多年來，我國鋼鐵工業污染排放總量占全部工業污染排放總量的比例逐年增加。“十二五”期間節能減排的任務十分艱巨和急迫，我國政府承諾到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放要比2005年下降40%~45%，節能提高能效的貢獻率要達到85%以上，這也給鋼鐵行業的節能減排工作帶來巨大挑戰。

　　因此，在當前鋼鐵工業處于低谷和困難的時候，更應該深入研究如何改變鋼鐵工業的經濟增長方式，進行結構調整和提高企業的核心競爭力。同時，節能減排也是鋼鐵行業今后需要大力加強的、具有普適性的重點工作。

　　燒結：解決現有問題促節能

　　當前，鋼鐵企業新建的大中型燒結機多采用較先進工藝和節能環保裝置，我國已有66臺燒結機配有燒結余熱回收利用裝備，還有200多套燒結煙氣脫硫或脫硫、脫硝綜合治理裝置，太鋼采用活性炭脫硫、脫硝和脫除其他有害物質的裝備已引起行業的廣泛關注。然而，不容忽視的是我國燒結系統仍然存在以下問題：

　　一是我國現有燒結機平均面積偏小，技術裝備水平差距大。我國有燒結機1200多臺，但180m2~630m2的燒結機僅125臺，中小型燒結機仍占燒結總面積的34%以上。

　　二是由于企業之間原燃料供應和價格等因素，生產條件差異較大，使燒結生產指標差距較大，返礦率、能耗等偏高。

　　三是我國現有燒結機漏風普遍高達60%以上，使燒結工序能耗顯著增加，70%~80%能耗在主抽高壓風機上。國外先進燒結機的漏風率在20%左右。降低漏風率是燒結工序增加產量、降低成本最直接有效的措施。

　　四是燒結煙氣綜合治理總體水平不高，中小燒結機煙氣治理普遍不好。我國近年來上了一些脫硫裝置，但僅少數有脫NOx裝置，極少采用可同時脫硫、脫硝、脫二口惡英的技術。同時，脫硫效率低、產品利用率差等問題普遍存在。

　　五是我國每年仍有大量細精礦燒結，國外已極少見，精礦粉燒結必然帶來產量低、質量差、能耗高和污染嚴重。

　　解決好以上問題，有助于推進燒結系統節能降耗。

　　焦化：煤調濕節能效果有待進一步提高

　　煤的濕度控制技術（簡稱煤調濕）是將煉焦煤在裝爐前去除部分水分，與煤干燥的區別在于不追求最大限度地去除入爐煤的水分，而使水分穩定在6%左右，可以降低煉焦耗熱量58kJ/kg~67kJ/kg干基煤，提高焦爐生產能力7%~10%。我國煉焦煤含水量普遍偏高，達11%，如果焦煤的含水量降至6%，可節約干煤10.6kgce/t焦，每t入爐煤可以減少35.8kg的CO2排放；可多配弱黏結性煤8%~10%，擴大焦煤使用資源，具有顯著的節能環保效果。

　　以年產100萬t焦化廠為例，采用煤濕度控制技術每年可以減少5126t標煤，減少廢水5萬t，降低煤粉碎電耗40%，提高焦爐生產能力4%~10%。直接經濟效益1000萬元/年。目前我國鋼鐵企業中已投產6套煤調濕裝置，分布在濟鋼、昆鋼、馬鋼、寶鋼、太鋼、攀鋼。如果在全國推廣，按入爐水分降低3%計，每年可以節約300萬t標煤，減排CO21600萬t。

　　但是，國內部分已經建成的煤調濕裝置多以蒸汽為熱源，能耗較高，節能效果有待提高，以焦爐煙道氣余熱為熱源的煤調濕熱效率高，節能效果好，應該成為我國重點推廣的煤調濕技術；采用煤調濕后煤的水分降低，在轉運和裝煤過程中粉塵量等有害物質增加，有待采取有效措施解決。

　　高爐：以降低燃料比和提高利用率為重點

　　煉鐵是整個鋼鐵企業節能減排、降成本的關鍵環節。而煉鐵節能應以降低高爐燃料比和焦比為核心。

　　高風溫技術：提高熱風溫度是有效降低焦比和燃料比最為廉價的方式。高風溫是一項綜合技術，要綜合考慮高爐接受風溫的能力、熱風爐供應風溫的能力和高溫熱風的輸送。

　　我國≥1200℃的高風溫高爐為數不多，重點企業近年平均風溫僅為1150℃。設置前置加熱爐、全燒高爐煤氣的頂燃式熱風爐的風溫可以突破1300℃，首鋼京唐5500m3高爐熱風爐的實踐已證明它的成功。首鋼遷鋼公司通過熱風爐結構優化和煤氣預熱、燃燒系統仿真、燃燒自動控制系統等技術，2009年風溫1259℃，以后一直穩定在1280℃，達國內外先進水平。

　　高爐長壽技術：據不完全統計，僅2000年~2011年國內企業就有23座高爐發生高爐爐缸、爐底燒穿事故，成為近年來高爐安全穩定生產的制約因素。一些企業的高爐爐齡僅6年~7年，高爐長壽的問題應當予以重視。

　　高爐長壽綜合技術的使用可以有效控制高爐老化的速度，并且保持長年持續穩定生產。其中，提高高爐的設計和建設水平是高爐長壽的基礎和根本保證，否則要想通過改善操作和維護技術來獲得高爐長壽是十分困難和代價昂貴的。

　　目前，國內外高爐長壽技術的主要發展有：全爐體冷卻技術，即從爐底到爐喉全部采用冷卻器。無料鐘爐頂，可使煤氣流分布穩定合理，控制爐身熱負荷。在爐腹、爐腰至爐身下部這些高爐工況條件最惡劣的區域，安裝銅冷卻壁，可確保在高利用系數的操作條件下此區域的壽命提高，而且不用使用價格昂貴的耐火材料，高爐爐體的維護工作大大減少。此外，在爐缸、爐底區域構筑爐缸長壽保護層，如采用具有高導熱系數的熱壓碳磚或超微孔碳磚，或在爐缸碳磚表面增加一層低導熱的優質莫來石或剛玉等耐火材料陶瓷杯，均可促進爐缸的長壽。

　　精料方針：高爐貫徹精料方針，包括原料精準配料，高品位、高堿度、高強度的燒結礦，酸性球團，冶金性能好的焦炭以及采用熟料技術等。通過全面改進原料質量，從而保證高爐在大風量、高風溫、高壓、高負荷的生產條件下穩定運行。實踐證明，入爐品位每提高1%，則焦比下降1.5%，高爐產量提高5%，噸鐵渣量減少30kg，允許高爐噸鐵多噴15kg煤粉。因此，高爐應盡可能地做好精料工作，探索配礦和配煤技術，在資源日益劣化的今天也應該“粗糧細做”。

　　高爐精料應改變“低價劣品”的采購理念，提高入爐品位。堅持精料方針可能會增加采購成本，但可以顯著降低制造成本，并有利于節能減排。目前高爐精料技術普及率80%。我國多數大型高爐入爐礦品位控制較好，一般在57%以上。首鋼遷鋼2650m3、4000m3高爐的入爐品位58.5%，寶鋼4500m3級高爐為61%。這些企業從實踐中和比較中得出體會：精料方針必須堅持，高爐能夠在高水平下穩定順行才是最大的降低成本。

　　提高煤氣利用率：高爐煤氣利用率的高低直接影響焦比和燃料比，通過對高爐裝料和送風等制度的調整，可以實現高的煤氣利用率。應該堅持穩定入爐原料的質量，粒度均勻、含粉塵少；使用好高風溫和富氧，提高在較高煤焦置換比前提下的噴煤量；處理好煤氣利用率與爐料透氣性的關系，在高爐高水平順行的前提下取得較高的煤氣利用率。

　　目前，除了寶鋼以外的11座大型高爐的煤氣利用率沒有超過50%，有的甚至不足45%，說明大型高爐如何通過管理和操作實現煤氣流的合理分布還存在許多問題，燃料比都在500kg/t以上，沒有完全發揮出大型高爐熱效率高、節能降焦的優勢。而小高爐熱效率低、煤氣利用率差、燃料比高是難以克服的缺陷，也成為冶金行業CO2減排的難點。

　　高爐噴煤技術：高爐噴煤可以節約冶金焦和降低鐵水成本，是提高煉鐵競爭力的重要標志。由于煤炭資源的質量劣化，近年來高爐噴煤量也有所下降。業內有人提出經濟噴煤量，即以最佳的置換比決定噴煤量的大小，實現低燃料比煉鐵。如果噴的煤粉不能被高爐所利用，未燃煤粉被煤氣帶出高爐爐頂，提高噴煤量則失去意義。高爐噴煤置換比決定于煤粉在風口前的燃燒率和高爐對未燃煤粉的承受能力，噴煤置換比是可變的，因此經濟噴煤量也是可變的。從煉焦煤資源的短缺和降成本的壓力出發，高爐大噴煤依然是煉鐵技術工作者的追求目標。

　　高爐噴煤的技術發展方向是：提高煤粉在風口前的燃燒率，盡可能減少未燃煤粉，這就須優化與煤粉在風口前燃燒相關的工藝參數和噴吹設備；提高高爐對未燃煤粉的接受能力，研究未燃煤粉的利用率與高爐煤氣流分布的關系，進而提高高爐經濟噴煤量；深入研究煤種特性和配煤特性，以適應提高燃燒率和未燃煤粉接受能力的技術要求。

　　高爐煤氣干法除塵和干法TRT：與濕法比較，經過干法除塵的高爐煤氣的阻力損失小（約低20kPa-30kPa）、凈煤氣溫度高（約150℃），而且因為沒有凈化過程帶入的水分，煤氣理論燃燒溫度高，如果用于熱風爐，可以提高熱風溫度50℃~90℃。

　　干法除塵的高爐煤氣如果用于TRT發電，比濕式TRT的發電效率提高30%。據中鋼協組織的調研，國內高爐562座，干式TRT為330套，濕式TRT有78套。我國70%大型高爐已采用煤氣干法除塵技術。

　　今后，鋼鐵企業應繼續完善煤氣干法除塵技術，進一步解決煤氣溫度控制、高爐煤氣中大量酸性介質對管道的腐蝕、設備檢修量大、濾袋更換處理等問題。

　　高爐煤氣發電與共同火力發電：高爐煤氣（燃氣）-蒸汽聯合循環發電（簡稱CCPP）是利用高爐煤氣發電的一項先進技術，比常規的鍋爐蒸汽發電可以多發電20%。

　　目前我國有15套（10家鋼鐵企業）CCPP發電機組投產，CCPP的裝機容量從50MW到300MW。除寶鋼等少量企業使用全高爐煤氣外（熱值約為700kcal），其余均為高爐煤氣和焦爐煤氣混合，熱值約為1300kcal。該技術應該進一步解決燃氣除塵和葉片損壞等問題。國外企業十分重視CCPP的入口高爐煤氣條件和保證CCPP滿負荷運行，我國企業在這方面做得尚不到位，40天~50天的停機大修時間和高額的大修費用使鋼鐵企業猶豫。

　　需要指出的是，提倡鋼廠自發電，“只買煤，不買電”，不是要企業建設全燒煤的火電機組，也不是富裕多少煤氣發多少電，應該根據企業煤氣平衡，合理配置混燒煤氣和煤的發電機組，以達到穩定、高效、緩沖和降低煤氣放散之目的。

　　回收的各種類型煤氣應根據用戶的不同需求，盡量合理分配、就近利用、梯級利用，富余的高熱值煤氣優先作為原料或集中制氫。企業往往重視回收而對有效利用重視不足，常常會造成一定程度的無效回收現象。回收的余熱應盡量在本工序直接利用，減少沒有必要的能量轉換。

　　在煤氣資源利用方面，應鼓勵鋼鐵企業與電力企業合作，利用鋼廠的副產煤氣和發電廠的大型蒸汽鍋爐、大容量發電機組，開展共同火力發電，在投入較少的情況下可以得到好的經濟效益。共同火力發電比常規的發電機組靈活。在煤氣富余時，共同火力的蒸汽鍋爐可以將其消耗掉，使煤氣不再放散，也降低了發電成本；在煤氣不足時，共同火力的蒸汽鍋爐可以燒煤，保證供電正常。共同火力發電對于鋼廠和電廠都有好處。目前由于缺乏相應的政策支持，煤氣價格主要由電廠確定，其折算價格遠低于市場標準煤價格，導致優質燃料低價銷售，在一定程度上影響鋼廠共建積極性。

　　煉鋼：抓住重點技術不斷突破

　　轉爐煤氣干法除塵技術：轉爐煤氣熱值較高，一般為7500kJ/Nm3~9000kJ/Nm3（1800kcal/m3~2200kcal/m3），轉爐煤氣回收占煉鋼回收總熱量的80%，可以顯著降低轉爐煉鋼工序能耗。

　　目前世界上大部分轉爐采用未燃法來凈化回收轉爐煤氣，通常又分為OG濕法和LT干法兩大類。

　　OG濕法以其成熟穩定和安全可靠、操作簡單而在全世界廣泛應用，目前國內廣泛應用第四代OG濕法為噴淋塔-文氏管（RSW喉口）凈化回收系統，處理后煙氣含塵量達到50mg/Nm3~80mg/Nm3。

　　LT干法雖然投資高于OG濕法，但具有節水節電、除塵效率高、風機壽命長、維護工作量小、經濟效益好等優點。我國目前已經有40余套，處理后煙氣含塵量達到10mg/Nm3~20mg/Nm3，當鐵水比為90%時，干法回收煤氣可達100m3/t鋼以上，是今后轉爐煤氣凈化回收的技術發展方向。

　　轉爐高效擋渣技術：減少轉爐出鋼到鋼包的下渣量，可以減少精煉過程中鋼水的回磷及氧化物夾雜，提高鋼水清潔度，同時也提高合金的收得率，減少脫氧劑、合金消耗，降低煉鋼成本。

　　轉爐高效擋渣技術是在轉爐爐殼出鋼口安裝液壓滑動水口，配備遠紅外下渣監測裝置，實現精確自動控制滑板出鋼。不僅操作方便、控制精確，自動化程度高，降低了勞動強度。國內的滑板擋渣效率≥95%，合金收得率提高1%～2%，鋼包下渣厚度小于30mm。三明鋼鐵、寶鋼、京唐、萊鋼等十幾個鋼廠，在超過40座轉爐（60t~300t）上先后應用，此技術的應用前景良好。

　　RH精煉用干式真空泵系統：重鋼RH干式真空系統生產實踐表明其脫氫效果與國內使用多級蒸汽噴射泵的RH基本一致。RH脫碳前鋼水初始碳含量300ppm~450ppm、氧含量500ppm~650ppm、驅動氣體流量為90m3/h~120m3/h時，經20min左右脫碳處理，可將碳最低脫至10ppm。其不受蒸汽溫度、壓力的影響，生產組織靈活，由于采用布袋干法除塵，設施簡單，粉塵便于回收利用。

　　熱送熱裝技術：連鑄坯的直裝（DHCR）和熱裝（HCR）是提高生產率、節能降耗和降低熱軋工序成本的重要措施。

　　DHCR的關鍵技術包括：煉鋼-熱軋作業計劃一體化編制、DHCR連鑄坯順序動態調整技術和連鑄坯無缺陷技術。根據寧波鋼廠的統計，采用DHCR時一座加熱爐煤氣消耗為5600m3/h，傳統軋制時一座加熱爐煤氣消耗為35000m3/h，2009年4月~2010年3月三座加熱爐節約標準煤27600t，減少CO2排放7.45萬t，減少金屬燒損25035t。

　　節能減排技術的發展是實現鋼鐵產業升級、產品結構調整的重要環節，也是行業轉型升級的主攻方向和突破口。鋼鐵行業作為節能減排的重點區域，應繼續加強對節能減排先進技術的重視和應用，真正構建起低耗、綠色、環保、可持續的發展模式，推動全行業轉型升級。