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钢铁冶金新技术论文
钢铁冶金新技术论文 钢铁冶金新技术论文篇一 钢铁冶金余热利用分析 【摘要】近些年，我国钢铁冶金工业迅猛发展，产能和产量快速增长， 而钢铁行业是高能耗行业，也是对环境污染较严重的行业，但我国钢铁冶金行业 余热利用方面存在的一些问题，这会造成很大的资源损失。所以，我们要加快技 术研究，充分利用余热，节约资源。【关键词】钢铁冶金余热利用 分析 前言 目前，我国钢铁重点企业的吨钢可比能耗与国际先进水平比较高9% ， 约59 kg t，有人估计就目前世界水平而言，我国的重点钢铁企业吨钢可比能耗比 世界先进水平15 %。所以，必须把冶金企业可能的节能空间进行正确的评估和计 算 给企业提供节能的目标和方向。文章从我国钢铁冶金行业的余热利用现状入 手，结合我国钢铁冶金行业余热利用方面存在的问题，分析寻找解决这一困扰钢 铁冶金行业发展以及我国节能减排工作问题的出路。
一、我国钢铁冶金行业余热利用现状分析 1、高温余热利用较好，中低温余热利用率较低 在过去的“十一五”，我国钢铁冶金行业节能减排成效显著，能源利用 效率明显提高，重点大中型钢铁企业的吨钢综合能耗大幅降低，特别是在钢铁冶 金行业高温余热利用方面。但在中低温余热利用率较低，各企业一般只回收利用 了烟气温度较高的部分，如用它来预热助燃空气，而通过空气预热器后约400～ 500℃的中温烟气则大部分企业没有加以利用，至于温度更低的如300℃以下的低 温烟气更谈不上充分利用。而钢铁冶金行业本就是高耗能、高污染的产业，而炼 铁系统能耗占钢铁工业总能耗高达69%，其中烧结工序能耗占据10%，是仅次于 炼铁的第二大耗能工序，但是烧结工序中只有50%左右的热能得到了有效的利用， 其余的热量都被烧结烟气和冷却机废气所带走，造成了巨大的浪费。
2、钢铁冶金余热利用设备陈旧，各企业之间利用水平发展悬殊我国钢铁冶炼行业还不够成熟，余热利用设备十分陈旧，这对资源回 收利用造成很大的影响。根据对117家冶金企业余热资源情况的调查结果，我国 钢铁工业余热回收利用的大方向是正确的(回收后用于生产的占70%，用于生活 的占30%)，但热回收率低，回收设备比较落后，109家企业使用的余热回收利用 设备有几十种，其中使用较多的有：管式换热器142台、余热锅炉102台、片状管 换热器74台、辐射式换热器62台、余热锅炉-换热器联合装置52台、热管换热器 21台、喷流式换热器16台，汽化冷却装置133套 各企业余热回收利用水平参差不齐，相差悬殊。以高炉煤气的放散率 为例，对国内18个重点冶金企业高炉煤气平均放散率在11.99%左右，其中放散率 6%以下的企业只有鞍钢、重钢、湘钢三个企业;包钢、武钢等12家企业的放散率 为6.36%～20.44%;宣钢、上钢一厂、唐钢三家企业的放散率高达22.35%～25.78%。
38家地方骨干冶金企业中，仅有略阳钢铁厂、张店钢铁厂等5家企业的高炉煤气 放散率在7%以下;20家冶金企业放散率在7.01%～20.58%;13家冶金企业放散率在 21%以上，其中成都钢铁厂、通化钢铁公司放散率高达45%左右，新疆钢铁公司 放散率竟高达60%左右。从这些数据分析，各企业余热利用水平，完全不在一个 层次，但是我国的铁矿分部很广，这样就使得中、小规模钢铁冶炼的企业非常多， 他们是我国钢铁行业的重要组成部分，它们的余热利用水平不高，造成的资源损 失是非常大的。
3、余热利用领域狭窄 我国回收的热量都是用来制热(产生热风、热煤气、蒸汽或热水等)， 很少涉及制冷。特别是夏季剩余蒸汽多，用于制冷能节约更多的能量，其意义十 分重大。由于溴化锂制冷机只需要0.6MPa以下的低压蒸汽或热水，因而热源广 泛，尤其适合冶金企业采用〔17〕。石家庄钢铁厂等企业已开始着手利用余热进 行溴化锂制冷的工作，它将给冶金企业的节能工作带来新的生机。此外，许多冶 金企业还有一种高品位的热能资源没有得到重视，那就是自备锅炉(包括余热锅 炉)所产生的压力不低于1.28MPa的过热或饱和蒸汽。由于热用户所要求的蒸汽大 多是0.2～0.3MPa的饱和蒸汽，如果直接把高品位的蒸汽供给热用户，就浪费了 本来可以用于发电的热能。利用供热蒸汽余压发电实行热电联产是钢铁厂的一种 新的节能方法。
二、我国钢铁冶金行业余热利用对策分析1、加大扶持力度，更新设备 从上个世纪开始，国家就在大力倡导节能减排工作，也为一些行业提 供过技术上和资金上的支持。而随着经济的进一步发展，许多利用技术也在不断 的向前发展，革新就意味着资金的投入，大企业由于自身的发展状况良好，革新 的能力就强，而对于像一些中小型的钢铁冶金企业来说，许多还是需要国家提供 技术上或者是资金上的支持。我国应该在监督好大企业节能减排工作的同时，也 应当帮助中小型企业完成技术上以及设备上的更新 并且要加大对于钢铁冶金领 域余热利用方面技术。设备的研究，做到自主创新，拥有自己的知识产权，为企 业提供强大的技术力量支持。
2、引进高端人才、技术、设备 在目前我国钢铁冶金余热利用水平相对还较低的时候，在积极研发自 己的技术力量的同时，面对市场需求和环境发展这一现实，引进国外先进的高端 人才 技术。设备不失为一项很好的举措 加强与国外先进国家的技术交流，也能 够更好地促进我国自身余热利用领域的科研发展。引进国外这一领域的高端人才， 不仅能够直接带来最先进的技术，还且对于我国余热利用领域培养新一代技术人 才能很好的起到促进作用。
3、加强余热利用潜力开发 据统计，我国钢铁工业余热余能的回收利用率低，仅为45.6%，而国 际先进企业，如日本的新日铁可达92%以上，可见我国钢铁工业余热余能回收潜 力巨大。为此，对余热余能回收利用潜力进行分析、计算，结果见表1。
表1 我国钢铁工业余热余能回收利用潜力kg(标准煤)，t(钢) 所以，加强干熄焦和煤调湿技术的普及和应用，同时利用焦炉烟气预 热人炉煤，未来焦化工序余热余能的回收利用量可达14.0 kg(标准煤)/t(钢)以上。
提高余热蒸汽参数，加强管理，进一步提高烧结矿显热的回收利用水平;同时， 采用环冷机类似的回收方式回收球团矿的显热，未来烧结，球团工序的余热余能 回收利用量可达23.0 kg(标准煤)/t(钢)以上。利用干法粒化的方式回收高炉渣显热 产生余热蒸汽，加强高炉煤气回收，同时在1 000m3以上的高炉普及压差发电技 术回收利用高炉煤气的余热、余压，未来炼铁工序可回收余热余能189.0 kg(标准 煤)/t(钢)以上。利用热装热送技术提高钢坯余热回收利用水平，加强转炉煤气回收利用，同时提高汽化冷却蒸汽参数，以提高转炉煤气化学能和显热的回收利用， 采用竖式电炉以提高电炉烟气余热的回收利用，未来炼钢工序可实现吨钢余热余 能回收量42.0 kg(标准煤)/t(钢)以上。加热炉采用蓄热室燃烧技术回收利用烟气显 热，同时采用汽化冷却技术回收炉底管显热，未来可实现余热余能回收量20.0 kg(标准煤)/t(钢)以上。由表1计算可知，在应用先进回收技术，加强成熟回收技 术普及，加强管理的基础上，未来我国钢铁工业的余热余能回收利用率可达63.6%， 目前还具有的回收潜力为80.7kg(标准煤)/t(钢)，如果这些潜力全部实现，可极大 地降低吨钢能耗。
结 语 总之，钢铁冶金行业费能大，而目前，能源生产的增长速度尚难以适 应国民经济发展的要求，能源价格仍呈上升趋势，这对于能源费用占企业生产总 成本20%～30%的冶金企业将是新的挑战。因此，节能降耗是冶金企业长期的战 略任务。冶金企业从原料、焦化、烧结到炼铁、炼钢、连铸以及轧钢的生产过程 中产生大量含有可利用热量的废气、废水、废渣，充分回收和利用这些余热，促 进企业发展，促进我国节能减排工作的进程。
钢铁冶金新技术论文篇二 钢铁冶金高浊废水处理技术 摘要：高浊度钢铁废水产生量很大，浊度很高，自然沉降性能不能满 足污水回用的要求。目前大多数处理方法为物理化学法，即向废水中投加混凝剂， 通过絮凝沉淀的方法去除废水中的污染物。只投加一种混凝剂处理工序简单，但 不同混凝剂的混凝机理不同，处理效率高的混凝剂往往价格较高，与经济性不能 兼顾。
关键词：钢铁冶金;高浊废水;处理技术 中图分类号：K826文献标识码：
A 一、钢铁废水的来源 废水的来源：高炉和热风炉的冷却、高炉煤气的洗涤、炉渣水淬和水 力输送是主要的用水装置.此外还有一些用水量较小或间断用水的地方。以用水的作用来看。炼铁厂的用水可分为：设备间接冷却水：
设备及产品的直接冷却 水：
生产工艺过程用水及其他杂用水。随之而产生的废水也就是间接冷却废水、 设备或产品的直接冷却废水及生产工艺过程中的废水 炼铁厂生产工艺过程中产 生的废水主要是高炉煤气洗涤水和冲渣废水。
二、钢铁废水的特点 废水的水量和水质：
炼铁厂的所有给水。除极少量损失外，均转为 废水.所以用水量基本上与废水量相当。高炉煤气洗涤水是炼铁厂的主要废水.其 特点是水量的，悬浮物含量高，含有酚、氰等有害物质，危害大，所以它是炼铁 厂具有代表性的废水。
三、常见钢铁废水的处理方法 废水处理的技术路线：
主要的处理技术有悬浮物的去除、温度的控 制、水质稳定、沉渣的脱水与利用、重复用水等五方面内容。
悬浮物的去除：炼铁厂废水的污染. 以悬浮物污染为主要特征。高炉 煤气洗涤水悬浮物含量达lO00~3000mg/L. 经沉淀后出水悬浮物含量应小于 150mg/L。鉴于混凝药剂近年来得到广泛应用. 高炉煤气洗涤水大多采用聚丙烯 酰胺与铁盐并用，都取得良好效果 温度的控制：用水后水温升高.通称热污染，循环用水而不排放.热污 染不构成对环境的破坏。但为了保证循环，针对不同系统的不同要求.应采取冷 却措施。炼铁厂的几种废水都产生温升，由于生产工艺不同，有的系统可不设冷 却设备， 如冲渣水。水温度的高低. 对混凝沉淀效果以及解垢与腐蚀的程度均 有影响。设备间接冷却水系统应设冷却塔，而直接冷却水或工艺过程冷却系统， 则应视具体情况而定。
水质稳定：水的稳定性是指在输送水过程中.其本身的化学成分是否 起变化，是否引起腐蚀或结垢的现象。既不结垢也不腐蚀的水称为稳定水 控制 碳酸盐解垢的方法如下：(1)酸化法：酸化法是采用在水中投加硫酸或者盐酸， 利用CaSO4、CaCI3的溶解度远远大于CaC0 的原理，防止结垢。(2) 石灰软化法：
在水中投入石灰乳，利用石灰的脱硬作用.去除暂时硬度，使水软化。(3)药剂缓 垢法：加药稳定水质的机理是在水中投加有机磷类、聚羧酸型阻垢剂，利用它们 的分散作用，晶格畸变效应等优异性能.控制晶体的成长，使水质得到稳定。最常用的水质稳定剂有聚磷酸钠、NTMP f氮基膦酸盐)、EDP (乙醇二膦酸盐)和聚 马来酸酐等。
沉渣的脱水与利用：炼铁厂的沉渣主要是高炉煤气洗涤水沉渣和高炉 渣.都是用之为宝、弃之为害的沉渣。高炉水淬渣用于生产水泥. 已是供不应求的 形势。技术也十分成熟。高炉煤气洗涤沉渣的主要成分是铁的氧化物和焦炭粉. 将这些沉渣加以利用，经济效益十分可观，同时也减轻了对环境的污染。
重复用水：应该指出.悬浮物的去除、温度的控制、水质稳定和沉渣 的脱水与利用是保证循环用水必不可少的关键技术。一环扣一环.哪一环解决不 好，循环用水都是空谈。它们之间又不是孤立的，互相联系。互相影响。所以要 坚持全面处理，形成良性循环。
四、废水处理工艺及现状 混凝剂复配使用具有良好的去除效果，适用范围较广，且具有良好的 经济性。钢铁工业是用水大户，年耗水量超过30亿m3，废水排放量占全国工业 废水排放量的10%以上钢铁工业生产过程包括采选、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等 工艺，其废水特点为浊度高，悬浮物质粒度小、颗粒比重不均匀、可生化性差， 难以采用生物技术处理。对于高浊度废水的处理，目前国内外大多采取絮凝沉淀 的方法，传统的无机混凝剂用量大，易产生大量的污泥，且絮凝效果不佳;有机 高分子混凝剂，絮凝效果较好，但价格昂贵，大大增加了处理废水的成本。
(一)含油废水处理工艺 高浊含油废水是高浊废水中最难处理的一类污水。20世纪70年代，各 国广泛采用气浮法去除水中悬浮态乳化油，同时结合生物法降解COD。后来日本 学者研究出用电絮凝处理含油废水，用超声波分离乳化液，用亲油材料吸附油。
近几年膜分离法处理含油废水得到了快速发展，并与生物法相结合，取得了较好 的效果。目前含油废水处理采用的工艺主要有气浮-过滤-生物接触氧化、超滤- 生物接触氧化/生物滤池-过滤、超滤-MBR。
(1)气浮一过滤一生物接触氧化工艺 气浮-过滤-生物接触氧化工艺主要是通过气浮法去除废水中的油类 物质，过滤去除水中的SS和部分油类物质，采用生物接触氧化对废水中的COD 进行降解。在该工艺中，也可以根据需要在生物接触氧化后增加过滤器或膜生物反应器(MBR)。
生物接触氧化法是生物膜法的一种，其技术实质是在生物反应池内填 充填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长在填料表面，废水以一定的流速流 经填料，在微生物的作用下，有机污染物被降解去除。MBR是将膜技术与生物 技术相结合的一种废水处理新方法，首先利用生化技术降解水中的有机物，驯养 优势菌类、阻隔细菌，然后利用膜技术过滤悬浮物和水溶性大分子物质，降低水 浊度。与传统的生物水处理技术相比，MBR具有以下特点:处理效率高、出水水 质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。
(2)超滤一生物接触氧化/生物滤池工艺 超滤一生物接触氧化/生物滤池的组合工艺在高浊含油废水的处理中 应用较为广泛。超滤法是膜分离法中的一种，通过超滤膜可以有效去除含油废水 中的ss和油类物质，而生物接触氧化/生物滤池可以去除废水中大部分的COD。
典型的超滤一生物接触氧化/生物滤池工艺如图所示。在实际应用中，通常根据 需要在生物法后增加过滤或吸附工艺。
超滤-生物接触氧化/生物滤池工艺流程图 超滤是一种新型含油废水处理技术，具有物质在分离过程中无相变、 耗能少、出水油含量低、油水分离过程不需要化学药剂、系统本身不产生污泥、 可回收的废油浓度较高、维护管理方便等优点。超滤法的关键在于超滤膜的选择， 超滤膜包括有机膜和无机膜。最早采用的超滤膜为有机膜，如醋酸纤维素膜、聚 酞胺膜、聚醚矾膜等，但有机膜售价高、不耐高温、容易水解且不易清洗。20 世纪90年代，南京化工大学研制出了以氧化错、氧化铝等为材料的无机陶瓷膜。
无机陶瓷膜除具有有机膜的优点外，还具有稳定性好、机械强度高、使用寿命长、 截油率高、清洗再生性能好等优点。
(3)超滤-MBR工艺 超滤一MBR工艺主要是先将含油废水经调节池调节后用纸带过滤机 过滤，去除粗渣后进入到超滤系统进行油水分离，超滤出水进入膜生物反应器进 一步处理。该工艺出水水质好，处理效率高，但需要严格控制操作条件与工艺参 数，尽可能减轻膜污染，提高膜组件的处理能力和运行稳定性。
(二)含油废水处理现状目前，国内高浊含油废水的处理多采用超滤技术，并将超滤技术与生 物技术和MBR相组合，使出水的SS和油类物质得到了较好的控制，但COD的处 理效果仍然达不到排放标准。
五、废水处理发展趋势 废水的处理，对于钢铁企业减少污水排放和新水补充量，提高废水循 环利用率具有重要的意义。在轧钢废水处理工艺的选择上，应充分考虑废水的种 类、水量、成分和排放制度，因地制宜地选择净化组合工艺。此外，对于高浊废 水必须分质进行处理，尤其是含铬废水，在治理前绝不能与其他废水混合，这样 有利于降低处理难度，减少运行费用并提高处理效率。未来应积极开发废水深度 处理新工艺和新型水处理药剂，高效、低成本地处理轧钢废水。
结语 所处理废水浊度很高，达到几万NTU，须经一段时间预先沉降，对初 沉池出水进行处理，然后投加混凝剂，通过投加经济性良好的传统混凝剂的方法 去除废水中的污染物。传统混凝剂如膨润土、聚合氯化铝(PAC)，其单独投加时 处理效果一般，不能达到国家污水回用的标准。但将二者按照一定的顺序投加后， 处理效果则有所改善，通过控制生产工艺条件，能够取得很好的处理效果，较前 面提到的两种混凝剂单独投加，复配混凝剂使用量较少，因此污泥产生量较少， 经济性也较好。只要适当控制处理反应条件，处理后的水可以达到污水回用标准， 这也为其他高浊度废水提供了一条新的处理思路。
