1.美國鋼鐵工業(yè)節(jié)能環(huán)保措施
美國鋼鐵工業(yè)節(jié)能降耗的主要措施有:淘汰效率低的老舊設(shè)備;使用噴煤技術(shù)減少焦炭用量,從而使大多數(shù)鋼廠關(guān)閉其煉焦?fàn)t,轉(zhuǎn)而進(jìn)口焦炭,減少了能源消耗;對高爐進(jìn)行技術(shù)改進(jìn),增加了頂壓發(fā)電,提高了爐頂氣體利用率;利用煤炭燃燒,配合使用預(yù)熱廢鐵的電爐熔煉,為電爐提供熱水;采取熱裝熱送、直接熔煉、薄板帶坯連鑄連軋等,盡量減少工序轉(zhuǎn)換過程中的能源消耗;盡量收集廢氣的化學(xué)能;在各個加工過程中使用傳感器,提高生產(chǎn)效率,擴(kuò)大產(chǎn)量,降低成本。通過采取以上措施,美國鋼鐵工業(yè)保持了在世界上的競爭優(yōu)勢。
2.德國鋼鐵工業(yè)節(jié)能環(huán)保措施
德國非常重視鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,制定了相關(guān)計劃,包括:開發(fā)新鋼種,生產(chǎn)滿足用戶要求的新性能材料;開發(fā)新的制造設(shè)備,提高勞動生產(chǎn)率、產(chǎn)品成材率和生產(chǎn)過程的連續(xù)化、自動化水平;開發(fā)新工藝,簡化或縮短生產(chǎn)流程;回收利用副產(chǎn)品,如爐渣、泥漿、粉塵;保護(hù)環(huán)境,保護(hù)空氣、水和土壤;節(jié)能,控制二氧化碳排放量;廢鋼循環(huán)使用。
3.日本鋼鐵工業(yè)節(jié)能環(huán)保措施
日本是個能源極度匱乏的國家,不得不在節(jié)能上下工夫,不但從全連鑄、熱裝熱送和自動軋制等大的方面改進(jìn),而且對一點(diǎn)一滴節(jié)能小竅門也不放過。因此,日本的噸鋼能耗多年來一直居于世界領(lǐng)先地位,其能源費(fèi)用占生產(chǎn)成本的比重逐年下降,其產(chǎn)品在國際市場上也具有較強(qiáng)的競爭力。
日本鋼鐵工業(yè)在節(jié)能環(huán)保方面的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)個時期。第一期(1973年~1978年)采取的措施主要是減少反復(fù)加熱引起的能量損失,包括降低加熱爐熱能損失和實(shí)現(xiàn)鋼坯熱裝熱送。其次是提高操作水平進(jìn)行轉(zhuǎn)爐熱氣回收。第二期(1979年~1985年)引進(jìn)了大型廢熱回收設(shè)備回收廢熱,節(jié)能具體措施包括高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電(TRT)、燒結(jié)廢熱回收、連鑄和轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐。第三期(1986年~1994年)采取的主要節(jié)能措施包括使用連續(xù)退火生產(chǎn)線、高爐噴煤等技術(shù)。第四期(1995年~2002年)采取的主要節(jié)能措施包括高爐噴吹廢塑料、提高高爐噴煤比、使用蓄熱式燒嘴、高效發(fā)電站和無頭軋制。第五期(2003年至今)采取的主要節(jié)能措施包括高爐設(shè)備更新改造、高爐試用城市燃?xì)?、引進(jìn)高效氧氣廠、擴(kuò)大高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電的應(yīng)用范圍和使用蓄熱式燃燒器,并與其他產(chǎn)業(yè)合作,開展綜合節(jié)能研究。
國外鋼鐵工業(yè)節(jié)能環(huán)保發(fā)展方向
1.淘汰落后設(shè)備
淘汰落后產(chǎn)能不僅有利于節(jié)約化生產(chǎn),還有利于精簡機(jī)構(gòu)、人員以節(jié)約輔助用能并大幅度降低生產(chǎn)成本。以新日鐵為例,為了降低成本,共關(guān)停4座老舊高爐,為新建大型高效高爐滿負(fù)荷生產(chǎn)創(chuàng)造條件,同時關(guān)停多套老舊軋機(jī),集約化至新建廠的先進(jìn)軋機(jī)生產(chǎn)。此外,發(fā)展轉(zhuǎn)爐鋼廠,依靠吹氧噴煤將廢鋼熔化后煉鋼,集約化程度高,節(jié)能效果好。
近幾年日本鋼鐵設(shè)備還在不斷優(yōu)化以利于節(jié)能。一、2001年高爐共開工31座,平均爐容3800立方米,燃比513公斤,近年通過關(guān)停2座850立方米和7座2000立方米以下高爐,加上大高爐大修擴(kuò)容改造,2005年的平均爐容已達(dá)4000立方米以上,燃比也下降到了496.2公斤。二、轉(zhuǎn)爐2001年開工64臺,比2000年減少5臺,其中由于住友金屬歌山廠以2×300噸轉(zhuǎn)爐代替6×100噸轉(zhuǎn)爐,即減少了4臺轉(zhuǎn)爐,自然有利于節(jié)能。三、2005年電爐開工423臺,比2004年減少10臺,大部分因落后而被淘汰,近年普鋼電爐鋼材市場疲軟使其繼續(xù)被淘汰。四、在軋機(jī)方面,除日本鋼管公司(NKK)和川崎制鐵合并時停產(chǎn)7臺落后軋機(jī)外,住友金屬也停產(chǎn)了歌山廠的落后熱連軋機(jī),將產(chǎn)品集約化于鹿島廠的先進(jìn)軋機(jī)生產(chǎn)。
2.改進(jìn)工藝技術(shù)
一是通過提高加熱爐空氣預(yù)熱溫度和強(qiáng)化爐體絕熱以降低油耗,同時充分回收利用高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣以取代重油。
二是引進(jìn)干熄焦、高爐頂壓發(fā)電、熱風(fēng)爐余熱利用和燒結(jié)機(jī)余熱利用及電爐廢鋼預(yù)熱等重大節(jié)能技術(shù),并在改進(jìn)后加以推廣。
三是實(shí)施工藝簡化以節(jié)能,如通過提高連鑄比以取消初軋、開坯工序來大幅節(jié)能,消除或簡化降溫的工序,采取直接軋制技術(shù)、連續(xù)退火技術(shù)、冷軋的酸-軋聯(lián)機(jī)技術(shù)、熱軋的無頭軋制技術(shù)等。其中無頭軋制技術(shù)可以消除精軋機(jī)的頭尾非正常現(xiàn)象,使軋制前后穩(wěn)定,同時降低板厚和終軋溫度的波動程度,不僅能夠明顯提高熱軋鋼板的質(zhì)量,而且可大大節(jié)省能源。
四是改善能源結(jié)構(gòu)和提高能源轉(zhuǎn)換效率以節(jié)能,如高爐通過噴煤代噴油后不斷提高噴煤比來節(jié)焦,提高自發(fā)電和制氧機(jī)效率以節(jié)能,電爐通過UHP電源操作、吹氧噴燃和DC爐等以節(jié)電。
3.鋼鐵廠副產(chǎn)物的再利用技術(shù)
廢渣方面,實(shí)現(xiàn)了廢渣填埋量為零的突破,具體技術(shù)如下:煉鋼渣中含有鐵和氧化鈣,一般用作返回料送燒結(jié)和高爐進(jìn)行有效再利用;提高以高爐水渣造水泥的利用比例;開發(fā)將高爐水渣應(yīng)用于土木建筑的技術(shù),對水渣做硬質(zhì)化處理后用作混凝土的骨料;開發(fā)將煉鋼渣(包括不銹鋼精煉鋼渣)用作路基填料和基礎(chǔ)砂樁壓縮填料等再利用技術(shù);用高爐渣生產(chǎn)石棉纖維。在粉塵再利用方面,新日鐵君津廠于2000年引進(jìn)美國環(huán)形爐技術(shù),在含鋅、鐵的粉塵中加入少量煤粉和石灰等壓成球團(tuán),加入高爐后取得了比燒結(jié)礦更好的節(jié)焦效果。由于節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效果良好,該技術(shù)獲得了當(dāng)年日本經(jīng)產(chǎn)省大臣的節(jié)能獎。
4.消納社會廢棄物
在利用廢塑料方面,JFE鋼鐵在京濱廠和福山廠高爐噴吹廢塑料,神戶制鋼在加古川廠高爐噴吹廢塑料,新日鐵成功在焦煤中試摻入1%~2%廢塑料用于煉焦。2010年日本高爐、焦?fàn)t利用廢塑料可達(dá)100萬噸。
5.生產(chǎn)環(huán)保生態(tài)型鋼材
開發(fā)更高性能鋼材以減少資源和能源消耗,如高強(qiáng)度汽車用鋼、硅超過6.5%的電磁鋼板等;開發(fā)對生態(tài)環(huán)境無污染或少污染的鋼材,如無6價鉻酸鹽表面鍍鋅鋼板、無鉛鍍膜鋼板等;開發(fā)抗腐蝕性能強(qiáng)、使用過程噪音等公害少的鋼材,如Eco-Pile生態(tài)型鋼板樁、透水型鋼板樁等。
美國鋼鐵工業(yè)節(jié)能降耗的主要措施有:淘汰效率低的老舊設(shè)備;使用噴煤技術(shù)減少焦炭用量,從而使大多數(shù)鋼廠關(guān)閉其煉焦?fàn)t,轉(zhuǎn)而進(jìn)口焦炭,減少了能源消耗;對高爐進(jìn)行技術(shù)改進(jìn),增加了頂壓發(fā)電,提高了爐頂氣體利用率;利用煤炭燃燒,配合使用預(yù)熱廢鐵的電爐熔煉,為電爐提供熱水;采取熱裝熱送、直接熔煉、薄板帶坯連鑄連軋等,盡量減少工序轉(zhuǎn)換過程中的能源消耗;盡量收集廢氣的化學(xué)能;在各個加工過程中使用傳感器,提高生產(chǎn)效率,擴(kuò)大產(chǎn)量,降低成本。通過采取以上措施,美國鋼鐵工業(yè)保持了在世界上的競爭優(yōu)勢。
2.德國鋼鐵工業(yè)節(jié)能環(huán)保措施
德國非常重視鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,制定了相關(guān)計劃,包括:開發(fā)新鋼種,生產(chǎn)滿足用戶要求的新性能材料;開發(fā)新的制造設(shè)備,提高勞動生產(chǎn)率、產(chǎn)品成材率和生產(chǎn)過程的連續(xù)化、自動化水平;開發(fā)新工藝,簡化或縮短生產(chǎn)流程;回收利用副產(chǎn)品,如爐渣、泥漿、粉塵;保護(hù)環(huán)境,保護(hù)空氣、水和土壤;節(jié)能,控制二氧化碳排放量;廢鋼循環(huán)使用。
3.日本鋼鐵工業(yè)節(jié)能環(huán)保措施
日本是個能源極度匱乏的國家,不得不在節(jié)能上下工夫,不但從全連鑄、熱裝熱送和自動軋制等大的方面改進(jìn),而且對一點(diǎn)一滴節(jié)能小竅門也不放過。因此,日本的噸鋼能耗多年來一直居于世界領(lǐng)先地位,其能源費(fèi)用占生產(chǎn)成本的比重逐年下降,其產(chǎn)品在國際市場上也具有較強(qiáng)的競爭力。
日本鋼鐵工業(yè)在節(jié)能環(huán)保方面的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)個時期。第一期(1973年~1978年)采取的措施主要是減少反復(fù)加熱引起的能量損失,包括降低加熱爐熱能損失和實(shí)現(xiàn)鋼坯熱裝熱送。其次是提高操作水平進(jìn)行轉(zhuǎn)爐熱氣回收。第二期(1979年~1985年)引進(jìn)了大型廢熱回收設(shè)備回收廢熱,節(jié)能具體措施包括高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電(TRT)、燒結(jié)廢熱回收、連鑄和轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐。第三期(1986年~1994年)采取的主要節(jié)能措施包括使用連續(xù)退火生產(chǎn)線、高爐噴煤等技術(shù)。第四期(1995年~2002年)采取的主要節(jié)能措施包括高爐噴吹廢塑料、提高高爐噴煤比、使用蓄熱式燒嘴、高效發(fā)電站和無頭軋制。第五期(2003年至今)采取的主要節(jié)能措施包括高爐設(shè)備更新改造、高爐試用城市燃?xì)?、引進(jìn)高效氧氣廠、擴(kuò)大高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電的應(yīng)用范圍和使用蓄熱式燃燒器,并與其他產(chǎn)業(yè)合作,開展綜合節(jié)能研究。
國外鋼鐵工業(yè)節(jié)能環(huán)保發(fā)展方向
1.淘汰落后設(shè)備
淘汰落后產(chǎn)能不僅有利于節(jié)約化生產(chǎn),還有利于精簡機(jī)構(gòu)、人員以節(jié)約輔助用能并大幅度降低生產(chǎn)成本。以新日鐵為例,為了降低成本,共關(guān)停4座老舊高爐,為新建大型高效高爐滿負(fù)荷生產(chǎn)創(chuàng)造條件,同時關(guān)停多套老舊軋機(jī),集約化至新建廠的先進(jìn)軋機(jī)生產(chǎn)。此外,發(fā)展轉(zhuǎn)爐鋼廠,依靠吹氧噴煤將廢鋼熔化后煉鋼,集約化程度高,節(jié)能效果好。
近幾年日本鋼鐵設(shè)備還在不斷優(yōu)化以利于節(jié)能。一、2001年高爐共開工31座,平均爐容3800立方米,燃比513公斤,近年通過關(guān)停2座850立方米和7座2000立方米以下高爐,加上大高爐大修擴(kuò)容改造,2005年的平均爐容已達(dá)4000立方米以上,燃比也下降到了496.2公斤。二、轉(zhuǎn)爐2001年開工64臺,比2000年減少5臺,其中由于住友金屬歌山廠以2×300噸轉(zhuǎn)爐代替6×100噸轉(zhuǎn)爐,即減少了4臺轉(zhuǎn)爐,自然有利于節(jié)能。三、2005年電爐開工423臺,比2004年減少10臺,大部分因落后而被淘汰,近年普鋼電爐鋼材市場疲軟使其繼續(xù)被淘汰。四、在軋機(jī)方面,除日本鋼管公司(NKK)和川崎制鐵合并時停產(chǎn)7臺落后軋機(jī)外,住友金屬也停產(chǎn)了歌山廠的落后熱連軋機(jī),將產(chǎn)品集約化于鹿島廠的先進(jìn)軋機(jī)生產(chǎn)。
2.改進(jìn)工藝技術(shù)
一是通過提高加熱爐空氣預(yù)熱溫度和強(qiáng)化爐體絕熱以降低油耗,同時充分回收利用高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣以取代重油。
二是引進(jìn)干熄焦、高爐頂壓發(fā)電、熱風(fēng)爐余熱利用和燒結(jié)機(jī)余熱利用及電爐廢鋼預(yù)熱等重大節(jié)能技術(shù),并在改進(jìn)后加以推廣。
三是實(shí)施工藝簡化以節(jié)能,如通過提高連鑄比以取消初軋、開坯工序來大幅節(jié)能,消除或簡化降溫的工序,采取直接軋制技術(shù)、連續(xù)退火技術(shù)、冷軋的酸-軋聯(lián)機(jī)技術(shù)、熱軋的無頭軋制技術(shù)等。其中無頭軋制技術(shù)可以消除精軋機(jī)的頭尾非正常現(xiàn)象,使軋制前后穩(wěn)定,同時降低板厚和終軋溫度的波動程度,不僅能夠明顯提高熱軋鋼板的質(zhì)量,而且可大大節(jié)省能源。
四是改善能源結(jié)構(gòu)和提高能源轉(zhuǎn)換效率以節(jié)能,如高爐通過噴煤代噴油后不斷提高噴煤比來節(jié)焦,提高自發(fā)電和制氧機(jī)效率以節(jié)能,電爐通過UHP電源操作、吹氧噴燃和DC爐等以節(jié)電。
3.鋼鐵廠副產(chǎn)物的再利用技術(shù)
廢渣方面,實(shí)現(xiàn)了廢渣填埋量為零的突破,具體技術(shù)如下:煉鋼渣中含有鐵和氧化鈣,一般用作返回料送燒結(jié)和高爐進(jìn)行有效再利用;提高以高爐水渣造水泥的利用比例;開發(fā)將高爐水渣應(yīng)用于土木建筑的技術(shù),對水渣做硬質(zhì)化處理后用作混凝土的骨料;開發(fā)將煉鋼渣(包括不銹鋼精煉鋼渣)用作路基填料和基礎(chǔ)砂樁壓縮填料等再利用技術(shù);用高爐渣生產(chǎn)石棉纖維。在粉塵再利用方面,新日鐵君津廠于2000年引進(jìn)美國環(huán)形爐技術(shù),在含鋅、鐵的粉塵中加入少量煤粉和石灰等壓成球團(tuán),加入高爐后取得了比燒結(jié)礦更好的節(jié)焦效果。由于節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效果良好,該技術(shù)獲得了當(dāng)年日本經(jīng)產(chǎn)省大臣的節(jié)能獎。
4.消納社會廢棄物
在利用廢塑料方面,JFE鋼鐵在京濱廠和福山廠高爐噴吹廢塑料,神戶制鋼在加古川廠高爐噴吹廢塑料,新日鐵成功在焦煤中試摻入1%~2%廢塑料用于煉焦。2010年日本高爐、焦?fàn)t利用廢塑料可達(dá)100萬噸。
5.生產(chǎn)環(huán)保生態(tài)型鋼材
開發(fā)更高性能鋼材以減少資源和能源消耗,如高強(qiáng)度汽車用鋼、硅超過6.5%的電磁鋼板等;開發(fā)對生態(tài)環(huán)境無污染或少污染的鋼材,如無6價鉻酸鹽表面鍍鋅鋼板、無鉛鍍膜鋼板等;開發(fā)抗腐蝕性能強(qiáng)、使用過程噪音等公害少的鋼材,如Eco-Pile生態(tài)型鋼板樁、透水型鋼板樁等。





