3R為裝備技術(shù)發(fā)展提供新機(jī)遇
當(dāng)前，國(guó)家對(duì)鋼鐵行業(yè)提出越來越嚴(yán)格的資源、能源與環(huán)境要求。保護(hù)地球環(huán)境與實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是21世紀(jì)鋼鐵工業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)。鋼鐵制造實(shí)現(xiàn)綠色化，是21世紀(jì)鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的奮斗目標(biāo)。
為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，鋼鐵企業(yè)將加大力度上馬拓展鋼鐵生產(chǎn)功能的設(shè)備工藝，使生產(chǎn)流程除充分發(fā)揮鋼鐵生產(chǎn)功能外，還具有能源轉(zhuǎn)換、固體廢棄物處理和為相關(guān)行業(yè)提供原料等功能，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和能源的大、中、小循環(huán)。以首鋼京唐鋼鐵廠為例，鋼鐵企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實(shí)施方案在減量化、再利用、可循環(huán)（簡(jiǎn)稱“3R”原則）3 個(gè)方面都有具體體現(xiàn)。
減量化———通過先進(jìn)工藝設(shè)備應(yīng)用降低消耗
首鋼京唐鋼鐵廠燒結(jié)工序采用500平方米大型燒結(jié)機(jī)和厚料、低SiO2、低FeO燒結(jié)工藝，提高燒結(jié)礦強(qiáng)度、質(zhì)量和利用率，使燒結(jié)礦品位達(dá)到58%以上，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)達(dá)到78%以上，高爐返礦率由傳統(tǒng)的12%降低到8%，為高爐生產(chǎn)提高精料水平、降低原料消耗創(chuàng)造了良好的條件。燒結(jié)利用廢氣余熱作為原料干燥的熱能和用于點(diǎn)火助燃空氣，降低能耗，燃料用量由傳統(tǒng)工藝的50千克/噸降低到43千克/噸。
球團(tuán)工序采用大型帶式焙燒機(jī)，其生產(chǎn)工藝和鏈箅機(jī)—回轉(zhuǎn)窯工藝相比，具備單機(jī)產(chǎn)能大、原料消耗少的特點(diǎn)，鐵礦粉耗量由傳統(tǒng)工藝的1010千克/噸降低到990千克/噸以下。
焦化工序采用7.63米特大型焦?fàn)t和2×260噸/小時(shí)特大型干熄焦工藝，在提高焦炭強(qiáng)度、降低高爐返焦率的同時(shí)，提高了入爐焦成品率，減少了煉焦煤用量。采用干熄焦工藝使焦炭強(qiáng)度M40提高3%～8%，M10降低0.3%～0.8%。M40增加1%，可降低燃料消耗3千克/噸～5千克/噸；M10降低 0.2%，可降低燃料消耗4千克/噸～7千克/噸。煤氣脫硫采用真空碳酸鉀配制酸工藝生產(chǎn)硫酸，減少硫銨生產(chǎn)所需硫酸的外購(gòu)量每年為2.96萬噸。
煉鐵工序配備了5500立方米超大型高爐，采用精料技術(shù)和合理爐料結(jié)構(gòu)，使熟料率提高到90%，綜合入爐品位提高到61%以上，噸鐵入爐礦降低到1600 千克/噸以下。其通過優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，采用并罐式無料鐘爐頂裝料設(shè)備和無中繼站直接上料工藝，以及高風(fēng)溫、富氧、大噴煤技術(shù)，使焦比降低到270千克/噸以下，年節(jié)約焦炭約100萬噸。渣比由傳統(tǒng)的310千克/噸降低到250千克/噸以下，每年減少水渣約54萬噸，大幅度降低了煉鐵生產(chǎn)過程的燃料消耗和工序能耗。
煉鋼采用“2＋3”300噸大型轉(zhuǎn)爐“全三脫”潔凈鋼冶煉工藝技術(shù)、鐵水100%預(yù)處理措施、“少渣法”冶煉、副槍及智能化科學(xué)煉鋼、頂?shù)讖?fù)合吹煉等綜合技術(shù)，噸鋼入爐鋼鐵料消耗降低到1068千克/噸，每年減少鋼鐵料消耗約17萬噸。其還采用了活性石灰、擋渣出鋼等技術(shù)，噸鋼石灰、白云石等原材料消耗分別降低到40千克/噸和15千克/噸，噸鋼渣量降低到70千克/噸～90千克/噸，每年可減少轉(zhuǎn)爐渣排放40萬噸。
此外，首鋼京唐鋼鐵廠在布置上縮短了煉鐵與煉鋼的距離，縮短鐵水運(yùn)輸距離，采用“一包到底”鐵水運(yùn)輸工藝，減少運(yùn)輸過程的溫降和金屬損失，并提高連鑄機(jī)作業(yè)率和連澆爐數(shù)，使鋼水成坯率提高到97.5%。其在軋鋼工序采用節(jié)能型加熱爐，減少燒損量；連鑄坯熱送熱裝率達(dá)到75%，減少二次加熱燒損；采用連續(xù)化生產(chǎn)工藝使綜合成材率提高到93.02%。
再利用———廢棄物和二次能源充分回收利用
為實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，鋼鐵企業(yè)應(yīng)對(duì)燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、煉鋼、軋鋼等各主要生產(chǎn)工序的含鐵塵泥進(jìn)行充分回收，并在廠內(nèi)循環(huán)利用。回收煉鋼鋼渣中的渣鐵，將煉鋼、軋鋼產(chǎn)生的廢鋼全部回收作為煉鋼入爐料，并力爭(zhēng)使鋼鐵生產(chǎn)過程中的鐵素資源得到100%的利用。除含鐵資源循環(huán)利用外，所有固體廢棄物，如高爐水渣、轉(zhuǎn)爐渣等，均需綜合利用，既要節(jié)約成本，又要保護(hù)環(huán)境。
在現(xiàn)代化大生產(chǎn)中循環(huán)經(jīng)濟(jì)體現(xiàn)在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)此，鋼鐵企業(yè)應(yīng)將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余壓、余熱、余氣進(jìn)行能源轉(zhuǎn)化，最大限度提高資源的利用率，改變傳統(tǒng)的“高消耗—低利用—高排放”生產(chǎn)模式，通過對(duì)廢棄物進(jìn)行回收利用、無害化及再生的方式，達(dá)到資源的永續(xù)利用，體現(xiàn)“低消耗—高利用—低排放”的現(xiàn)代新型工業(yè)化生產(chǎn)特征。
鋼鐵企業(yè)能源循環(huán)利用的具體措施主要有：利用高爐爐頂煤氣余壓、干熄焦顯熱和富裕高爐煤氣進(jìn)行發(fā)電；利用熱風(fēng)爐廢氣對(duì)助燃空氣、煤氣進(jìn)行預(yù)熱和作為干燥劑干燥噴吹煤粉；利用燒結(jié)環(huán)冷機(jī)高溫廢氣和干熄焦煙氣通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，回收轉(zhuǎn)爐和加熱爐氣化冷卻產(chǎn)生的蒸汽用于其他工序生產(chǎn)需要等。
再循環(huán)———實(shí)現(xiàn)企業(yè)與社會(huì)資源的大循環(huán)
除此之外，鋼鐵企業(yè)還要實(shí)現(xiàn)企業(yè)與社會(huì)資源大循環(huán)，使鋼鐵廢棄物社會(huì)資源化、社會(huì)廢物鋼鐵資源化，使鋼鐵廠成為循環(huán)型社會(huì)的重要組成部分。
大型綜合鋼鐵企業(yè)每年產(chǎn)生的高爐水渣就可達(dá)上百萬噸。這些水渣可直接運(yùn)往水泥廠作為水泥原料使用，一部分鋼渣經(jīng)加工細(xì)磨后可用于高活性水泥摻和料，另一部分經(jīng)磁選后的鋼渣可加工用于道路基層材料和生產(chǎn)鋼渣磚，用于建筑材料。利用鋼鐵廠水渣、鋼渣制造水泥，可減少水泥行業(yè)石灰石開采量和能源消耗，減少水泥行業(yè)二氧化碳和粉塵的排放量。鋼鐵廠在焦化生產(chǎn)中產(chǎn)生的硫銨、焦油、輕苯、重精苯，可為社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)化工原料。
同時(shí)，大型綜合性鋼鐵廠每年可消納社會(huì)廢鋼資源近百萬噸，在焦化工序若設(shè)計(jì)廢塑料添加系統(tǒng)，也使其具備消納社會(huì)廢棄物的功能。
由上可知，新一代鋼鐵廠實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，必須以促進(jìn)資源節(jié)約和能源高效利用、實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境為前提，達(dá)到企業(yè)與社會(huì)、人與自然之間的高度和諧發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)鋼鐵企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實(shí)施和發(fā)展，相關(guān)先進(jìn)裝備和技術(shù)是其不可或缺的保障。裝備制造企業(yè)今后應(yīng)著眼于發(fā)展鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟(jì)的相關(guān)方面，將開發(fā)重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到與此相關(guān)的領(lǐng)域上。
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