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          1. 鍍鋅帶鋼廠家

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            【技術】****鋼鐵企業綠色制造創新實踐與展望
            信息來源:www.easterdayquotes.com 瀏覽: 發布時間:2020/6/1 17:41:34

            ****鋼鐵企業綠色制造創新實踐與展望王新東, 田京雷, 宋程遠(河鋼集團有限公司,河北 石家莊 050023)摘 要:綠色鋼鐵是世界鋼鐵工業發展的共同選擇與發展方向,節能環保、降耗減排等方面的法規和要求日益嚴格,鋼鐵行業需加快綠色制造工藝、技術、裝備的改革和創新。結合國內某****鋼鐵企業近些年來在節能減排、資源利用、技術創新等方面取得的階段性成果,總結了鋼鐵行業焦化、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼、輔助流程等工序在綠色制造方面的創新技術。圍繞未來綠色發展思路,該****鋼鐵企業按照“六位一體”總體布局,通過主持和參與****重點研發計劃課題,提出了十項綠色引領技術,旨在持續引領行業綠色化、智能化發展。關鍵詞:綠色制造;創新技術;綠色發展;引領技術?中國是一個鋼鐵大國,鋼鐵冶金工業更是中國基礎工業中**為重要的工業之一。但同時鋼鐵行業也是一個能耗大戶,據統計,鋼鐵行業的能耗占中國總能耗的14.16%,在鋼鐵企業生產過程中能源有效率僅為30%左右,行業固體廢棄物回收利用率為50%左右。鋼鐵行業生產過程中向環境中排放大量污染物,其排放的工業廢水、粉塵和二氧化硫總量分別占全國工業污染排放總量的10%、15%和10% [1-4]。節能環保、降耗減排等方面的法規和要求日益嚴格,鋼鐵行業要把綠色、低碳、環保的觀念融入到生產全過程,加快綠色制造工藝、技術、裝備的改革和創新,依托技術進步實現節能減排和綠色制造[5-9]。1 鋼鐵行業綠色制造現狀鋼鐵綠色制造是指鋼鐵在生產制造過程中既要考慮能源介質的減少程度、末端污染物排放程度、二次資源綜合利用的水平等顯性的綠色指標,還要考慮流程結構、產品結構、能源結構、原料結構等有更大影響的隱性綠色指標,使鋼鐵產品的設計、制造、運輸、使用、報廢處理、循環利用等的整個生命周期對環境的影響**小、資源利用率****、能源消耗**小,能與其他行業和社會實現生態鏈接,從而實現鋼鐵企業良好的經濟、環境和社會效益的制造模式[10-16]。圍繞鋼鐵綠色制造,到2020年中國鋼鐵工業擬實現噸鋼綜合能耗不大于580kgce、余熱資源回收利用率大于50%、噸鋼CO 2排放量比2010年下降10%~15%等能源指標,噸鋼SO2、NO X、 煙粉塵排放量分別為0.6、0.8、0.5 kg 的環保指標[17]。為此,河鋼、寶鋼和太鋼等一批先進鋼鐵企業以綠色發展為理念,持續開展節能減排以及鋼鐵流程廢棄物的循環利用研究,取得了顯著的研究成果和應用效果。河鋼集團積極推進“綠色”引領戰略,先后投資165億元實施重點節能減排項目430余項,主要能源環保指標居國內****甚至領先水平。截止目前,噸鋼綜合能耗、噸鋼SO2排放量、噸鋼粉塵排放量較2011年分別降低4.9%、50.6%和61.9%;噸鋼耗新水逐年降低,目前達到了2.39 m3 /t (鋼),居行業先進水平,其中唐鋼主廠區實現了城市中水作為生產用水的****補充水源,水重復利用率達到98%以上,河鋼集團因此獲得2016年世界鋼鐵工業可持續發展卓越獎;采用一系列節能措施****程度地減少工藝過程中能源的浪費(圖1),2016年僅余熱余能余壓自發電總量超過100億kW·h,核心企業自發電比例超過65%;形成了高爐除塵灰、轉爐除塵灰、軋鋼氧化鐵皮、鋼渣水渣等100%回收和再利用的固體廢棄物循環圈。寶鋼圍繞節能、節水、氣體污染物治理及固廢利用等環節,加快節能環保技術創新。重點突破焦爐荒煤氣顯熱回收工藝、煙氣脫硝等技術,成為國內首套燒結煙氣脫硝脫二噁英示范項目的實施者[18]。2015年寶鋼噸鋼綜合能耗為598kgce,SO2、NO x、和COD排放量分別為18 982、42 262和1057 t,與2010年相比分別下降6.9%、70%、45%和66%。太鋼在全流程內推進技術創新,實施了從礦粉運輸、揚塵抑制到高爐噴煤、連鑄、連軋、轉爐煤氣回收、高爐煤氣余壓發電和鍋爐燃用高爐煤氣等一批重大的節能減排技術措施,實現了生產全過程各種資源的循環和再利用,取得了顯著效果 [19] 。截止目前,噸鋼綜合能耗由703下降到559kgce,降幅達20.5%,噸鋼新水消耗由7.18下降到1.91 m3,降幅為73.3%。2 鋼鐵全流程綠色制造創新技術與實踐綠色制造創新技術應用遍及焦化、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼及輔助流程等鋼鐵生產全過程。結合國內先進鋼鐵企業,以河鋼集團為例,從6個方面來介紹鋼鐵全流程綠色制造創新技術與實踐。2. 1 焦化工序綠色制造創新技術與實踐河鋼集團現運行焦爐20座,主要爐型為6 m焦爐和7 m焦爐,焦炭產能為900萬t/a。2. 1. 1 焦化全流程環境友好技術集成在焦化全流程配有除塵系統,采用****筒倉儲煤技術以減少煤堆揚塵;利用袋式除塵凈化裝置收集備煤車間煤轉運、破碎、裝煤、推焦等過程產生的粉塵,使粉塵排放指標達到或超過清潔生產的要求。在焦化廢水處理方面,其獨有的“生物處理+膜處理+芬頓處理”三級處理技術實現焦化廢水回用率達80%以上[20]。在煉焦固廢方面****儲配一體儲倉及焦油渣回配系統避免了煉焦固廢的二次污染。2. 1. 2 大容積焦爐工藝技術寬炭化室、多段加熱的大容積焦爐工藝技術實現了以下功能:(1)燃燒室采用3段式加熱方法,實現高向均勻加熱。炭化室高向溫度差在50 ℃以內,長向均勻系數大于0.9,氮氧化物排放量降低至450 mg/m 3(標準態)以下,解決了爐頂空間溫度高、化產收率低的技術難題;(2)采用節能型焦爐蓄熱室封墻,有效提高了爐體密封性;采用新型格子磚,提高了預熱煤氣和空氣的溫度;(3)通過建立煤氣流量、標準溫度、空氣過剩系數、煤氣熱值與焦爐溫度的關系模型,確定了不同結焦時間的****標準溫度,實現噸焦煤氣耗量降低至195 m 3(標準態)以下;(4)通過煤種配煤優化試驗和低價煤極限配加試驗,確定了典型的氣煤、1/3焦煤和瘦煤的極限配加比例(圖2、圖3),進而得到適合寬炭化室7 m焦爐的合理配煤結構。弱黏煤配比達到44.1%,焦炭的M 40 、M 10 和CSR分別達到90.24%、5.97%和68.14%,滿足了大高爐煉鐵的要求。2. 1. 3 余熱回收利用技術煉焦生產中有大量的余熱余能資源,在****焦化廠的焦化工序能耗中,備煤約占5%~10%,煉焦占70%~80%,化產回收占15%~20%。就煉焦產物帶出的熱量而言,1 050 ℃左右的紅焦攜帶顯熱約占37%,700 ℃左右的荒煤氣顯熱約占36%,排往煙道的180~250 ℃左右的廢氣帶走熱量約占17%,3項余熱合計占90%左右。河鋼集團在焦化工藝應用的余熱回收技術主要有以下幾個方面。(1)高溫高壓干熄焦的高效發電技術。該技術集成高溫高壓鍋爐代替傳統的低壓鍋爐,采用自然循環方式,建立良好的汽水循環運行機制,有效解決了較低負荷條件下鍋爐安全運行的難題,蒸汽品質和干熄焦余熱利用效率明顯提高,實現噸焦發電量125 kW·h以上;預存室與冷卻室高徑比的合理設置,降低了焦炭床層阻力,減少了焦炭爐內活躍區域停留時間,焦炭燒損和風機運行阻力顯著降低;通過建立可燃氣體體積分數、空氣導入量與燒損率以及燒損率與生產熱力負荷的關系模型(圖4、圖5),優化過程控制參數,實現干熄爐燒損率降低到1.1%以下。(2)上升管余熱回收技術。通過除氧泵把干熄焦除鹽水經除氧器、給水泵送入汽包,汽包內的水由強制循環泵壓入上升管換熱器吸收高溫荒煤氣(約750 ℃)的顯熱,產生的氣液混合物再返回汽包,汽包內產生的飽和蒸汽通過汽水分離器分離后并入焦化廠蒸汽管網。河鋼邯鋼5號、6號焦爐上升管余熱回收利用技術于2015年一次性投運成功,蒸汽并入蒸汽管網供用戶使用,是中國6 m焦爐荒煤氣余熱成功回收的****套裝置。使用1年后,上升管結焦現象明顯降低,飽和蒸汽每年可產生經濟效益724.2萬元,實現CO 2年減排2.5萬t。目前該技術正在焦化行業進行推廣應用。(3)焦爐煙氣余熱利用回收技術。在焦爐生產過程中,煤氣燃燒產生的熱量,一部分用于焦爐加熱,一部分被廢氣帶走,在蓄熱室與空氣或煤氣換熱后通過煙囪直接排放,造成浪費。2015年河鋼宣鋼建設焦爐煙氣余熱回收裝置1座,對焦爐煙氣余熱進行回收。該工藝減少了干熄焦系統抽汽量,實現蒸汽資源的梯級利用;徹底解決了設備泄漏問題;增大了換熱面積,使換熱系數得到很大的提高。2. 1. 4 產業鏈延伸技術結合絕熱型和換熱型反應器,發明了“甲烷合成反應器”和“焦爐煤氣制LNG并聯產氫氣的工藝裝置”,利用系統生成冷凝液作為循環補液,控制反應溫度,提高了甲烷轉化率,有效降低了循環壓縮機功率,噸LNG電耗降至1 350 kW·h;利用LNG生產過程能量梯級利用技術,并在合成反應器前增加保護床和MDEA同分子篩聯動工藝,提高工藝過程能源利用效率;采用研發變壓吸附法富氫尾氣制取高純氫技術、SNG/LNG互換技術、過程氣回收工藝實現閃蒸汽、氫氣、放散氣的近零排放,年減少CO 2排放2.7萬t。通過以上4個技術的實施,拓寬了焦化行業擺脫高污染、實現經濟運行和環境友好的新思路,為焦化行業綠色轉型發展起到引領和示范作用。2. 2 燒結工序綠色制造創新技術與實踐燒結煙氣治理是鋼鐵行業污染物控制的重要內容。目前河鋼集團運行28臺燒結機,燒結機面積主要為240、360、400、435 m2,均配套脫硫除塵設施,全部實現污染物特別排放限值。2. 2. 1 源頭及過程控制技術(1)厚料層燒結技術。厚料層燒結以燒結料層自動蓄熱理論為基礎,能夠起到降低固體燃料消耗、改善燒結礦強度、提高成品率等作用。其特點為:1)點火時間和高溫保持時間延長,表層供熱充足,冷卻強度降低,成品燒結礦產量提高;2)燒結高溫帶增寬,礦物結晶充分,主要液相體系以鐵酸鈣為主,燒結礦強度和成礦率提高;3)料層自動蓄熱能力隨料層增加而增強,同時料層內****溫度下降,降低燒結固體燃耗用量,還降低燒結礦中的FeO質量分數,提高燒結礦的還原性。河鋼集團結合影響厚料層燒結的因素進行分析,并對燒結機進行改造,普遍實現了厚料層燒結技術。(2)燒結機漏風治理技術;诹繜岱ǖ脑诰測試燒結過程漏風率的技術方法,可為分析各風箱相對漏風率變化情況做出及時判斷,為有效針對漏風區域采取減漏措施提供方便,根據測試的數據可實現燒結過程穩定性判斷的功能。此外,針對風箱支管漏風特點,應用燒結機柔性傳動密封,增加滑道密封的可控性,將燒結機漏風率控制在45%以內。(3)環冷機密封治理技術,F有環冷機改造為包容式密封形式,節省電能的同時,發電量可以增加2~5 kW·h/t (礦);新建環冷機采用水密封形式,漏風率控制在10%以內,發電量可以提高5~10 kW·h/t (礦),大幅減少粉塵排放。2. 2. 2 煙氣末端治理技術(1)密相干塔脫硫除塵一體化技術。密相干塔脫硫除塵一體化技術實現了脫硫除塵系統高效低耗運行,脫硫效率達到95%以上,出口粉塵濃度為10 mg/m 3(標準態)以下,系統壓降控制在2 000 Pa以下,副產物中 CaO 的質量分數低于 8%;在行業內率先徹底取消旁路,合并風機大幅降低運行電耗,實現生產設施與環保設施 100%完全同步運行。該技術已在河鋼唐鋼9套燒結機上投入運行,主要經濟技術指標達到國內外同類技術的先進水平,在設備一體化技術、能耗和穩定運行等方面達到國際領先水平。(2)低溫氧化脫硝技術。低溫氧化脫硝主要是利用臭氧的氧化性,將不可溶的低價態氮氧化物氧化為可溶的高價態氮氧化物,然后在洗滌塔內將氮氧化物吸收,達到脫除的目的。整套脫硝裝置不改變原有煙道和后處理措施,僅需新增臭氧發生器、控制器、分布器等關鍵設備和組件,共用脫硫吸收塔。其優點為:1)設備投資低、占地面積小、系統簡單等,臭氧氧化后的產物不產生二次污染;2)工藝可操作性強,脫硝效率可調控,運行成本較低;3)粉塵、SO2等對脫硝效率無影響,適用于鋼鐵燒結的低溫煙氣。目前該技術已在河鋼唐鋼不銹鋼265 m 2 、中厚板240 m 2 燒結機上成功應用,將為大流量燒結煙氣提供低溫硫硝協同減排新技術。(3)活性焦脫硫脫硝一體化技術;钚越姑摿蛎撓跻惑w化技術是一種利用活性焦的吸附催化功能,同時脫除煙氣中的硫氧化物、氮氧化物,并回收硫資源的干法煙氣處理技術[21];钚越姑摿蚴腔赟O 2在活性焦表面的吸附和催化氧化,活性焦脫硝是基于活性焦表面的催化作用;钚越篃煔饷摿蛎撓跻惑w化技術工藝過程簡單,脫硫脫硝過程不消耗水,活性焦可循環使用,副產品易加工處理,不存在廢水、廢渣等二次污染問題。目前該技術已在河鋼邯鋼435 m 2 燒結機上應用,為****燒結機采用活性焦脫硫脫硝一體化技術起到了示范引領作用。2. 3 煉鐵工序綠色制造創新技術與實踐河鋼集團現運行高爐 29 座,主要爐型包括2000、2500、3200 m 3,全部應用了煤氣干法凈化、TRT發電裝置等。出鐵場通過耦合“高效頂吸+側吸”除塵、水冷溝蓋、擺動溝煙塵捕集等技術,從根本上杜絕了粉塵的無組織排放。2.3. 1 高爐煤氣干法布袋除塵技術布袋除塵是利用各種高孔隙率的織布或濾氈,捕捉含塵氣體中塵粒的高效除塵器。干法布袋除塵不需要用水清洗冷卻,特別適合缺水的地區。該除塵器阻力小,除塵效率高,除塵后含塵量一般小于5 mg/m3。對于高壓高爐,干法除塵可配干式余壓發電裝置,進入余壓發電裝置的煤氣具有較高的溫度和壓力,可增加發電量35%~45%。目前,河鋼集團所有高爐全部采用高爐煤氣干法除塵,干法除塵后煤氣的含塵量小于5 mg/m 3。該技術已成功應用在國內首鋼京唐5 500 m3高爐及世界****高爐韓國浦項6 000 m 3高爐上。2. 3. 2 高爐爐頂均壓煤氣回收技術均壓煤氣回收技術是在爐頂均壓煤氣管道安裝回收管,并在管道上依次安裝調節閥,實現煤氣回收與裝料程序自動控制,回收煤氣接入干法除塵備用箱體。該技術已成功應用在河鋼承鋼,并在集團全面推廣,不但減少高爐煤氣的放散,還減少了粉塵排放和噪聲,噸鐵可實現經濟效益0.5元。2. 3. 3 高爐沖渣水余熱高效回收技術高爐沖渣水余熱高效回收技術開發了在線自清潔高效過濾技術,實現了過濾器濾網的連續在線清洗,徹底解決了換熱系統濁水側設備的堵塞問題;研發了多元阻垢防結晶一體化聯合技術體系,解決了高鹽水在換熱降溫過程產生的設備結晶、結垢和堵塞問題;采用雙循環模式的高爐沖渣水余熱高效回收技術工藝,實現了沖渣水的純熱量輸出,實現了鋼鐵企業余熱資源向城市集中供熱系統的應用。集團目前高爐沖渣水實現城市供熱面積達到1400萬m 2,不僅實現了二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的減排,更達到了鋼鐵企業與城市的和諧共融循環經濟發展。2. 3. 4 高爐水渣超細粉技術大力拓展固體廢棄物循環利用圈,在集團內廣泛應用水渣超細粉制備技術,將高爐水渣生產為比表面積450 m2 /kg的水渣超細粉做水泥添加劑,向國內及國際市場銷售,現已成暢銷產品。2. 4 煉鋼工序綠色制造創新技術與實踐河鋼集團現運行轉爐36座,主要爐型包括120、150、260 t。2. 4. 1 轉爐煤氣除塵技術轉爐煤氣除塵技術包括轉爐一次、二次和三次除塵,轉爐一次除塵是對轉爐煉鋼過程中產生的大量含一氧化碳的一次煙氣進行凈化,并有效回收能源的過程。河鋼集團現運行所有轉爐一次除塵全部采用新OG法和LT干法除塵。轉爐二次除塵是指轉爐爐口溢出的煤氣遇空氣后燃燒產生的煙氣除塵;轉爐三次除塵是煉鋼車間的無組織排放除塵。河鋼集團所有運行轉爐均配備了二次除塵,粉塵排放濃度均小于15 mg/m3;核心企業配置了三次除塵。2. 4. 2 鋼包在線全程加蓋技術該技術的主要目的是減少鋼水倒運和澆注過程的溫降、提高空包內壁溫度、降低轉爐冶煉終點溫度、減少轉爐爐襯浸蝕、提高爐齡;加蓋后鋼包平均壽命可提高5爐左右;此外還可提高中間包鋼水溫度穩定性、減少烘烤煤氣用量等。該技術可以大大減少空包的輻射散熱和對流散熱,降低轉爐出鋼溫度約20 ℃,噸鋼能耗降低8元。該技術正在集團全面推廣應用。2. 5 軋鋼工序綠色制造創新技術與實踐河鋼集團現擁有熱軋板卷、寬厚板、冷軋、棒材、線材和型材等先進******,包括2 250 mm熱軋卷板軋機、4 200 mm寬厚板軋機等。2. 5. 1 鋼坯熱裝熱送技術鋼坯熱裝熱送技術是把連鑄機生產出來的熱鑄坯切割成一定尺寸后,在高溫狀態下直接保溫送至軋鋼廠,或直接送加熱爐加熱后軋制的一種生產工藝。其中連鑄坯的入爐溫度是熱裝熱送工藝的重要指標之一,一般要求入爐溫度不低于400 ℃[22]。通過鋼坯熱裝熱送可以減少加熱爐的能源消耗,降低污染物排放。目前集團已廣泛應用鋼坯熱裝熱送技術,其中唐鋼二棒的****熱裝溫度達到了850 ℃。2. 5. 2 蓄熱式加熱技術蓄熱式加熱爐是采用蓄熱室余熱回收裝置,交替切換煙氣和空氣,使之流經蓄熱體,達到在****程度上回收高溫煙氣的顯熱,提高助燃空氣溫度的效果。河鋼宣鋼二高線步進梁蓄熱式加熱爐是將助燃空氣和高爐煤氣經換向系統后由各自的管道送至爐子左側的蓄熱式燃燒器,自下而上流經其中的蓄熱體,分別被預熱到950 ℃以上,然后通過各自的噴口噴入爐膛,燃燒后產生高溫火焰加熱爐內鋼坯,火焰溫度較同種煤氣做燃料的常規加熱爐高400~500 ℃,90%以上的熱量被蓄熱體回收,**后以150 ℃以下的溫度排放到大氣中,比常規加熱爐節能30%~50%。2. 5. 3 在線熱處理技術該技術是通過控制軋制溫度和軋后冷卻速度、冷卻開始溫度和終止溫度,來控制鋼材高溫奧氏體組織形態以及控制相變過程,**終控制鋼材的組織類型、形態和分布,提高鋼材的力學性能,同時該技術也能夠降低合金元素的使用量,提高生產效率,節省離線淬火工序,節約能耗。通過TMCP在線熱處理技術,節省離線淬火工序,噸鋼降低成本約300元。2. 6 輔助流程綠色制造創新技術與實踐鋼鐵行業除了不可或缺的焦化、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼等主流程外,還有大量不可或缺的輔助流程,河鋼集團在輔助流程工藝也應用了大量綠色制造創新技術。2. 6. 1 ****封閉料場技術河鋼集團在京津冀區域實現了料場全封閉,有效地從源頭控制了原料場無組織排放,將顆粒物的濃度從120降至8 mg/m3以下;灑水量減少80%以上,也大大減少了物料的損失。2. 6. 2 鋼鐵企業低壓余熱蒸汽發電和鋼渣改性氣淬處理技術該技術集成優化后應用于工程實踐,實現噸焦煙氣余熱回收發電量7~8 kW·h,噸燒結礦余熱回收發電量達20~24 kW·h,噸鋼余熱蒸汽回收量達到90 kg以上,發電量為10~13 kW·h,構建了二次能源利用關鍵技術平臺,使河鋼集團二次能源利用達到國際先進水平。該項目獲得****科技進步二等獎,已在行業內推廣應用。2. 6. 3 世界****“亞熔鹽高效清潔提釩技術”河鋼集團和中科院過程所共同承擔的世界****“亞熔鹽高效清潔提釩技術”項目入選了****工信部2017年綠色制造系統集成項目名單,實現釩、鉻資源利用率分別提高了10%、80%以上,無廢氣、廢水、含鉻固廢的產生,實現了高效清潔生產,該項目的投產引領了世界釩鈦磁鐵礦資源高效綜合利用的綠色化升級。2. 6. 4 富余煤氣發電技術在傳統富余煤氣發電基礎上,廣泛應用CCPP和高溫超高壓發電技術,作為富余高爐煤氣的“能源轉換”加工廠,結束了大量富余高爐煤氣直接放散的歷史,實現了高爐煤氣“零”放散,并大大提高了能源綜合利用效率。其中CCPP機組煤氣消耗較中溫中壓煤氣發電機組降低25%,高溫超高壓機組蒸汽消耗較中溫中壓煤氣發電機組降低13%,大大提高了機組的發電效率。3 鋼鐵行業綠色發展思路與引領技術3. 1 鋼鐵行業綠色發展思路中國鋼鐵工業已經進入了新常態,面臨著新形勢,提出了新要求,因此中國鋼鐵工業需要在總結近年綠色發展的基礎上,用新的方法、新的思路去開發新的綠色流程、裝備和技術來面對更高層次的綠色發展,建設有中國特色的綠色鋼鐵工業生產模式[23-25]。河鋼集團圍繞“建設****競爭力鋼鐵企業”的目標,在國內率先提出“六位一體”總布局的綠色發展戰略(圖6),深入推進綠色制造、加快發展綠色產業、研發應用綠色產品、穩步推進綠色采購、系統優化綠色物流、培育打造綠色礦山,確保使集團所有子公司率先成為效益佳、效率高、消耗低、排放少、環境美的綠色鋼鐵示范企業,繼續引領中國鋼鐵行業綠色轉型[26]。寶鋼以“技術創新驅動產業綠色發展,資源共享助推城市生態文明”為經營理念,實行**嚴格的內部控制標準、改進生產工藝、優化能源結構、減少能源消耗、降低能源成本、持續減少企業和產品使用過程的能源消耗與環境影響;努力推進工業廢棄物的減量化、再使用和資源化,并助力城市廢物的循環利用;努力建設成為一個具有國際先進水平的國際鋼廠。太鋼堅持以科學發展觀為指導,實施綠色發展戰略,樹立鋼廠與城市是和諧發展的“共同體”的理念;依靠技術創新和管理創新,大力推進綠色制造,率先推廣世界****進的節能減排、循環經濟工藝技術。特別是在不銹鋼系統項目建設中,堅持技術進步與優化工藝流程相結合,實現生產過程資源循環利用。3. 2 鋼鐵行業綠色引領技術“十三五”期間,圍繞焦化、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼等5大重點工序及智能制造,鋼鐵企業需關注10項引領技術,開展多污染物協同控制成套化技術與裝備、非高爐煉鐵、轉爐煉鋼新技術、直接軋制、智能制造示范線建設等研究,為鋼鐵行業綠色化、智能化發展做出顯著貢獻。3. 2. 1 焦爐煙氣多污染物協同控制技術采用焦爐煤氣加熱的焦爐產能超過全國總產能的70%,其煙氣污染物排放遠高于以貧煤氣加熱的焦爐,基本全行業不達標。針對焦爐煙氣組分復雜、低硫高氮的特點,研發焦爐低氮燃燒技術、活性炭法多污染物(SO2、NO x 、SO2、HCN等)協同控制技術;集成活性炭法煙氣凈化、硫/炭粉無害化資源化回收成套裝備,實現焦爐煙氣污染物排放濃度優于****特別排放地區限值。3. 2. 2 焦爐煙氣多污染物中低溫協同催化凈化技術對于已上焦爐煤氣脫硫設施的焦化企業,擬開發余熱梯級利用耦合的多污染物中低溫協同催化凈化工藝,研發多污染物協同凈化多效催化劑、可開關式極限換熱補熱設備,結合半干法脫硫除塵設施,實現焦爐煙氣 NO x 、Hg、CO、SO2、SO2、粉塵等多污染物的短流程高效協同治理與低品位余熱高效利用的有效耦合。3. 2. 3 鋼鐵行業煙氣多污染物超低排放技術國內大部分燒結/球團煙氣已上脫硫設施,針對其大流量、低氮氧化物的排放特點,通過耦合臭氧氧化脫硝、半干法脫硫提效改造、預荷電袋式除塵等3項技術,協同脫除顆粒物、二氧化硫以及氮氧化物,實現顆粒物、二氧化硫、氮氧化物分別達到10、35、50 mg/m3,**終達到污染物超低排放,引領行業綠色發展。3. 2. 4 高溫煙氣循環分級凈化技術針對燒結工序煙氣量大、顯熱利用率低等問題,開發高溫煙氣循環分級凈化和余熱利用技術,回收低品位熱能,減少主煙道煙氣排放量30%以上,實現余熱利用和污染物減排的耦合。3. 2. 5 基于鎂法的污染物協同去除與副產物資源化技術通過研發鎂法脫硫與旋轉脫霧除塵技術協同去除多污染物,并利用脫硫副產物結合含鈦高爐水渣制備輕質高強建筑材料,實現污染物減排和副產物資源化利用的耦合。3. 2. 6 基于爐料結構優化的硫硝源頭減排技術球團礦生產過程中產生的污染物大幅低于燒結礦,中國鋼鐵工業未來的綠色發展趨勢為減少或取消燒結礦,增加球團礦比例,通過增加高爐原料中球團礦比例至80%,甚至100%比例實現全球團冶煉,從源頭實現二氧化硫和氮氧化物的減排。3. 2. 7 新型非高爐煉鐵技術浦項FINEX工藝不需要配套焦化、燒結、球團工序,直接使用非焦煤和礦粉成型入爐。FINEX工藝的粉塵、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放分別是高爐長流程的 23%、24%、15%,做到了源頭減排。目前,河鋼正在與韓國浦項鋼鐵進行技術交流,擬在產業升級項目中引進應用,FINEX煉鐵技術一旦在河鋼成功應用,將會對中國煉鐵行業產生革命性的影響。3. 2. 8 底吹氧、底噴石灰粉轉爐煉鋼新技術底吹氧底噴石灰粉煉鋼工藝是在底吹煉鋼工藝基礎上發展起來的前沿煉鋼技術。該技術的特點是石灰粉全部底吹加入,并且30%的氧氣由爐底底槍吹入;底噴石灰粉,化渣速度快、脫磷效果好、石灰利用率高,噸鋼石灰消耗能降低到25 kg以下;底吹氧氣,熔池攪拌強烈,低碳、超低碳鋼轉爐碳氧積在0.001 6左右,鋼水全氧質量分數降低0.02%。該技術是加拿大多法斯克公司的獨有技術,河鋼集團擬在國內****引進該技術,為中國轉爐煉鋼工藝的提升做開拓性工作。3. 2. 9 小方坯免加熱直接軋制技術小方坯免加熱直接軋制技術充分利用了留在連鑄坯中的大量余熱,采用切割后保溫和快速輸送等手段,使鑄坯到達軋機時的溫度達到開軋溫度的要求,從而取消加熱爐,降低能源消耗,減少廢氣排放,大幅度降低生產成本。目前,河鋼承鋼正在年產百萬噸以上的產線上進行直軋應用研發,涉及鋼軋工序界面優化、連鑄提速等一系列技術革新,預計2017年底正式投入應用,可實現噸鋼節約標準煤40 kg,年減排二氧化碳超過10萬t。3. 2. 10 鋼鐵企業智能制造示范線建設按照《中國制造2025》及《****智能制造標準體系建設指南》的重要指導,鋼鐵企業應積極謀劃智能制造示范線建設,逐步完善面向智能制造的信息系統架構,形成以產品全生命周期為核心的信息自動化支撐體系,促進生產一貫制、質量一貫制管理的有效落地,實現企業生產經營全過程和企業發展全局的智能化、綠色化、產品質量品牌化[27] 。4 結語圍繞焦化、燒結、煉鐵、煉鋼及軋鋼等重點工序,以河鋼集團為代表的國內鋼鐵企業實施了大量綠色發展推進企業環保升級、工藝技術升級的創新技術與實踐,為鋼廠與城市和諧共存進行了十分有利的探索。但同時需要看到,中國鋼鐵工業還需要大量的中國原創的鋼鐵新工藝、新裝備和新技術,如基于物質流、能量流和信息流的鋼鐵工藝新流程工程,對全流程和產品實施全生命周期評價,大數據和智能制造技術在鋼鐵工業應用,綠色化鋼鐵大系統,制定綠色鋼鐵評價體系等,通過主動創新,努力打造“綠色化、智能化、品牌化”的新一代流程鋼廠,持續引領中國乃至世界鋼鐵行業的可持續發展。

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