什么是钢铁厂能源?

[拼音]：gangtiechang nengyuan

[外文]：energy in iron and steel works

钢铁生产需用的能源，种类繁多，主要有以下几种：

（1）煤。其中有炼焦煤，用于炼制焦炭，供高炉冶炼使用，副产焦炉煤气。烟煤、无烟煤用于高炉喷吹，用作加热炉、锅炉的燃料。

（2）燃料油。用作平炉、加热炉的燃料和高炉喷吹燃料。冶金工厂常用的燃料油是重油、减压渣油、裂化渣油，有时也加混一部分柴油或轻质油。使用时应注意化学成分，发热值和物理性能（包括粘度、比重、比热、凝固点、闪点、燃点等）。

（3）轻柴油。用于须严格控制加热温度的加热炉。

（4）天然气。发热值高，含杂质少是冶金工业的一种理想燃料。主要成分是甲烷、乙烷、丙烷等低级烃类，另外还含有一定数量的氮、二氧化碳等惰性气体，有的还含有硫化氢及氦等稀有气体。天然气可作为高发热值煤气单独使用，也可与其他煤气混合使用，用作平炉、加热炉等的燃料，也可用作高炉喷吹的燃料。

（5）液化石油气。用途同天然气，但多作后备能源。

（6）高炉煤气。用作高炉热风炉、焦炉、加热炉和锅炉的燃料。高炉煤气发热量低，多与焦炉煤气混合使用。

（7）焦炉煤气。用作焦炉本身和加热炉等的燃料，也可作民用燃料。

（8）转炉煤气。目前国外虽普遍安装回收转炉煤气的设备，但因经济原因，多数工厂把回收煤气燃烧放散，未加利用。日本的钢铁厂已把回收的煤气加以利用，中国有的钢铁厂也进行回收利用。转炉煤气常与其他煤气混合使用。

（9）发生炉煤气。在钢铁厂中，如果高炉煤气和焦炉煤气不足，可用发生炉煤气补充。发生炉煤气是固体燃料（如烟煤、无烟煤或焦炭）在煤气发生炉中与氧化剂(常用的是空气和水蒸气的混合物)相互作用产生的气体燃料。发生炉煤气主要用于轧钢加热炉、炼钢平炉。要求煤气燃烧温度高或火焰黑度大的用户(如某些加热炉和平炉)可就近制造发生炉热煤气使用。一般用炉则用经过净化的冷煤气。

（10）电力。既作为电热，如用于炼钢电炉、热处理炉等，也作为动力，如用于轧钢机、鼓风机、水泵以及其他机械的电机传动。(11)蒸汽。既作为热源用于采暖、加热，也作为动力源，驱动蒸汽轮机带动鼓风机，还用于煤气管道的吹扫，高炉炉顶的密封等。(12)压缩空气。多用作自动控制的动力源和气动装置，也用于高炉喷吹燃料。

能源的选用，因情况而异，主要原则是：

（1）应能在要求的期间内按质、按量、按时供应；

（2）应能满足工艺技术要求；

（3）经济合理，即能源费用在产品成本中占合理的比例。钢铁生产的能耗与许多因素有关，为研究分析这些因素的综合影响，采用“吨钢能耗”指标。其含义为：从焦化、烧结到轧制成成品为止，配套生产每吨粗钢所消耗的能量。单位是吨标准煤／吨粗钢（标准煤按每公斤发热值为7000千卡计算）。综合吨钢能耗的计算，包括炼钢本工序的能耗，炼钢用各项原料（如生铁、废钢、石灰）和相继工序(如连铸、轧钢)的相应能耗以及钢铁企业内辅助生产部门（如采矿、选矿、耐火材料、机修等）的有关能耗。

为了便于各企业间相互对比，中国把只包括炼焦、烧结、球团、炼铁、炼钢、轧钢等主要生产工序和厂内运输的能耗规定为吨钢可比能耗。也就是说，指标内不包括企业内辅助生产部门的能耗。

吨钢能耗和各工序能耗与工艺流程、原料条件、设备条件、 *** 作水平、设备维修水平有关，还与全厂的管理水平有关。因此吨钢能耗是一个钢铁厂的主观和客观因素的反映。任何一个因素的变化，都会引起吨钢能耗的增减。70年代世界主要工业国的平均吨钢能耗都在 1吨标准煤以下。中国80年代初，重点企业吨钢可比能耗平均为1.2吨标准煤。

投入钢铁厂的能量，一部分为有效利用，另一部分则以不同形式，如热烟气、冷却水、高温炉渣、炉壁散热等形式损失掉。如采取余热利用措施，可以降低吨钢能耗。能量有效利用的部分所占的比重，各钢铁厂相差甚大，一般只有总输入能量的30～40％。70年代先进的钢铁厂可达到50％左右，可见钢铁厂的余热利用的潜力很大。图1

钢铁厂生产工艺复杂，使用能源种类繁多。为了节约能源，首先必须充分理解能源结构的实际组成，了解输入能量、副产能量、损失能量以及每一生产过程的确切的热平衡，以便确定生产各种产品的单位能耗，并找出每一生产过程中的能量损失原因。还需要对 *** 作所得的实际数值和技术计算值加以对比，并评价有关节能的基本因素，从而制定切实可行的节能规划。钢铁厂的节能途径，主要有下列三个方面：

有效利用能源的途径之一是生产方法和各个生产过程的工艺改革。例如：改用氧气顶吹转炉炼钢代替平炉炼钢可以大量降低炼钢工序能耗。炼钢多用废钢作原料，降低铁钢比，可以大幅度降低能耗。高炉炼铁提高矿石入炉品位，每提高含铁量1％，生产1吨生铁一般可降低焦比 5～10公斤。另一重要途径是改善热工制度，通过提高燃烧效率，掌握合适温度等来促进能源的有效利用。例如：使用氧量计控制最优的燃料空气比，使用计算机控制各种燃烧炉和板坯在较低温度下出炉等。

生产流程的合理化是降低能源损失的关键，这方面包括：减少生产工序，把多工序的工艺直接连接起来或者改变为连续高速的生产工艺。主要技术措施举例如下：

（1）增加连铸生产的比例。连铸和初轧相比，每吨钢约可节能量 0.15×106千卡，即节能65％。

（2）采用热锭装入均热炉。在热锭温度为800℃，热锭率为95～98％的条件下吨钢热耗可降至 (0.14～0.16)×106千卡／吨。

（3）热板坯直接装入加热炉。连铸或轧成的坯料于热态装入加热炉，可节能(0.05～0.1)×106千卡／吨。

（4）扩大直接轧制的范围，取消中间加热的方法。

钢铁联合企业生产过程中损失的能量一般约占总输入能量的66％，其中废气占13％，冷却水占 16％，固体显热占13％，散热损失占 24％。设法回收损失的能量加以利用，是节能潜力很大的一个方面。例如：

（1）板坯冷却锅炉。板坯离开板坯轧机时具有0.16×106千卡／吨的显热。安装板坯冷却锅炉设备，节约的能量约为板坯生产过程消耗总能量的25％。

（2）干法熄焦。每干熄1吨焦约可回收0.36×106千卡热量，还能提高焦炭质量，减少环境污染。

（3）回收热风炉废气的显热。利用热风炉废气显热，预热燃烧用的空气，可节约大量热能。

（4）直接利用高温炉排气的显热。把温度高达900℃ 的冶金炉排气送到炉温较低的干燥炉里作为热源。

（5）汽化冷却。汽化冷却法已在高炉、转炉、加热炉等方面得到广泛应用。冷却用水量只需水冷时的1～2％。

（6）采用废热锅炉回收冶金炉废气显热。许多冶金炉废气温度较高，采用废热锅炉可以回收大量废气显热，用以生产蒸汽或其他形式的热介质。

（7）降低副产煤气的放散率。高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气等，有时放散烧去。主要产钢国家的高炉和焦炉煤气的放散率都控制在3％以下。此外，高压高炉煤气膨胀涡轮机发电也有发展。

为了合理使用和节约能源，现代化的钢铁厂设有一个能源中心，对全厂能源进行集中管理。

参考书目

A Technological Study on Energy in the Steel >Industry，International Iron & Steel Institute，Brussels，1976.