电炉节能环保论文

2022-04-16

[摘要]随着国家对节能环保的要求越加严格,钢铁企业作为能源消耗巨大、环境污染风险大的企业,面临巨大的节能减排压力。为此,国内外各钢企针对生产效率、节能减排等方面大力研究,推陈出新。今天小编给大家找来了《电炉节能环保论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

电炉节能环保论文 篇1:

恩菲有色冶金炉最新技术动态

摘 要:中国恩菲工程技术有限公司近年来在铜、铅、锌、镍等有色金属的火法冶炼技术和炉窑装备上实现了一系列创新和巨大突破。

关键词:工业炉;有色冶金;新型炉窑

中国恩菲工程技术有限公司(以下简称“恩菲”)经过几十年有色冶炼经验的积累和总结,厚积薄发,近年来在铜、铅、锌、镍等有色金属的火法冶炼技术和炉窑装备上实现了一系列创新和比较大的突破,包括以下几个方面:

一、底吹连续吹炼技术和装备

最近比较热门的底吹炼铜技术,恩菲已经在底吹熔炼的基础之上,开发出了新的连吹工艺和设备,以底吹连续吹炼炉取代传统的P-S转炉。多个采用底吹连续吹炼炉的铜冶炼项目已经达产达标,正在设计的多个大型国内外铜项目都将采用底吹连续吹炼工艺。

二、新一代底吹连续炼铅技术及装备

底吹炼铅技术形成了氧气底吹熔炼-液态渣直接还原-强化挥发的三连炉短流程工艺工艺,已投产7家以上。其它方面还包括:顶吹炉的创新设计,恩菲所创新设计的顶吹炉首次应用于镍精矿冶炼,而且是当时乃至现在世界上最大的顶吹炉;闪速炉的创新设计包括全水冷反应塔,铜钢复合冷却水套等;以及用于红土矿冶炼的大型镍铁电炉的开发,恩菲所开发的镍铁电炉是国内功率最大、电压最高、熔池面积最大的电炉;用于多种物料处理的各种规格卡尔多炉、用于杂铜处理的大型倾动炉,已投产使用的均为国内规格熔炼最大的。

最近恩菲正在实施和开发最新的技术及装备,主要有钒钛磁铁矿的综合回收,锌冶炼装备的节能环保及大型化,采用节能环保的方法从废铅酸电池中回收铅,镍冶炼渣贫化回收镍钴等贵金属,煤基直接还原镍铁,用热废冶炼渣制作建材用的渣棉渣板等技术装备。

(一)钒钛磁铁矿综合回收。目前钒钛磁铁矿的综合回收主要走预还原-电炉熔分流程。此流程能同时回收铁、钒和二氧化钛。预还原设备可以有多种选择,主要有竖炉、回转窑、转底炉、多级流化床等,而后面的熔分电炉是关键。恩菲近期为四川龙蟒矿业设计的强制冷却熔分电炉已顺利投产。

(二)锌冶炼装备的节能环保及大型化。近年来,恩菲在锌冶炼技术方面取得了很大的发展,自西北铅锌冶炼厂第一台109m2流态化焙烧炉自1992年投产以来,为我国锌冶炼整体水平提高一个新的平台作出巨大贡献。经历了整整20余年生产,积累许多宝贵经验。为实现节能环保及规模化集约化生产的需要,恩菲为西北铅锌冶炼厂设计了目前为止最大规格的152m2流态化焙烧炉,目前项目已经进入施工阶段。

(三)采用侧吹浸没燃烧熔池熔炼技术从废铅酸蓄电池中

回收铅。目前废铅酸电池的处理方法主要是首先对铅酸电池进行破碎分选,分选出的铅合金一般采用转炉熔炼生产粗铅,分选出的铅膏以及转炉熔炼过程中产生的铅灰传统的处理方法是采用反射炉熔炼或者回转短窑熔炼。反射炉熔炼虽然对炉料的适应性强,结构简单,投资小,操作容易掌握,但是反射炉的生产率和热效率比较低;回转短窑熔炼传热传质好,从而提高炉子的生产效率,但是回转短窑不能实现连续操作,对大规模的生产企业就需要较大的场地以及更多的设备。

最近的年产再生粗铅8万t的废铅酸蓄电池工程已于近期顺利投产。该侧吹炉炉型为长方形,分为氧化段和还原段。在氧化段和还原段的侧墙均设有喷枪,向炉内喷吹天然气和富氧空气,提供反应所需的热量,同时搅动熔体,强化炉内的化学反应,在同一炉内完成氧化还原反应。采用侧吹炉处理废铅酸电池的方法与传统的处理方法相比,具有熔化速度快、连续作业、机械化程度高、操作方便、操作环境好等突出优点。

(四)其他技术。①红土矿煤基直接还原技术:恩菲最近围绕红土矿冶炼开展了包括直接还原工艺开发和冶炼渣资源化利用等方面的研究工作。②镍铁电炉渣综合利用技术:红土矿矿热炉所产出的熔炼渣是目前困扰镍铁生产企业的问题,并直接影响到镍铁产业健康发展。目前熔渣生产矿棉课题已经取得阶段性成果,并在工艺试验研究的基础上开发了适用于镍铁矿热炉渣生产矿棉及岩棉产品的炉窑和配套工艺设备。③渣贫化及综合回收技术:针对目前金川集团和吉恩镍业富氧顶吹熔炼炉渣镍、钴品位高的问题,恩菲开展了高效贫化镍、钴工艺及装置开发研究工作。目前,该课题正在进行扩大试验研究工艺论证和装置设计工作。开发及设计的贫化装置具有能耗低、处理量大、操作简易的特点,结合前期研究成果,该研究工作已申报国家课题支持并有望在很短时间内实现示范工业化生产。

恩菲除在传统重有色金属冶炼方面保持持续的设计创新和研发投入外,同时特别关注符合国家产业政策的冶炼技术研究,注重提升设备节能环保水平,提升资源综合利用水平,并采用新的设计手段进一步提升我们技术的可靠性和先进性,以便将装备设备的寿命和可靠性提升到更高的水平。恩菲愿同社会各界冶金工作者一道,共同提升有色冶金节能环保和综合回收水平,使中国有色冶金技术和装备水平走向世界前列。

作者:邬传谷

电炉节能环保论文 篇2:

安钢高炉加废钢项目的实施及效果分析

[摘    要 ]随着国家对节能环保的要求越加严格,钢铁企业作为能源消耗巨大、环境污染风险大的企业,面临巨大的节能减排压力。为此,国内外各钢企针对生产效率、节能减排等方面大力研究,推陈出新。2014年以来,安钢的绿色化改造一直走在各钢企前列,高炉加废钢项目通过其实施效果分析,可以发现其具有降低成本、提高产量、节能环保的巨大优势,对众多钢企具有一定的借鉴意义。

[关键词]高炉;废钢;实施及效果分析

Implementation and Effect Analysis of Scrap Steel Project in Anyang Iron and Steel Co

Feng Zhao-hui

目前世界每年产生的社会回收废钢总量为3亿~4亿t,约占钢总产量的45%~50%。由此可见,回收废钢量巨大,如不加以利用,将产生极大的浪费。对废钢的再利用方式,随着中频炉的退出历史舞台,废钢资源快速增长。同时,钢企准入门槛提高,节能环保要求逐年提高,钢企对提高生产率,降低能耗和减排不遗余力,因此,对废钢利用成为重要手段之一。传统的废钢添加是转炉和电炉添加,虽然对废钢的转化利用有明显的高产出率,但受限于资源,能耗及污染排放问题,因此,并不适用于大面積建设。为此,研究高炉加废钢则较好地解决了这一问题,减少了焦炭等燃料,具有环保、节能、经济的特点,需要大力研究并加以推行。

1 现状分析

1.1 我国废钢资源状况

废钢主要指钢铁厂家生产过程中不成为产品的钢铁废料,如切边、切头等以及使用后报废的设备、构件中的钢铁材料,主要分为社会回收废钢、钢厂自产废钢。社会回收废钢主要是陈旧的、无法直接用作产品的废金属制品。根据统计,2019年我国社会回收废钢达到了1.8亿t。废钢要重新进行熔炼,而我国2019年的熔炼废钢能力是2.4亿t。显然,废钢供给不足,熔炼速度较快。但从实际调查发现,很多较小的钢企对废钢的熔炼和再用环节把控不好,造成资源浪费。为此,工信部自2016年发布了第74号关于“废钢铁加工行业准入条件”及“废钢铁加工行业准入管理办法”公告,对钢企回收利用废钢做出了较多的门槛限制,主要是产能方面、环保方面的要求。

1.2 目前采用的废钢冶炼方式

目前采用的废钢冶炼方法,有电炉熔炼废钢、转炉熔炼废钢以及高炉加废钢的方式。前两种是较为传统的炼钢方法,后一种则是较为先进,也是各钢企大力推行的一种方式。

转炉熔炼废钢,是依靠铁水本身产生的热量在转炉中对废钢完成炼钢的过程,消耗的仅仅是空气和铁水。这种方式极大地利用了废钢熔炼特性好的特点,减少能源消耗。而电炉熔炼废钢,则采用电能加热的方式,对废钢进行融化,并进行后续的冶炼环节,特别是全废钢电炉,废钢熔炼容量大,速度快等特点,但消耗电能本身就意味着能耗大,且中国以火电为主,大量的火力电厂就要产生环节污染问题,加之废钢冶炼过程中产生的废气,尽管经过了过滤环节,仍旧有大量CO2排出。

高炉添加废钢,相比较转炉和电炉而言,优势明显,在同等废钢回收价格的情况下,高炉加废钢成本主要是高炉内的燃料费用,而上面已对电炉炼钢进行了分析,其成本远大于高炉加废钢的方式。另外,高炉有较高的熔炼能力,对钢铁含量丰富的废钢而言,其熔炼过程仅仅是溶解,杂志中的碳、硅等融入钢铁产生钢水,进而可以融化铁矿石,节省了焦炭的消耗量,起到了节能减排的作用。

2 安钢高炉加废钢项目的实施

安阳钢铁集团有限责任公司是集炼焦、烧结、冶炼、轧材及科研开发为一体的特大型钢铁联合企业,年产钢能力1000万t。现有3座大型高炉,分别为1#高炉(2200 m3)、2#高炉(2800 m3)、3#高炉(4700 m3)。此项目主要是针对1#高炉和2#高炉加废钢的改造。

2.1 高炉加废钢的具体实施步骤

将加工过的废钢通过汽车直接倒运至废钢受料斗中,使用智能雷达物位计监测料位情况,称重式料位计检测需要加废钢的重量,放入给料机,通过皮带运输至高炉顶端,经布料器均匀布入高炉进行熔炼。安钢1#高炉和2#高炉自动化系统均使用施耐德昆腾系列PLC,以1#高炉为例建立了独立的PLC系统,通过PLC程序实现废钢称重计算及料仓闸门、上料皮带的自动联锁控制,并与槽下系统通讯建立联合上料机制。

2.2 对高炉加入废钢的主要要求

(1)废钢必须经过加工,以废钢筋为宜,加工至5~10 cm,避免造成倒料环节的堵塞事故。

(2)对废钢的加入量要进行控制,必须按照计算的废钢对比重、皮重严格进行计算,避免燃烧不充分或熔炼物不足的问题发生。

(3)废钢加入高炉要讲求加入步骤和时机,避免废料积堆,熔炼不充分的问题发生。

(4)要经常性对废钢运输倒料环节的设备进行维护清理,废钢相对来说不够规则,如不经常检查和维护,可能会产生运输带划伤撕裂,称料斗网格堵塞等问题的发生。

2.3 研究过程及分析

废钢和铁矿石在高炉内的反应主要区分在燃烧过程。废钢中的钢其实是一种成熟钢,报废回收的原因一般都是形状的变化和表面污浊造成报废,因此,废钢中的钢是以合金钢或碳钢的形式存在,认识到这一点,对废钢在高炉内的反应过程就比较好分析,显而易见,废钢在高炉内仅仅是一种物理反应,是高温融化、析出的过程。相对而言,铁矿石熔炼为铁合金或碳钢的过程就比较复杂,因为铁矿石中的铁元素是以碳、硫、硅等各种非金属元素化合在一起,要炼钢,必然要先进行融化,然后再进行还原反应,因此,铁矿石的熔炼将消耗大量的燃料。将废钢和铁矿石放在一起,因形成材料的速度不同,废钢融化后形成的铁元素,吸收焦炭中的碳元素后,逐渐转化为铁水,成为炼钢的重要燃料,因此,能够大大节省焦炭等燃烧的消耗量。据统计,在高炉中,废钢被炼化后,估算使用高炉的总体消耗能量约为104 kgce/t铁水;铁水在转炉中进行炼钢,因含碳含硅,提供了冶炼部分能量,总体能耗基本没有增加。估算采用高炉加废钢的方式,全部加工过程约需115 kgce/t铁水,而未采用高炉加废钢的方式,其平均能耗为113 kgce/t铁水,显然,其能耗基本上没有增加,甚至会实现“负能”炼钢。

3 实施效果分析

3.1 高炉加废钢的节能效果

高炉中投入废钢,能耗基本不会增加,通过对安钢高炉加废钢项目的定量测算可以证明这一点。具体可以定量进行分析。

安钢高炉冶炼铁矿石时对铁矿石、焦炭、溶剂按比例添加,按每吨生铁产量计算,需要添加铁矿石1.5 t、焦炭0.4 t、溶剂0.2 t。当加入0.1 t废钢后,焦炭减少0.1 t,最终生铁产量增加至1.03 t,即产量增长3%。粗略计算可知,1 t铁矿石中加入0.1 t废钢,焦炭减少25%,生铁产量增加3%。而对于传统的采用电能加热的全废钢冶炼方式,因主要采用电能加热融化废钢以及后续的操作,根据测算,加热融化需要消耗电能比约为380 kWh/t钢,全过程消耗能源大约为186 kgce/t钢。显而易见,采用高炉加废钢的方式,相比全废钢电炉冶炼方式更加节能。

3.2 高炉加废钢的减排效果

近年来,国家对环境保护要求越来越严,特别是对电厂、钢铁厂等用煤大户,进入门槛也来越高。尽管这些企业减少了有害气体的排放,但CO2的排放是无法避免的。因此,此处的减排效果仅是研究CO2排放量。另外,大量的废钢如不能及时处理,对钢企来说,将占据较大的用地成本浪费材料。

(1)减少CO2的排放量。一般而言,使用铁矿石的高炉、转炉的排放量,主要是在高炉内焦炭的消耗以及在转炉内铁水的脱碳过程。前文对安钢冶炼过程进行的实际测算可知,产量1 t的生铁,如果在高炉冶炼过程中,添加了0.1 t的废钢,则可以减少焦炭0.1 t。显然,焦炭的减少自然减少了CO2的排放。通过测算可知,高炉加废钢的冶炼方式,将全部冶炼过程包含在内,CO2排放量大约为380 kg/t钢。远小于铁矿石的高炉冶炼排放量480 kg/t钢。对于电炉冶炼全废钢时,如果只考虑炼钢过程中的CO2排放,显然,因不适用焦炭,CO2仅来自废钢本身及其他添加物,因此,排放量远小于高炉加废钢的方式。但电炉加热是采用的电能,我国是以火电为主的国家,按照采用火电厂用电计算,全部CO2排放总量要达到大约630 kg/t钢,比高炉加废钢的方式多250 kg/t钢。因此,在多数情况下,高炉加废钢的方式,其排放低于电炉的最终CO2总体排放量。简单说,高炉加废钢更加环保。

(2)减少废钢的堆积污染和浪费。废钢堆积一般也会占据大量的土地,并造成大量扬尘,这是钢企污染较大的因素之一。另外,社会上的废钢堆积,如不加以回收,将会造成金属污染和较大的浪费。因此,应大力推行废钢的回收处理,以减少环境污染和浪费。同时,采用高炉加废钢的冶炼方式,变废为宝。

3.3 高炉加废钢的经济性

高炉加废钢的冶炼方式,相较于其他方式,具有良好的经济性,主要原因有2个方面。

(1)采用高炉加废钢的冶炼方式,废钢的利用率高,不挑“食”。由于使用铁矿石的高炉,具有温度持续能力强,容量大的特点,因此,其表现出的还原能力和熔炼能力巨大。针对废钢中钢含量变化幅度大,氧化铁及非金属杂志含量高的低劣废铁较多的问题,高炉具有能量利用率高、降低成本的优点。

(2)采用高炉加废钢的冶炼方式,废钢应用便利性极佳。通过安钢的高炉加废料操作方式可知,废钢的初步处理,仅需要将废钢加工成5~10 cm的部件,就可以满足利用现有高炉的料仓、传送带以及称料斗等设备,不需要对高炉额外改造。

(3)采用高炉加废钢的冶炼方式,燃料成本降低。采用高炉加废钢时,虽然铁水的消耗量有所增加,但前文中针对安钢的高炉加废钢的方式,焦炭量减少,产能提高。总体而言,其原材料(焦炭、助燃剂)大幅度减少,成本消耗大约为200元/t。相比较电炉冶炼废钢的方式也同样有着经济节省的作用。采用电炉冶炼废钢的方式,电能的消耗极其惊人,根据测算,可以达到350元/ t,这远高于高炉加废钢的方式。即使考虑高炉加废钢之后,再进入转炉等长流程的钢铁铸造过程,其成本依然比电炉冶炼全废料的方式成本降低。

4 结束语

综合评价,高炉加废钢具有诸多优势。一是节能效果较好,不仅针对既有的使用铁矿石的高炉冶炼而言,减少了煤炭使用,而且相对于采用火力发电为基础的电炉冶炼全废钢而言,节约了焦炭等燃料的用量。二是环保效益高,减少了煤炭使用则减少了CO2的排量,同时,减少了大量的废钢堆积造成的土地污染和浪费。三是经济效益好,高炉具备强大的还原能力和冶炼能力,可以很好地提高废钢的利用率,对各种含量的废钢均可利用。并且高炉加废钢操作简便,仅需对废钢仅需一次加工,而不需要改变既有的高炉。因此,高炉加废钢更加节能、经济、环保,也适合于各大钢企努力研究的方向。

参考文献

[1] 熊玮,胡忆,袁琛,等.高炉使用废钢的环境影响分析[J].武汉科技大学学报,2020,43(6):401-405.

[2] 李宏玉,莫朝兴,唐志宏,等.柳钢5#高炉加废钢降成本分析与实践[J].工业炉,2018,196(2):43-46.

[3] 刘颖超,王京彬,刘燕军,等.高炉添加废钢的能耗和经济性分析[C].2019年全国高炉炼铁学术年会摘要集,2019.

[4] 王振,张涛颖,曹旭.韶钢六高炉加废钢生产实践[J].甘肃冶金,2019(3):26.

[5] 沙永志.与废钢电炉短流程相比,高炉加廢钢是否更节能?环保经济[J].资源再生,2018(8):25-26.

作者:冯兆晖

电炉节能环保论文 篇3:

日韩钢铁行业节能政策及启示

【摘要】日本、韩国的钢铁节能成效卓著,是世界上能源单耗最低的国家,其节能水平的提高有赖于节能技术的研究和节能政策措施的开展,本文研究分析了日本、韩国在钢铁产业政策中的有关节能措施,阐述了中国钢铁行业现有的节能措施,并在此基础上有针对性地提出了促进我国钢铁行业节能的政策建议。

【关键词】钢铁行业 节能政策 日本 韩国

一、引言

钢铁行业是能源密集型行业,近年来,在钢铁行业产能快速增长的拉动下,焦炭、电力、油、天然气等钢铁生产所需的能源的需求增长较快,能源供应紧张的状况时有发生。能源短缺在世界各国都普遍存在,加之世界各国人民对环保问题日益关注,根据各国的国情以及钢铁行业的发展状况,世界各国在发展自己的钢铁工业时都采取了相应的对策和措施,力求获得经济发展和能源、环境之间的平衡。这些对策和措施的重点之一是开展节能的研究和采取节能措施。从节能效果比较来看(见图1),以日本钢铁企业能源单耗为100计算的指数分析,韩国钢铁企业能源单耗略大于日本为105,欧洲为110,中国大中型钢铁企业为130,全行业则为150,也就意味着中国钢铁企业吨钢能耗是日本的1.5倍,中国与日韩钢铁在节能上还存在一定的差距。

研究中比较了日本、韩国在钢铁产业政策中的有关节能措施,分析了中国钢铁行业现有的节能措施,并在此基础上结合中国的实际,有针对性地提出了促进我国钢铁行业节能的政策建议。

二、钢铁行业节能:日本和韩国的政策

1、日本

日本是一个能源匮乏的国家,节能政策在日本能源政策中占有举足轻重的地位。它不仅对日本确保能源供应大有帮助,而且通过节能设备的开发,可以提高产业竞争力。日本在制定能源政策的时候,在确保能源供应的同时,提高能源利用效率是其优先考虑的课题。

日本于1979年10月实施了《节约能源法》,并分别于1998年和2003年进行了两次修正。钢铁行业也有相应的节能政策。日本的钢产量曾一度为世界第一,1996年后,虽然被我国超过退居世界第二位,但其产量仍然保持在1亿吨左右,能源供应的压力十分巨大。其中,节能环保政策和技术对此起了重大的支撑作用。日本的钢铁行业节能政策和措施主要分为两个阶段的发展和实施。

第一阶段,1973年第一次世界石油危机到20世纪90年代初。这一阶段的特点是通过节能求生存。1973年第一次世界石油危机后,石油价格暴涨带动了各种能源和矿产品的价格上涨,这对能源和原料基本依靠进口的日本钢铁工业是个很大的冲击,加上石油危机一度使世界经济发展停滞,对于钢材30%左右依赖出口的日本钢铁工业也十分不利,钢产量由1973年的1.2亿吨回落至1亿吨以下,日本钢铁业为保持竞争力以求生存而采取了技术节能和淘汰落后产能并举的节能措施,在技术节能方面,通过工艺简化,改善能源结构和提高能源转换效率等方式实现节能目标;在淘汰落后产能方面,以新日铁为例,从1979到1993年,通过四次关停并转等措施淘汰落后产能,实现集约化的生产节能。这些措施的实施终于使吨钢能耗快速下降,以1973年为100,1975年为98,1980为89,1985年为80,1990年由于产量上升仍维持80。

第二阶段,20世纪90年代日本泡沫经济破灭后到目前。这一阶段的特点是通过可持续发展方针推动节能、环保技术的进一步发展和提高。20世纪90年代日本泡沫经济破灭后公共工程和民间建设大幅压缩,使钢材内需下降,日本各钢铁企业一方面通过保持合理规模在新体制下大力发展高端产品的出口,一方面在日本经济团体联合会的统一布置下,组织各行业制定了以减排CO2为中心的2010年企业节能环保志愿计划,1996年公布后,逐步开展检查,推动了钢铁工业新一轮节能环保技术的发展。计划优先针对两个主要问题,即防止全球变暖和建立循环型社会。该行动计划提出了具体节能目标,假设日本钢铁产量维持在每年1亿吨水平,要求到2010年钢铁生产所用的能量要比1990年减少10%。除此之外,如果实施包括废塑料利用在内的附加计划,则要求目标能耗比1990年减少11.5%。具体措施如下:(1)推广已有的节能技术,同时开发新技术;(2)争取在政府和自治体的协作下扩大钢铁厂对废塑料的利用和低温余热供社会利用;(3)大力开发高强度钢材和低电阻电工钢板等节能钢材;(4)加强节能、环保的国际协作和技术转让,为全球减排CO2作贡献;(5)重视厂内废钢再生利用并不断采用新技术;(6)在钢罐壳回收方面要加强对居民的宣传教育和对自治体的经济支援;(7)为取得ISO14000的认证,不断完善企业环保管理体制。

两个阶段的节能政策和措施不仅增强了日本钢铁的国际竞争力,而且使日本成为世界上吨钢能耗最低的国家,成为国际钢铁能耗的“标杆”。

2、韩国

韩国钢铁工业起步较晚,但其在建设之初,就对节能环保问题相当重视。由于韩国是以计划为主导的市场经济,因此其节能政策的制定和实施离不开政府的计划干预。韩国政府对钢铁行业的节能政策和措施主要体现在下面三个方面:

(1)通过对产业结构的合理规划实现节能

为了发展钢铁工业,韩国于1970年颁布了《钢铁工业育成法》,规定了扶持钢铁工业发展的有关政策、法律。在《钢铁工业育成法》中考虑到韩国缺乏高炉用的炼焦煤和铁矿石这一实际情况,为确保高炉厂的规模效益,规定只允许浦项一家企业建高炉,其他则发展电炉钢。电炉所需废钢除一半是进口外,其余则在政府积极组织下回收,大力开展全民回收废钢的运动。因此在执行钢铁育成法期间,韩国的钢铁工业得到迅速发展,浦项钢铁公司形成2600万吨年产能力。而电炉钢也得到了迅猛发展,2006年电炉钢产量比重达到了45.7%。实践证明这一政策是正确的,它既保证了浦项钢铁公司的快速发展,成为韩国所占比重达50%以上的核心企业;同时又促进了众多电炉钢厂的合理快速发展,使造价、能耗和成本低的电炉钢占有较大的比重。

(2)大力投资环保节能设备实现节能

韩国政府对钢铁企业的节能环保问题相当重视,韩国的能源高度依赖进口,能源供给安全对韩国来说至关重要。两次石油危机对韩国经济产生了极为消极的影响。1978年,韩国政府成立能源与资源部,负责制定能源政策及能源资源相关计划。1980年韩国成立了能源管理公团,执行国家节能计划,提高社会能源利用效率。韩国还制定了“五年经济能源节约计划”,将钢铁行业等194个高耗能行业作为节能重点,并规定了每年11月为节能月,号召全民节能。在韩国政府的倡导下,钢铁企业对节能环保问题相当重视。2001年,韩国钢铁业在环保节能设备方面的投资为1400亿韩元(1.21亿美元),2002年猛增到2261亿韩元,2003年降到1465亿韩元后,2004年回升至1952亿韩元。据韩国钢铁协会调查,预计2007年韩国钢铁行业在环保节能设备方面的投资将达到2498亿韩元,比2006年的1989亿韩元高出43%。韩国钢铁协会表示,“钢铁产业作为大型设备产业,随着国内外越来越重视环境问题,环保及节能的压力将日益增加。”

(3)重视节能技术的开发和应用实现节能

节能减排技术开发的过程大致可分为三个阶段:基础性研究、应用研究、产品和工艺技术开发,这三个研究阶段政府的支持重点也有所不同。前两个阶段的研究开发具有风险大、应用面广、共用性强的特点,企业往往没有实力进行这样的研究开发,因此从政府职能和公共财政的性质出发,基础性研究和共用性强的产业技术研究开发是政府支持的重点。韩国规定对于直接关系国家利益的项目,全部由政府资助,并由公立研究机构承担,对于具有商业价值的项目,由企业提供部分资金,合作进行研究,私营企业研究机构承担或参与核心技术开发,基础技术开发,产业技术开发,替代能源开发的国家研究开发项目任务的,政府给予研究开发经费50%的补贴,对于个人或小企业从事新技术商业化的,政府提供总经费80%-90%的资助。

以韩国浦项钢铁为例,浦项筹建初期的资金就是政府通过政治谈判获取于日本。同时,韩国政府通过金融机构长期给予浦项以低息贷款优惠。不仅如此,韩国政府还以政府名义为浦项向国外金融机构贷款提供担保。此外,韩国政府通过“钢铁工业振兴法”、税收豁免、出口保护等政策,为浦项产业科技研究所、制铁研修院、浦项R&D中心的建立,以及从国外引进一流先进设备提供了充足的政策和资金支持。

在韩国政府的大力支持下,韩国钢铁企业不仅开发了大量的节能技术,如浦项钢铁公司和奥钢联共同开发了FINEX流程,可全部使用铁粉矿作为原料,世界上60%的铁矿资源是粉矿,且粉矿的价格比块矿的价格低,FINEX工艺可直接使用粉铁矿,省去了粉矿造球或烧结的造块工艺过程,具有明显的成本和环境优势。而且在节能技术的运用方面也走在世界前列。从钢铁生产主要节能技术在韩国钢铁领域使用的情况来看,在干法熄焦发电上当前应用水平为50%,高炉炉顶压发电为100%,高炉热气回收为0%,连轧为99%,成为在节能技术的应用上仅次于日本的运用最广泛的国家之一。

三、钢铁行业节能对我国的启示与对策

近十几年来,钢铁工业在粗钢产量逐渐增加的情况下,吨钢能源逐年下降,钢铁大中型企业吨钢综合能耗从1990年的1.611吨标煤/吨钢,降到2005年的0.741吨标煤/吨钢,年平均降低5.04%。大中型钢铁企业吨钢可比能耗从1990年的0.997吨标煤/吨钢,降到2005年的0.714吨标煤/吨钢,年平均降低2.2%。钢铁行业在节能减排方面取得了令人瞩目的成绩,但同时我国钢铁行业能耗、环保与国外先进水平的差距依然较大。高炉-转炉流程的能耗是电炉流程的2倍以上,二氧化碳排放是电炉流程的3.8倍,而我国的电炉钢比例增长缓慢。另外,我国废钢资源紧缺,电炉钢生产中大多使用30%-40%的高炉铁水,造成了中国电炉流程的能耗与国外比偏高。钢铁行业的能耗占到全国能源消费比例的14.96%,节能减排压力仍然巨大。因此,采取有效措施,进一步实现钢铁行业节能减排迫在眉睫。

1、结构调整与淘汰落后工艺技术装备是当务之急

钢铁行业能耗之“痛”源于结构之“痛”,能源消耗量的降低涉及钢铁制造流程的各个环节,要从钢铁企业及整个产业结构调整、淘汰落后工艺技术装备、提高生产效率和管理水平等多个方面入手。

首先,从行业结构来看,行业集中度低,大中型企业和小型企业之间单吨能耗差距大,严格贯彻环保法、技术质量监督,以及行业市场准入的规定,整顿、淘汰不合格的小钢铁厂,小铁合金厂、小耐火材料厂,一律不准新建这类落后的小企业,合理配置资源,减轻环境污染负荷,提高行业集中度。

其次,从钢铁企业产品结构看,2006年,在我国4.23亿的粗钢产量中,氧气顶吹转炉钢的比例高达87%,而造价、能耗和成本低的电炉钢仅占13%的比例,是世界十大产钢国中,电炉钢比例最低的国家。因此,规范废钢回收的管理,科学测算我国废钢资源量,建立废钢回收的平台,适当提高电炉钢的比例,是有效节能的途径之一。

最后,在《钢铁产业发展政策》规定的应淘汰类工艺技术装备中,如扣除原料条件、生产品种等因素影响,按<300立方米高炉的工序能耗高80千克标煤/吨,<20吨转炉的工序能耗高20千克标煤/吨保守估算,全部淘汰后可降低吨钢能耗约30千克标煤,每年节约能源约1000万吨标准煤。

2、借鉴国外先进的节能环保技术是现阶段的主要途径

日本是目前世界上节能环保技术最高的国家之一,韩国和欧洲也拥有相当先进的节能环保技术。依据《京都议定书》的规定,日本到2012年时,温室气体排放量要比1990年时减少6%。然而有关统计表明,2003年度日本温室气体排放量与1990年相比反而增加了8%。此外,日本早在1990年之前就已经率先推广了一系列节能措施,减少温室气体排放的余地不是很大,因此日本要想实现议定书规定的减排目标,日方考虑运用清洁发展机制(CDM),即通过技术援助换取中国由此削减的排放量来充当自己与公约约定的减排指标。2005年后,日本钢铁企业积极与中国钢铁协会及中国钢铁企业联系,寻求在与节能相关的环保技术上达成合作。欧洲也面临同样的问题。安赛乐米塔尔(Arcelor Mittal)提供了150万美元的项目资助的“实现千年发展目标的中国清洁发展机制开发合作项目”(MDG Carbon)于2007年2月6日在北京正式启动,在项目执行管理过程中,安赛乐米塔尔集团会寻找参与具体清洁发展机制项目开发和技术合作的机会。

另一方面,中国钢铁业也正面临着全球原材料上涨所带来的钢铁成本压力,以及后京都时代的环保压力,因此中国钢铁行业应抓住这个发展的契机,借鉴国外的先进节能环保技术,迅速提高钢铁企业的节能水平,实现节能减排。

3、倡导自有知识产权的钢铁节能技术的开发和运用是节能减排未来的发展趋势

钢铁行业发展的历程表明,单纯引进将导致自有技术缺失。“因为缺乏先进的自有技术,国内的钢铁企业最初是伸着脖子到国外觅食,吃进嘴里才发现,原来很多‘洋食品’竟然难以消化。”要真正使我国从“钢铁大国”向“钢铁强国”转变,自有知识的开发和运用是不可或缺的。2006年10月21日,在中国钢研科技集团公司的牵头下,宝钢、鞍钢、武钢、首钢、唐钢、济钢6家大型钢铁集团,北京科技大学、东北大学、上海大学3家大学召开了钢铁战略联盟筹备会。随着钢铁可循环流程技术战略联盟正式成立,各方约定,对于以财政经费为主开发的低污染、高效化生产、节能、降耗等共性技术,将无偿向联盟内成员单位辐射和推广;而联盟成员共同开发的技术向联盟外辐射和推广时,将采取有偿转移的方式,所形成的利润归联盟所有,用以促进联盟持续创新开发的良性循环。

这是一个新型的产学研合作体制和运行机制,该模式的运营成功将为我国钢铁行业的发展和后续的科研工作产生巨大的经济和社会效益。

[注:本研究得到国家社会科学基金项目(06CJY020)的资助]

【参考文献】

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[3] 廖隆国、陆岩、马续香:国外主要产钢国钢铁产业政策[J],冶金管理,2007,(9),4-18。

[4] 国际钢铁协会:首钢发展研究院译,钢铁:未来社会可持续发展的基石-世界钢铁业可持续发展报告(2005年版)[J],冶金管理,2006,(5),4-16。

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[6] 郭涛:钢铁创新联盟,谋变钢铁强国[J/OL],http://chanye.finance.sina.com.cn/yj/ 2007-06-20/ 327541,shtml.2007-06-209。

作者:窦 彬

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