵而言，其最大的優(yōu)點是：除塵后的煤氣排放含塵濃度在30

me,/m3以下；煤氣回收含塵濃度在10 mg/m3以下，可直接供用戶使用；風機使用壽命長；系統(tǒng)阻力低；耗電約濕法為除塵系統(tǒng)的40%。[6]

3.4鋼渣的綜合利用

1)作鋼鐵冶煉熔劑。鋼渣可用作燒結劑, 不僅回收了鋼渣中的Ca、Mg、Mn、Fe等元素，而且提高了燒結機利用系數(shù)和燒結礦的質量，降低了燃料消耗。? ? 2)鋼渣作水泥。高堿度鋼渣有很好的水硬性，把它與一定量的高爐水渣、煅燒石膏、水泥熟料及少量激發(fā)劑配合球磨，即可生產(chǎn)鋼渣礦渣水泥。鋼渣水泥具水化熱低、后期強度高、抗腐蝕、耐磨等特點，是理想的大壩水泥和道路水泥。

3)作筑路與回填工程材料。鋼渣碎石具有密度大、強度高、表面粗糙、穩(wěn)定性好、耐磨與耐久性好、與瀝青結合牢固等特點，因而廣泛用于鐵路、公路、工程回填。

4)作農(nóng)肥和酸性土壤改良劑。鋼渣含Ca、Mg、Si、P等元素，當鋼渣中的P2O5超過4%時，可以磨細作為低磷肥使用。鋼渣磷肥可以用于酸性土壤與缺磷堿性土壤，也適于水田與旱地耕作，具有很好的增產(chǎn)效果。

5)回收廢鋼。鋼渣一般含7%～10%廢鋼，加工磁選后，可回收其中90%的廢鋼。

四 新技術研究與應用前景

近幾年研究開發(fā)的不使用昂貴焦炭或很少使用焦炭的新煉鐵工藝來替代能耗高、污染大的傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝, 如直接還原煉鐵和COREX、FINEX、H ISME LT等熔融還原煉鐵工藝, 即降低了能耗又對環(huán)境有益,實現(xiàn) “綠色冶金”。另外，微波加熱作為一種發(fā)展迅猛的新型綠色冶金方法，微波加熱在磨礦、預處理、預還原、干燥、焙燒、金屬提取和煙塵等廢料的處理和利用等領域也受到了廣泛重視，某些研究成果正逐步轉入實用階段。

微波加熱在冶金中的應用

4.1 微波對礦石預處理

利用微波選擇性加熱的特點，可以用微波對鐵石進行預處理。被微波輻射以后的黃鐵礦礦石，黃鐵礦和石英完全裂開，黃鐵礦和石英本身也產(chǎn)生了許多裂縫，裂縫的產(chǎn)生可以有效地促進有用礦物的單體解離和增加有用礦物的有效反應面積，對于降低磨礦成本、提高選礦回收率和加快冶金速率具有重要的實際意義。[7]

4.2 微波加熱還原碳鐵礦粉

鐵礦石的微波輻射加熱碳熱還原可以解決傳統(tǒng)加熱方法無法解決的“冷中心”問題，而且金屬氧化物的碳熱還原速率明顯提高。鋼鐵研究總院這方面也做了大量試驗，結果表明磁鐵礦粉、赤鐵礦粉、無煙煤粉均對微波具有良好的吸收性能，石灰粉和石灰石粉對微波的吸收能力較差。在無保護氣氛條件下，微波加熱還原含碳鐵礦粉效果十分明顯，金屬還原率可達90% 以上。[7]

4.3 微波加熱球團

利用微波加熱均勻、升溫速率快、加熱效率高的特點，微波加熱磁鐵礦球團時球團礦的溫度變化規(guī)律、干燥特點、生球強度和焙燒后球團的巖相特征與普通干燥焙燒方法相比，利用微波對球團礦進行干燥焙燒，其溫度上升迅速，內(nèi)部溫度分布均勻；干燥速度快，干燥過程中沒有出現(xiàn)裂紋和爆裂現(xiàn)象；焙燒后的磁性球團礦主要由連晶充分的Fe2O3 組成；每個成品球的強度為170 ～

230 千克

，并且焙燒時不會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。[7]

4.4 微波輔助磨礦

粉碎是礦物加工過程中最消耗能源的工序，它占整個礦物加工過程總能耗的50%～70%. 通常粉碎工序的能源效率約為1%。 [8]由于組成礦石的各種礦物具有不同的吸收微波性質，它們在微波場中的升溫速率各不相同，同一時間內(nèi)被加熱到不同的溫度(微波的選擇性加熱)，從而產(chǎn)生熱應力，致使礦物之間的界面產(chǎn)生裂縫。這種處理使礦石更易粉碎，提高物料的磨礦效率。這對于降低磨礦成本、提高選礦回收率和加快冶金反應速率具有可觀前景。

4.5 微波在廢物處理上的應用

礦石冶煉過程伴隨有大量的SO2 和NOx 等氣體，嚴重污染環(huán)境.微波作用下活性炭還原這些污染物的方法，在活性炭吸附這些有害氣體的同時，用微波加熱吸附CO, CO2 和N2 等還原產(chǎn)物排放到大氣中，而硫磺則用噴霧室收集后作為產(chǎn)品出售，脫硫率高達95%以上.[8]在微波輻射下，懸浮在溶液中的煙塵顆粒表面的水會迅速過熱，急劇汽化，從而促進ZnO 和Fe2O4 等物質的溶出.

總結

煉鐵工序占鋼鐵工業(yè)總能耗的70% ，因此，該工序應作為節(jié)能工作的重點。目前，針對煉鐵工序較成熟有效的節(jié)能技術有:蓄熱式燃燒技術、高爐噴吹煤粉技術、高爐煤氣余壓發(fā)電( TRT)技術、高爐煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(CCPP) 技術。同時，干熄焦CDQ 技術、轉爐負能煉鋼技術等也可有效的降低行業(yè)能耗。在全行業(yè)大力推行以上技術，方可實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的節(jié)能任務。

燒結機脫硫是鋼鐵行業(yè)減排的重要手段。雖然一些鋼鐵企業(yè)在應用中出現(xiàn)一些問題，但在某些企業(yè)已取得成功運行的經(jīng)驗，并且可保持95% 的脫硫效率。同時，燒結機脫硫工藝還具有50% 的除塵效果。對于鋼鐵行業(yè)污染物排放量最大的工序?D燒結機工序進行脫硫，是減少全行業(yè)污染物排放的最為重要的手段。國家、地方和企業(yè)都應廣泛實行該技術，大力推進該技術在我國的應用。

另外對于其他高耗能工序也應該注重減少燃料消耗，提高二次能源回收利用，降低污染排放。對于非高爐煉鐵以及微波加熱技術應加強研發(fā)利用，爭取實現(xiàn)綠色冶金。鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展已經(jīng)進入成熟期，在傳統(tǒng)的長流程生產(chǎn)工藝中，上述節(jié)能減排技術在國際和國內(nèi)均得到廣泛的應用，企業(yè)應特別關注這些節(jié)能減排技術的應用，可促進我國鋼鐵行業(yè)清潔生產(chǎn)水平的提高和節(jié)能減排工作的落實。