冶金资源综合利用.ppt

钢铁冶金中的节能技术冶金工程12级孔海林,1.前沿,钢铁工业是以石化燃料为主的高污染高能耗产业，其能耗占工业总能耗的25左右，是工业节能的重点。为实现中国钢铁工业的可持续发展，国家出台了钢铁产业结构调整、淘汰落后产能的系列政策，钢铁节能工作并取得很大成效，钢铁综合能耗从2000年920kgcet降至2010年的612kgcet。,当然，钢铁节能降耗与节能技术紧密关联，本文就简单介绍了钢铁冶金中的节能技术。主要包括焦化干法熄焦(CDQ)技术，高炉炉顶余压(TRT)发电技术，烧结余热回收发电技术，转炉负能炼钢技术和连铸坯热装热送技术等,2.钢铁冶金中的节能技术,焦化干法熄焦(CDQ)技术高炉炉顶余压(TRT)发电技术烧结余热回收发电技术转炉负能炼钢技术连铸坯热装热送技术,2.1焦化干法熄焦(CDQ)技术,基本原理与工艺流程,干法熄焦(COKEDRYQUENCHING缩写为“CDQ”)简称“干熄焦”，是相对于用水熄灭炽热红焦的湿熄焦而言的。其基本原理是利用冷惰性气体(氮气)在干熄炉中与红焦直接换热，从而冷却焦炭。白干熄炉排出的热循环气体的温度约为880一960，经一次除尘器除尘后进入余热锅炉换热，余热锅炉产生蒸汽用于汽轮机发电。工艺流程如图1所示：,干法熄焦的益处1)回收红焦显热产生蒸汽发电；2)改善焦炭质量；3)节能节水减少环境污染干法熄焦在安钢的应用干法熄焦技术经过一个世纪的发展，技术已相当成熟。1985年宝钢引进我国第一套干熄焦装置。发展至今，从设计到设备国产化率已经达到98以上。与湿熄焦相比，干熄焦炭的质量高，可使高炉炼铁的人炉焦比下降2.5；同时高炉的生产能力可提高1。入炉焦比按安钢9号高炉2008年平均焦比375kgt铁，焦炭价格按1200元t，9号高炉2008年产量按218万t计：如采用干熄焦炭，降低炼铁入炉焦比，9号高炉年节省人炉焦炭所产生的效益是24525万元；铁水利润按100元计，增产生铁所产生的效益是218万元；所以干熄焦的延伸效益共为26705万元。,2.2高炉炉顶余压(TRT)发电技术,高炉TRT发电是目前国内及国际上大型高炉普遍采用的余能回收装置，可有效回收利用高炉煤气的压力能和温度能，将压力能和温度能转化为电能；其工艺先进，技术成熟，在国内广泛应用，是高炉系统节能的一项重要技术措施。目前。全国已运行400多套TRT装置，促进了炼铁节能。TRT发电装置的特点:1)根据煤气净化AGS工艺流程，高炉煤气余压发电(TRT)装置透平主机采用湿式二级轴流反动式透平机，该主机的机壳采用水平剖分，以增强刚性和稳定性，便于安装维修。同时透平能做到平稳启动、调速、并网、调功率(或压力)等功能。透平主机还设有喷雾水装置以清洗流道，减少积灰和堵塞。2)发电机选用无刷励磁、同步发电机。,TRT技术在首钢的应用首钢新建三地钢厂高炉TRT发电配置情况如下表所示：,TRT装置工艺流程,高炉鼓风能耗占炼铁工序能耗的10%15%，采用TRT可回收高炉鼓风动能的30%9，每吨铁发电量约30kw/h。,烧结过程正常时，从烧结机尾部风箱排出的废气和在冷却机(环冷机或带冷机)前段冷却后的热废气，温度都在300以上；这两部分热废气所含热量占整个烧结矿热能消耗的2535，充分利用好这两部分热量将会使烧结工序能耗明显降低。基本原理烧结余热回收发电与干法熄焦蒸汽发电原理相似，是利用冷空气在烧结环冷机中与热烧结矿直接换热，从而冷却烧结矿。因循环系统密封不能做到像干熄炉那样好，进锅炉的热循环气体的温度只有约为300C390，属于中温余热回收利用。,2.3烧结余热回收发电技术,工艺流程,烧结余热发电技术在安钢的应用,每小时处理烧结环冷机中低温废气2800000Nm3，单台双温双压余热锅炉分别产生47t/h高压蒸汽(2.06MPa，355)和19th低压蒸汽(0.49MPa，220)，实现了对中低温废气余热进行分级回收和梯级利用，余热利用率达到60，实际小时发电量达到20000kWh。与目前国内投运的其他企业的发电技术相比，同样的烧结机，发电量提高40以上，达到国内先进水平。项目投产后，余热回收产生蒸汽使烧结工序降低能耗6kg；减少C02排放量16万t，减少S02排放量682t。经济效益和社会效益显著。,2.4转炉负能炼钢技术,转炉负能炼钢是钢铁企业炼钢技术进步的重要标志之一，是炼钢工艺、设备、操作以及管理诸方面水平的综合体现，也是节能降耗，降低生产成本，提高企业经济效益和竞争力的主要措施。负能炼钢一般指转炉炼钢工序即从铁水进厂至连铸钢水上回转台这一生产过程内的能源消耗量与能源回收量的差值，转炉负能炼钢意味着转炉炼钢工序消耗的总能量小于回收的总能量，即转炉炼钢工序能耗小于零。体现了生产过程转炉烟气节能、环保综合利用的技术集成。转炉工序能耗部分由水、电、蒸汽、氧气、氮气、氩气、焦炉煤气等能源介质构成。转炉工序回收能量主要由煤气和蒸汽两部分构成。,转炉负能炼钢在萍钢中的应用江西萍钢公司一炼钢厂为实现和发展负能炼钢所采取的一些列措施：在能量回收方面，加强设备管理。提高煤气回收质量减少蒸汽放散量；在节电方面，优化二次除尘风机运行参数；在工艺方面，优化冶炼工艺，优化工艺流程提高转炉作业率，降低各项消耗萍钢通过转炉负能炼钢技术的持续改进，不仅有效降低炼钢工序的生产成本，提高企业的经济效益，而且对降低整个钢铁行业的能耗总量，确保自身企业的可持续发展，同时达到国内同类型钢铁企业先进水平。,2.5连铸坯热装热送技术,随着连铸技术的发展和成熟，充分利用连铸坯自身热能的连铸坯热装热送技术已成为钢铁生产中节能降耗的重要手段之一。连铸坯热装热送技术可以分为连铸坯直接轧制技术，连铸坯热态直接轧制技术，连铸坯直接热装轧制技术和连铸坯直接热装轧制技术等。连铸坯热装热送技术的特点:1)热送量不断攀升，热送比大幅度提高;2)生产能力特别是轴承钢的生产能力提高幅度较大，降本降耗效果显著;3)由于热送坯在加热炉内的时间短，其表面氧化烧损附表一轴承钢和齿轮钢热迸对比表减少，轴承钢产品的成材率比原来提高08，齿轮钢比原来提高02。,江阴兴澄钢铁有限公司采用连铸坯热装热送技术取得的效果，证实了采用该技术在节能降耗方面取得巨大的经济效益。昆刚采用连铸坯热装热送技术后，以大幅度降低能耗，提高金属收得率，缩短产品生产周期，而且能改善产品质量，并能减少厂房占地面积，节约投资。还有一些专家预测，连铸坯的热送热装和直接轧制技术可以节能35%以2005年国内重点企业轧钢的工序能耗88.82kg/t计算,若全部实现连铸坯的热送热装和直接轧制可使吨钢消耗标煤降低31.09kg/t。因此，这一技术在节约投资、降低生产成本以及环境保护和可持续发展等方面都显示出了巨大的优越性。连铸坯热装热送技术已成为钢铁生产的又一重大技术进步。,3.钢铁冶金节能技术的发展展望,随着地球资源的日趋减少和人们环保意识的增强，对钢铁企业的要求不断增强，尤其对高炉炼铁的要求更加苛刻。如何应对资源短缺和生态环境的挑战，是事关钢铁企业生存和钢铁工业可持续发展的关键问题，节能降耗已成为钢铁企业应对各限制性因素对策的核心。所以大力应用先进节能技术，显得十分重要和必要。当然应用先进节能技术具有重要意义，有利于提高能源利用效率，节约资源；有利于降低成本，快速发展；有利于能源的合理开发，综合利用；有利于环境保护，持续发展。我国钢铁工业已进入一个快速发展的崭新阶段。在满足国民经济和社会发展需要的同时，更要充分认识到，做好节能工作不仅可以降低成本，提高经济效益，更重要的是有利于自身持续、健康、协调发展，有利于在世界钢铁市场竞争力的提高。,参考文献,1郭汉杰，尹志明钢铁冶金流程节能空间研究J钢铁，2007,42(2)2刘三军，苏强，李金亮，李自州安钢铁前系统节能技术的应用J河南冶金，2009,17(4)3杨春波昆钢热送热装现状J科技传播，2010(12)4陈冠军余热利用技术在首钢的应用J四川冶金，2011,33(5)5李永中连铸坯热装