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随着我国钢铁产能落后、淘汰升级,市场对特种钢需求大幅提升。2017年我国不锈钢粗钢产量为2577.37万吨、高碳铬铁是不锈钢生产的主要辅材,2017年国内生产量达493.52万吨。非常有利于集中推行高碳铬铁清洁生产,目前国内尚无企业将冶炼烟气利用,国内现有铁合金生产设备近4000台。现阶段我国铁合金生产耗能超能源总量的2%,铁合金企业的节能减排工作已非常紧迫。
铁合金企业 节能环保 研究分析
节约资源、保护环境是我国的基本国策,高能耗铁合金行业的节能减排备受关注。钢铁行业现成为了重点节能减排行业,而铁合金行业是钢铁行业节能减排工作的重点。随着全球资源的日益紧缺,铁合金设备产能的需求不断增加,铁合金企业节能减排工作迫在眉睫。
改进工艺技术
(1)背景分析
2014年,青海际华江源实业有限公司开发烟气综合利用技术,实现了全密闭大型鉻铁冶炼矿热炉自动化生产控制,并首次实施完成了铬铁冶炼烟气干法除尘净化综合利用技术的工业化应用。每生产1吨高碳铬铁可回收煤气780Nm3,能大幅降低企业污染物排放,可代替天然气用于铬粉矿烧结、尾气发电、焦炭烘干、厂区供暖等,富余冶炼尾气进一步净化提纯后可满足化工产品甲醇生产需要,实现了冶金、化工两个行业的联合发展。因此研究开发铁合金清洁生产技术,是科研院所与铁合金行业发展生态环境建设的重要举措。
锰硅合金等全密闭矿热炉冶炼中产生大量烟气,含CO占80%,称为铁合金矿热炉煤气。净化除尘后称为净化煤气,净化前称为荒煤气。全密闭矿热炉煤气可作为热源用于煤气发电或作烧结机烧结等。密闭矿热炉是高温高压反映炉,高温烟气干法除尘净化必须严格控制炉盖内为微正压状态,必须降低原材料焦炭含水量,同时还要考虑干法除尘净化装置投资成本。
(2)优化原料
含锰量是锰矿的主要指标,锰矿含锰越高,技术经济指标越好,原料中配入高品位进口矿,可提升原料入炉品味。高锰矿氧化矿在冶炼中易熔炼,在原料中配入高锰矿,可减少炉渣产出量,降低生产中的能耗,提高生产效率。
铁矿石褐铁矿原料配入可降低入炉品味,影响各项指标。合理利用高铁锰矿中的含铁量,也可提高入炉品味。降低锰铁比,便可降低产品锰过程带入的成本。
(3)自动化配料技术
自动化配料技术系统采用自动跟踪偏差补偿技术,通过对系统各方面进行跟踪测试,消除人工计量误差,节省给料时间,保证入炉原料量稳定,提高配比精度,提高产量与产品质量。并降低了工人劳动强度,人工成本下降,改善了工作环境。
(4)选取合理的冶炼周期
矿热炉冶炼锰硅合金周期由炉内熔池反应区容积与渣中锰、硅元素还原度决定,适当延长冶炼时间,达到锰硅合金矿热炉实施低渣比冶炼操作,保证炉内焦炭层反应区高温条件,提高Mn、Si还原率,节省电能。但冶炼时间过长会导致出铁温度过高造成合金锰挥发损失,MnO含量留在炉内会增加冶炼电耗。
节能技术的应用
(1)冶炼烟尘粉料充分回收利用
开发利用锰粉精矿、烧结灰、无烟煤等为原料高品质复合球团生产工艺。通过以煤代焦,充分利用冶炼烟尘与粉矿,投入生产实现冶炼烟尘等含锰资源有效利用,充分实现节能减排,大大提高了资源利用率,冶炼工艺条件也可得到改善。增加块矿比例,改善炉料透气性,实现原料前处理清洁生产,烟尘利用量根据收集尘量调整实现全部利用,避免硫与二氧化碳气体的排放。
(2)补偿技术
矿热炉补偿技术采用低压集成补偿,提高大型电路功率因数。扩大反应区有效容积,提高反应区温度,反映彻底。降低能源消耗实现增产,提高锰金属回收率。
(3)电炉智能控制技术
该技术达到实现节能并可提高电炉综合作业率的目的。为电炉设备维修提供科学分析依据。将设备在线监测纳入电炉综合运行管理。解决了传统电炉电极带电压操作难的问题,实现电极带电自动压放、自动焙烧功能。进行电炉恒功率自动控制调节,提高电炉运行平稳性,减少人为操作失误。
(4)余热发电技术
回收利用冶炼余热建设余热发电站,是实现循环经济,走可持续发展道路的有效途径。铁合金企业应建设余热电站,用电炉低温烟气余热发电项目,实现生产节能降耗。
(5)其他相关技术
1.与下游产业实现链接,冶炼废渣是生产水泥的优质材料,与下游水泥产业实现充分链接,可提升节能减排效果。
2.废水闭路循环。建立多功能的厂区台阶,完善冶炼水循环系统,在最低位置建回水池,实现废水零排放。
3.冶炼操作实现机械化。采用无轨道车式捣炉机,实现捣炉机械化,用开堵眼机进行出炉开堵眼操作。
加强控制管理
(1)建立管理组织保障
企业领导要高度重视铁合金企业的节能减排工作,将节能减排纳入领导层绩效考核。为企业节能减排提供有力保障,促进企业实现可持续发展。
(2)加强管理保障
要严格执行行业标准,实施行业清洁生产标准。建立有效激励考核机制,将行业标准指标分解落实,为实现企业节能减排提供有力的管理保障。
(3)加大资金投入保障
必须加大资金投入保障才能实现节能减排的效果。科学决策项目节能资金投入与工艺改造实施方案,加大节能减排项目投资,为企业实现节能减排提供有力资金支持保障。
(4)强化技术保障
技术是实施节能减排过程中的关键,科技是第一生产力。铁合金企业要着力人才培养与技术创新,追踪实际铁合金科技前沿。提高自主创新能力。为实现企业技能减排提供技术保证。
结语
铁合金冶炼烟气干法除尘净化回收净煤气可用于铬粉矿烧结、原料预还原、焦炭烘干、厂区发电、供暖及制备甲醇等项目,有助于企业节能减排,降低成本。经科学分析与实地验证该技术具备工业化推广使用条件,其生态环境效益大于经济效益。铁合金行业节能减排是一个长期的过程,是铁合金企业应承担的社会责任,当今铁合金行业还未摆脱能耗高的发展现状,在节能减排方面任重道远。
铁合金企业 节能环保 研究分析
节约资源、保护环境是我国的基本国策,高能耗铁合金行业的节能减排备受关注。钢铁行业现成为了重点节能减排行业,而铁合金行业是钢铁行业节能减排工作的重点。随着全球资源的日益紧缺,铁合金设备产能的需求不断增加,铁合金企业节能减排工作迫在眉睫。
改进工艺技术
(1)背景分析
2014年,青海际华江源实业有限公司开发烟气综合利用技术,实现了全密闭大型鉻铁冶炼矿热炉自动化生产控制,并首次实施完成了铬铁冶炼烟气干法除尘净化综合利用技术的工业化应用。每生产1吨高碳铬铁可回收煤气780Nm3,能大幅降低企业污染物排放,可代替天然气用于铬粉矿烧结、尾气发电、焦炭烘干、厂区供暖等,富余冶炼尾气进一步净化提纯后可满足化工产品甲醇生产需要,实现了冶金、化工两个行业的联合发展。因此研究开发铁合金清洁生产技术,是科研院所与铁合金行业发展生态环境建设的重要举措。
锰硅合金等全密闭矿热炉冶炼中产生大量烟气,含CO占80%,称为铁合金矿热炉煤气。净化除尘后称为净化煤气,净化前称为荒煤气。全密闭矿热炉煤气可作为热源用于煤气发电或作烧结机烧结等。密闭矿热炉是高温高压反映炉,高温烟气干法除尘净化必须严格控制炉盖内为微正压状态,必须降低原材料焦炭含水量,同时还要考虑干法除尘净化装置投资成本。
(2)优化原料
含锰量是锰矿的主要指标,锰矿含锰越高,技术经济指标越好,原料中配入高品位进口矿,可提升原料入炉品味。高锰矿氧化矿在冶炼中易熔炼,在原料中配入高锰矿,可减少炉渣产出量,降低生产中的能耗,提高生产效率。
铁矿石褐铁矿原料配入可降低入炉品味,影响各项指标。合理利用高铁锰矿中的含铁量,也可提高入炉品味。降低锰铁比,便可降低产品锰过程带入的成本。
(3)自动化配料技术
自动化配料技术系统采用自动跟踪偏差补偿技术,通过对系统各方面进行跟踪测试,消除人工计量误差,节省给料时间,保证入炉原料量稳定,提高配比精度,提高产量与产品质量。并降低了工人劳动强度,人工成本下降,改善了工作环境。
(4)选取合理的冶炼周期
矿热炉冶炼锰硅合金周期由炉内熔池反应区容积与渣中锰、硅元素还原度决定,适当延长冶炼时间,达到锰硅合金矿热炉实施低渣比冶炼操作,保证炉内焦炭层反应区高温条件,提高Mn、Si还原率,节省电能。但冶炼时间过长会导致出铁温度过高造成合金锰挥发损失,MnO含量留在炉内会增加冶炼电耗。
节能技术的应用
(1)冶炼烟尘粉料充分回收利用
开发利用锰粉精矿、烧结灰、无烟煤等为原料高品质复合球团生产工艺。通过以煤代焦,充分利用冶炼烟尘与粉矿,投入生产实现冶炼烟尘等含锰资源有效利用,充分实现节能减排,大大提高了资源利用率,冶炼工艺条件也可得到改善。增加块矿比例,改善炉料透气性,实现原料前处理清洁生产,烟尘利用量根据收集尘量调整实现全部利用,避免硫与二氧化碳气体的排放。
(2)补偿技术
矿热炉补偿技术采用低压集成补偿,提高大型电路功率因数。扩大反应区有效容积,提高反应区温度,反映彻底。降低能源消耗实现增产,提高锰金属回收率。
(3)电炉智能控制技术
该技术达到实现节能并可提高电炉综合作业率的目的。为电炉设备维修提供科学分析依据。将设备在线监测纳入电炉综合运行管理。解决了传统电炉电极带电压操作难的问题,实现电极带电自动压放、自动焙烧功能。进行电炉恒功率自动控制调节,提高电炉运行平稳性,减少人为操作失误。
(4)余热发电技术
回收利用冶炼余热建设余热发电站,是实现循环经济,走可持续发展道路的有效途径。铁合金企业应建设余热电站,用电炉低温烟气余热发电项目,实现生产节能降耗。
(5)其他相关技术
1.与下游产业实现链接,冶炼废渣是生产水泥的优质材料,与下游水泥产业实现充分链接,可提升节能减排效果。
2.废水闭路循环。建立多功能的厂区台阶,完善冶炼水循环系统,在最低位置建回水池,实现废水零排放。
3.冶炼操作实现机械化。采用无轨道车式捣炉机,实现捣炉机械化,用开堵眼机进行出炉开堵眼操作。
加强控制管理
(1)建立管理组织保障
企业领导要高度重视铁合金企业的节能减排工作,将节能减排纳入领导层绩效考核。为企业节能减排提供有力保障,促进企业实现可持续发展。
(2)加强管理保障
要严格执行行业标准,实施行业清洁生产标准。建立有效激励考核机制,将行业标准指标分解落实,为实现企业节能减排提供有力的管理保障。
(3)加大资金投入保障
必须加大资金投入保障才能实现节能减排的效果。科学决策项目节能资金投入与工艺改造实施方案,加大节能减排项目投资,为企业实现节能减排提供有力资金支持保障。
(4)强化技术保障
技术是实施节能减排过程中的关键,科技是第一生产力。铁合金企业要着力人才培养与技术创新,追踪实际铁合金科技前沿。提高自主创新能力。为实现企业技能减排提供技术保证。
结语
铁合金冶炼烟气干法除尘净化回收净煤气可用于铬粉矿烧结、原料预还原、焦炭烘干、厂区发电、供暖及制备甲醇等项目,有助于企业节能减排,降低成本。经科学分析与实地验证该技术具备工业化推广使用条件,其生态环境效益大于经济效益。铁合金行业节能减排是一个长期的过程,是铁合金企业应承担的社会责任,当今铁合金行业还未摆脱能耗高的发展现状,在节能减排方面任重道远。