钢铁冶金清洁生产工艺的应用
摘要: 钢铁冶金行业能耗巨大,且污染严重,对自然环境产生显著负面影响。因此,在钢铁冶炼领域,应充分利用并优化清洁生产技术。随着现代钢铁冶金产业的不断发展,越来越多的创新技术被广泛应用于清洁生产过程,推动了清洁生产技术的进一步提升。本文深入探讨钢铁冶炼领域中清洁生产工艺的优化策略,以期为钢铁企业在清洁生产技术的持续改进提供有力支持。

引言:近年来,针对全球资源短缺和环境污染问题,各行各业都应摒除原有高耗能生产模式,积极致力于创新技术与工艺的研发。在钢铁冶金等领域,企业应从技术改革的角度出发,着力降低传统生产过程中资源能源的过量消耗和废物排放。各钢铁冶炼企业需根据自身实际情况,主动探索创新生产流程,加速实现环保制造目标,以降低生产过程中的资源消耗和污染排放。从而确保钢铁冶炼行业持续走向可持续发展道路,提升整体发展质量和市场竞争力。

一、能源结构的调整

(一)资源和能源比例结构调整

在钢铁冶金制造业这一能源与材料消耗巨大的领域,为实现绿色生产,工作人员在实际生产活动之前,必须遵循预设的技术准则和操作规程,对配料方案进行优化与改进,特别是要提高高炉的焦比,确保所有原料均为优质精料,以此提升高炉原料的整体质量,并通过优化配料结构保证生产过程的稳定运行。在钢铁冶金生产的整体流程中,保证能源比例均匀和降低矿石杂质含量,可以显著提升入炉原料的质量。若条件允许,应保持炉内原料配比的合理性,加强脱硫、脱磷及脱硅工艺技术,从而有效改善铁液质量[1]。通过优化生铁质量,实现铁炉内部成分的优化配置,可以确保资源得到合理运用,减少钢铁制造过程中的不当废料排放,为公司创造更为显著的经济和社会价值。

目前,部分钢铁冶金制造企业已在生产过程中采用富氧喷吹技术,该技术为钢铁冶炼领域的先进技术。通过应用该技术,钢铁冶金制造企业在实践中成功调整了能源配比,降低了炼钢过程中对能源和原材料的消耗。为充分发挥富氧喷吹技术的应用潜力,需根据具体生产需求优化能源与资源的配比。例如,我国宝山钢铁集团便采用了氧气富集和高比例煤粉喷射技术,煤粉喷射量最高可达每吨钢200公斤。

(二)能源替代

随着工业化进程的加速,自然资源和生态环境问题日益凸显,尤其是能耗较大的钢铁行业,要实现可持续发展,必须全程整合生产活动,推广新型能源技术以替代传统能源。在满足生产基本需求的同时,减少能源消耗和环境破坏,实现经济增长、社会责任和环境保护的平衡,致力于提升能效和减少排放。随着新型能源开发方案的逐步实施,部分新能源已有效制约了废物排放,推动了生态和环境保护目标的实现。

在钢材制造过程中,特殊的原材料和生产流程导致大量二氧化碳等污染气体排放,加剧了温室效应。因此,利用氢气还原铁矿作为转变生产依赖的核心技术项目,已成为钢铁企业的战略重点,旨在通过技术创新降低对传统铁矿资源的依赖。近年来,塑料工艺的不断提升使得塑料产品在生产和日常生活中得到广泛应用,但也导致大量废弃塑料对环境产生严重污染。处理废旧塑料时,高炉吹扫法是一种有效的技术手段,该技术的应用不仅实现了资源节约和消耗减少,还带来了显著的经济和社会效益。废弃塑料中的聚合碳氢化合物是关键成分,因其独特性质,可在钢铁冶炼过程中作为主要还原剂。废旧塑料成分与重质油极为接近,而煤的碳氢比例较少,热能值较低。通过筛选技术,无氯废塑料被粉碎后储存于喷射加工设施中;对于某些类型的废弃塑料薄膜,经粉碎和熔化过程后,快速冷却即可得到直径2至4毫米的小颗粒,储存于仓库待喷射加工;含氯量较高的废塑料则通过回转窑加热方式进行除氯处理。

回收塑料细粒与高炉热气流一同注入冶炼系统,发生碳氢化学反应,产生二氧化碳和水蒸气,该化学变化为制造体系贡献了热能,在顶吹入口前与焦炭作用生成水和一氧化碳,上升过程中完成铁矿物还原,实现了塑料废弃物的再生与应用,提高了使用价值;利用高炉喷射法处理废旧塑料有助于节约能源,且成本较低,在钢铁冶炼过程中应用此技术,无二次污染风险,具有较高的应用价值。

二、钢铁冶金清洁生产新工艺的应用

(一)对料层的厚度进行增加

在钢铁冶金生产制造过程中,烧结物料层的厚度对能源消耗和钢铁产量具有直接影响。因此,在钢铁炼制烧结环节,增加物料层厚度以充分利用烧结过程的蓄热效应,将显著降低该阶段固体燃料的使用量。对于钢铁冶金生产企业而言,采用此策略能有效降低生产成本,进而提高财务盈利能力,从而促进经济效益的持续增长。在现代社会背景下,实施该措施不仅有助于进一步减少能源消耗,同时对环境保护也发挥着积极作用。因此,推广该技术以提升钢铁炼制的清洁生产水平,符合当前可持续发展的资源节约与环境保护的需求。

(二)偏析布料和双层配坛的烧结方法

在烧结物料的过程中,自主积蓄热量的现象会出现,从而导致上层物料的温度明显低于下层。因此,在钢铁冶炼过程中,料层顶部的温度通常仅能升至1100至1200摄氏度,而底部温度却可升至1600摄氏度。由于温度差异较大,底层物料容易发生烧损现象,不仅导致能源大量消耗,还对烧制成品的质量产生严重影响。因此,在提高该技术应用效能的过程中,采用分选装料和双重调碳策略将成为有效手段,既能显著降低固态物质的燃烧率,又能防止底层物料过度燃烧。通过该方法提升钢铁冶炼的清洁生产工艺,不仅能够确保能源的合理利用和环境保护,还能降低钢铁冶金企业的生产成本,促进企业健康发展[2]

(三)对混合料的温度加以提升

在钢铁冶金实际生产流程中,如果烧结所使用的混合物温度较低,会在物料堆积层面形成水蒸气层,导致堆积层湿度较高,进而严重削弱其通气性能。通过提升混合物温度,可以有效降低乃至避免水蒸气生成,防止物料层内出现水汽层,从而显著改善料层间的透气性,提高燃烧效率。在此过程中,部分湿热能有效替代部分固态燃料,因此采用此策略可进一步减少固态燃料用量。提高炼钢原料的温度不仅有助于降低钢铁制造过程的能耗,还能显著提升成品钢材品质,既有利于能源环境保护,又对钢铁产业发展产生积极影响。

结论:近年来,我国钢铁冶金产业步入了新的发展阶段。钢铁行业是我国的基础产业,对于国家经济的发展具有重要作用,但长期以来,钢铁炼制产业面临着经济效益不高、环境污染严重等问题,不仅影响了行业的可持续发展,也对社会造成了不良影响。在当前发展阶段,钢铁冶金企业需要在现有生产技术基础上,进行必要的创新与优化,以提高生产效率,并解决现有工艺流程中所面临的能源消耗问题及环境污染问题。面对未来,我国钢铁冶金产业将继续坚持经济效益、社会价值与环境保护并重的发展理念,紧紧围绕这一目标,加大改革力度,推动技术创新,提升行业整体水平。通过全行业的共同努力,钢铁冶金产业将迈上一个新的台阶,为国家发展和人民幸福作出更大的贡献。

参考文献:

[1] 王春鑫.钢铁冶金清洁生产新工艺探索[J].门窗,2019,(22):264.

[2] 张君.钢铁冶金清洁生产工艺的分析与探索[J].黑龙江科学,2018,9(20):136-137.