.鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)工藝我國(guó)鋼鐵行業(yè)作為基礎(chǔ)工業(yè)經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)整、裝備更新為主的快速發(fā)展，已形成了包括由礦山、燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼以及相應(yīng)的鐵合金、耐火材料、炭素制品等多生產(chǎn)部門構(gòu)成的龐大工業(yè)體系。鋼鐵工業(yè)的特點(diǎn)是產(chǎn)業(yè)規(guī)模大、生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)，從礦石開采到產(chǎn)品的最終加工，需要經(jīng)過(guò)很多生產(chǎn)工序，其中的一些主體工序資源、能源消耗量都很大，污染物排放量也比較大。鋼鐵行業(yè)體系分以鐵精礦為基本原料生產(chǎn)鋼材的長(zhǎng)流程，如圖1所示；以廢鋼鐵為基本原料生產(chǎn)鋼材的短流程，如圖2所示。圖1 鋼鐵行業(yè)體系之一煉鋼長(zhǎng)流程圖2 鋼鐵行業(yè)體系之二煉鋼短流程1.燒結(jié)廠燒結(jié)工藝是利用鐵礦粉、返礦、配入適量的燃料和熔劑，按一定比例在高溫下經(jīng)過(guò)燒結(jié)或球團(tuán)工藝制成燒結(jié)礦或球團(tuán)礦。鐵礦粉造塊方法主要有：燒結(jié)法和球團(tuán)法，兩種方法所獲塊礦分別為燒結(jié)礦和球團(tuán)礦。燒結(jié)工藝將各種粉狀含鐵原料，配入適量的燃料和熔劑，加入適量的水混合后，在燒結(jié)設(shè)備上加熱將礦粉顆粒黏結(jié)成塊的過(guò)程。球團(tuán)工藝是把鐵精礦粉或其他含鐵粉料添加少量添加劑混合后，加水潤(rùn)濕，通過(guò)造球機(jī)滾動(dòng)成球，再經(jīng)過(guò)干燥焙燒，固結(jié)成為具有一定強(qiáng)度和冶金性能的球型含鐵原料。2.原料進(jìn)廠鐵礦粉和熔劑劑通過(guò)火車或汽車運(yùn)進(jìn)廠，卸至堆場(chǎng)或倉(cāng)棚；焦炭（或焦粉）、無(wú)煙煤通過(guò)火車或汽車運(yùn)進(jìn)廠，卸至堆場(chǎng)或倉(cāng)棚；其余輔料袋裝通過(guò)汽車運(yùn)進(jìn)廠，卸至輔料倉(cāng)庫(kù)；廢鋼鐵通過(guò)汽車運(yùn)進(jìn)廠，卸至堆場(chǎng)；液體燃料（重油或柴油）通過(guò)槽車進(jìn)廠，卸至油罐；堆場(chǎng)和倉(cāng)棚內(nèi)用翻車機(jī)或人工卸料，用裝載機(jī)聚堆。鐵礦粉通過(guò)傳送帶上料至精礦槽，焦炭和熔劑通過(guò)傳送帶上料至受料礦槽。3.燒結(jié)工藝燒結(jié)工藝流程包括原輔料（含鐵原料、燃料、熔劑）的輸入、破碎篩分（棍式、錘式破碎機(jī)、冷篩），配料（移動(dòng)皮帶，礦槽，園盤給料機(jī)，電子秤），拌合（配料桶），混合料通過(guò)混合料礦槽（擺動(dòng)皮帶）、泥輥（寬皮帶）、九輥布料器鋪到燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上。帶式燒結(jié)機(jī)是由頭尾星輪帶動(dòng)的裝有混合料的臺(tái)車并配有點(diǎn)火、抽風(fēng)裝置的機(jī)械設(shè)備。臺(tái)車在頭部加料并點(diǎn)火，至尾部卸料。通過(guò)抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)燒結(jié)，在有效燒結(jié)長(zhǎng)度內(nèi)，將混合料由上至下燒透，生成燒結(jié)礦。燒結(jié)過(guò)程中還有一重要的風(fēng)路系統(tǒng)，它的核心設(shè)備是主抽煙機(jī)。燒結(jié)生產(chǎn)設(shè)備圖4. 球團(tuán)工藝球團(tuán)生產(chǎn)設(shè)備圖球團(tuán)工藝分三步：將細(xì)磨精礦粉、熔劑、燃料和黏結(jié)劑(如皂土等約0.5)等原料進(jìn)行配料與混合；在造球機(jī)配合料適當(dāng)加水，滾成1015mm的生球；生球送入高溫焙燒機(jī)（設(shè)備有豎爐、帶式焙燒機(jī)、鏈箅機(jī)回轉(zhuǎn)窯三類）進(jìn)行高溫焙燒，焙燒成球團(tuán)礦成品。球團(tuán)鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯流程、設(shè)備圖5.冷卻工藝燒結(jié)機(jī)焙燒出的燒結(jié)塊再通過(guò)破碎、過(guò)篩分、除塵等環(huán)節(jié)，得到一定大小的燒結(jié)礦成品，同時(shí)分出礦粉。高溫焙燒機(jī)焙燒出的球團(tuán)再經(jīng)冷卻、篩分得到成品球團(tuán)礦。燒結(jié)工藝的冷卻有帶式和環(huán)式兩種，鼓風(fēng)式帶冷機(jī)是與各式燒結(jié)機(jī)（環(huán)燒、帶燒、平燒）配套的高效通用燒結(jié)礦冷卻設(shè)備。鼓風(fēng)環(huán)式冷卻機(jī)是冶金企業(yè)大中型燒結(jié)機(jī)的主要配套設(shè)備。經(jīng)冷卻的成品礦進(jìn)入礦槽貯存待運(yùn)，或直接經(jīng)傳送帶送往高爐裝料設(shè)備帶配料。帶式冷卻機(jī)和環(huán)式冷卻機(jī)6.煉鐵車間高爐煉鐵工藝包括供料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、爐頂系統(tǒng)、粗煤氣系統(tǒng)、爐體系統(tǒng)、出鐵場(chǎng)系統(tǒng)、渣處理系統(tǒng)、熱風(fēng)爐系統(tǒng)和煤粉噴吹系統(tǒng)。輔助系統(tǒng)包括鑄鐵機(jī)和修罐庫(kù)。7. 供料上料入爐的塊礦（燒結(jié)礦、球團(tuán)、塊礦）焦炭分別有傳輸系統(tǒng)送入各自的礦槽，通過(guò)給料機(jī)、篩分后稱量卸到供料皮帶運(yùn)至爐頂裝料入爐。篩后的焦粉由汽車運(yùn)回?zé)Y(jié)廠。高爐上料設(shè)備圖8. 高爐熔煉裝入料罐的鐵礦石、焦炭和熔劑通過(guò)料鐘向下運(yùn)動(dòng)，從高爐下部風(fēng)口鼓入預(yù)熱空氣（10001300），噴入燃料（油、煤或天然氣等）。原燃料向下降落，原料經(jīng)過(guò)加熱、還原、熔化、造渣、滲碳、脫硫等一系列熔煉、被還原成金屬鐵（鐵水）。熔煉產(chǎn)生大量高溫高爐煤氣向上運(yùn)動(dòng)，鐵水從高爐底部的出鐵口流出，鐵渣從爐體下部出渣口排出。熔煉好的鐵水間斷從出鐵口流入鐵水罐，出鐵口會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的噴射煙氣，鐵水用鐵水罐車送至鑄鐵機(jī)澆鑄成鐵錠或送至轉(zhuǎn)爐煉鋼。從出渣口定期排出爐渣，爐渣經(jīng)渣溝送入?；?，渣溝的?；鋰娚淅鋮s水使?fàn)t渣冷卻成?；^(guò)濾后的水渣經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至渣場(chǎng)。高爐煉鐵設(shè)備示意圖9. 熱風(fēng)、煤粉噴吹熱風(fēng)爐以混合煤氣為燃料，在煙氣爐燃燒，送入高爐的空氣經(jīng)過(guò)熱風(fēng)爐加熱至1000以上。無(wú)煙煤經(jīng)傳送帶送入磨機(jī)磨成煤粉，再送入高爐噴吹系統(tǒng)噴入爐內(nèi)。熱風(fēng)爐、煤粉噴吹設(shè)備示意圖10. 煉鋼廠長(zhǎng)流程鋼鐵生產(chǎn)煉鋼采用轉(zhuǎn)爐煉鋼，短流程鋼鐵生產(chǎn)煉鋼采用電爐煉鋼。11. 轉(zhuǎn)爐煉鋼鐵水由鐵水罐運(yùn)輸?shù)怪粱扈F爐內(nèi)，經(jīng)脫硫、擋渣后，加入石灰，另兌10以下廢鋼，倒入轉(zhuǎn)爐。倒入轉(zhuǎn)爐的鐵水，吹入純氧進(jìn)行熔煉，使鐵水中過(guò)量碳氧化，碳含量低于預(yù)定值時(shí)，停止吹煉出鋼。裝料和出鋼時(shí)爐身可以傾斜。出鋼時(shí)鋼水注入鋼水包，送連鑄工序。轉(zhuǎn)爐內(nèi)氧化過(guò)程釋放大量熱能使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備圖12. 電爐煉鋼先將零散的廢鋼鐵進(jìn)行配料、擠壓、剪切，進(jìn)料前爐底應(yīng)先鋪占料重1.5%左右的石灰，再將處理后的廢鋼鐵倒入料筐，用天車吊至爐內(nèi)按要求布料。爐料裝完通電加熱使?fàn)t料熔化，從通電開始到爐料全部熔清為止稱為熔化期，熔化其主要是熔化爐料，造好爐渣。第二階段氧化期，爐內(nèi)除吹氧助熔外，還吹入天然氣或輕油或煤粉，增加融化的熱量。爐內(nèi)吹氧脫碳和加礦脫碳。氧化結(jié)束將熔融的爐渣通過(guò)爐門使用耙子扒除鋼渣。第三階段還原期從扒渣完畢到出鋼，主要任務(wù)是脫氧、脫硫、控制化學(xué)成分。出鋼后立即檢查爐襯，需填補(bǔ)爐底時(shí)，應(yīng)先將爐底殘?jiān)堪浅?，然后進(jìn)行填補(bǔ)。電爐煉鋼設(shè)備圖13. 鑄鋼工藝鑄鋼的方法主要分為錠模鑄造和連續(xù)鑄造兩種類型。連續(xù)鑄鋼工藝：由煉鋼爐倒出的鋼水經(jīng)爐外精煉處理后，用鋼水包運(yùn)送到澆鑄位置注入中間包（鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)），通過(guò)中間包鋼水連續(xù)澆鑄在結(jié)晶器中，待形成坯殼后，從結(jié)晶器以穩(wěn)定的速度拉出，再經(jīng)噴水冷卻、凝固，鑄坯通過(guò)拉坯機(jī)、矯直機(jī)后，脫去引錠桿，完全凝固的直鑄坯由切割設(shè)備切成指定長(zhǎng)度的連鑄坯后，經(jīng)運(yùn)輸輥道或汽車進(jìn)入軋鋼車間。模鑄工藝：是將冶煉合格的鋼水澆鑄到鋼錠模內(nèi)，待鋼錠冷卻后取出。再送到加工車間加熱、開坯、軋成鋼材。目前除了一些小鋼廠外基本很少使用。連鑄設(shè)備圖連鑄流程示意圖14. 軋鋼車間15. 熱軋工藝板坯由連鑄機(jī)出坯輥道或汽車送到熱軋車間板坯庫(kù)，熱鋼坯直接送加熱爐加熱，冷鋼坯由吊車吊至上料臺(tái)架，再經(jīng)加熱爐加熱。加熱的鋼坯進(jìn)入加熱爐的裝爐輥道，再由出鋼機(jī)托出，通過(guò)出爐輥道、輸送輥道輸送，經(jīng)高壓水除鱗裝置除鱗后，進(jìn)入可逆粗軋機(jī)軋制，粗軋后再用高壓水除鱗裝置二次清除氧化鐵皮，然后進(jìn)入精軋機(jī)組。精軋過(guò)程采用水直接冷卻系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多次軋制成規(guī)定的板材或線材，通過(guò)機(jī)械打卷或打捆入熱軋成品庫(kù)。16. 冷軋工藝鋼鐵廠的冷軋產(chǎn)品主要有普通冷軋板、鍍錫板、鍍鋅板和彩涂板。冷軋的主要生產(chǎn)工序：酸洗、冷軋、退火、平整、剪切，電鍍板在酸洗后還要脫脂，退火前也需脫脂（堿洗）。坯料在冷軋制前須經(jīng)過(guò)連續(xù)酸洗機(jī)組清除氧化鐵皮，以保證帶鋼表面光潔。酸洗后進(jìn)行連續(xù)冷軋，軋到一定厚度還須進(jìn)退火爐退火，使鋼軟化。在退火之前還需進(jìn)行脫脂，脫脂后的帶鋼，在保護(hù)氣體中進(jìn)行退火。退火后的帶鋼在進(jìn)行平整，剪切。工藝潤(rùn)滑劑的種類：有軋制油和乳化液兩大類（水作載體）。常用的是乳化液。17. 鋼鐵企業(yè)的主要是生產(chǎn)設(shè)備鋼鐵行業(yè)的原輔料一、燒結(jié)工藝的原輔料1. 原料燒結(jié)工藝是利用鐵礦粉、返礦、配入適量的燃料和熔劑，按一定比例在高溫下經(jīng)過(guò)燒結(jié)或球團(tuán)工藝制成燒結(jié)礦或球團(tuán)礦。球團(tuán)生產(chǎn)的原料為焦炭粉（或煤粉）和熔劑（石灰石灰或白云石）。球團(tuán)使用的原料主要為含鐵原料，達(dá)70?！捐F精礦粉】：是由鐵礦石（含有鐵元素或鐵化合物的礦石）經(jīng)過(guò)選礦、破碎、分選、磨碎等加工處理而成的礦粉。鐵礦粉的種類主要分為磁鐵礦粉（主要成分FeO）；赤鐵礦粉（主要成分FeO）；褐鐵礦粉（主要成分FeO）；菱鐵礦鐵（主要成分FeCO）的硅酸鹽礦粉；以及硫化鐵礦（主要成分FeS）?！痉档V】：燒結(jié)礦返礦分為熱返礦（燒結(jié)機(jī)尾兩側(cè)和表層的未燒好的燒結(jié)礦）、冷返礦（燒結(jié)礦經(jīng)冷卻和整粒后的篩下物）和高爐料槽下返礦（高爐料槽中的燒結(jié)礦在入爐前進(jìn)行篩分時(shí)的篩下物）3種。2. 輔料 （熔劑）燒結(jié)熔劑主要有石灰石、白云石、菱鎂石、生石灰和消石灰等?！臼沂浚褐饕煞质翘妓徕}。石灰石塊狀/粉狀：燒失量40.79，硅4.62，鋁1.21，鐵0.52，鈣50.16，鎂1.10。石灰石平均含硫0.025。【白云石】：白云石晶體屬三方晶系的碳酸鹽礦物?；瘜W(xué)成分為CaMg（CO）。白云石粉/塊：硅0.19，鋁0.15，鐵0.17，鈣32.1，鎂21.19。白云石平均含硫0.038。【菱鎂石】：菱鎂礦石主要成份為（MgCO），菱鎂礦的特性與方解石相似?！旧摇浚褐饕煞譃檠趸}，平均含硫0.03。利用生石灰代替部分石灰石作為燒結(jié)熔劑，可強(qiáng)化燒結(jié)過(guò)程?！鞠摇浚核追Q熟石灰，是一種白色粉末狀固體，主要成份是Ca(OH)。可以改善燒結(jié)成球性。3.燃料燒結(jié)使用的燃料主要有焦粉、無(wú)煙煤、煤氣等。燒結(jié)燃料耗量為4050標(biāo)煤/t產(chǎn)品，綜合能耗為5570 kg標(biāo)煤t產(chǎn)品。2013年燒結(jié)工序能耗中，固體燃耗約占80,電力約占13,點(diǎn)火燃耗約占6.5,其它約為0.5。球團(tuán)多以焦粉、重油、煤氣為燃料，燃料耗量為1820/t礦。綜合能耗3045標(biāo)煤/t礦?！窘狗邸浚航固康暮Y下物。焦粉具有焦炭的一切物理與化學(xué)性質(zhì)。焦粉熱值在65007500 kcal/kg，灰分在38，揮發(fā)分在16，平均含硫率在0.5。【無(wú)煙煤】：熱值在60007200 kcal/kg，灰分在1018，揮發(fā)分在610，平均含硫率在0.3。【煤氣】：鋼鐵企業(yè)混合煤氣熱值在13.3915.06 MJ/m。高爐煤氣熱值在3.524.19 MJ/m，含HS 10mg/m；焦?fàn)t煤氣熱值在18.26 MJ/m，含HS 100mg/m?！舅繜Y(jié)和球團(tuán)生產(chǎn)都需要補(bǔ)充用水，用水量按不同工藝類型，使用量也不相同，如下表所示。二、 煉鐵工藝的原輔料高爐煉鐵主要原料有含鐵原料（鐵礦石、燒結(jié)礦或球團(tuán)礦），助熔劑（石灰石、硅石等），還有還原劑（焦炭），輔助還原劑（煤粉、石油、天然氣、塑料）通常，冶煉1噸生鐵需1.52.0噸鐵礦石（一般情況下1.8噸鐵礦石可產(chǎn)1噸生鐵），0.50.7噸燃料（高爐燃料主要是焦炭和煤粉，還有重油、煤氣、煤、天然氣），0.20.4噸熔劑，總計(jì)需要23噸原料。1.原料【鐵礦石】：【燒結(jié)礦】：含硫0.005【球團(tuán)礦】：含硫0.005【焦炭】：熱值在65007500 kcal/kg，灰分在38，揮發(fā)分在16，平均含硫率在0.5。2. 輔料【石灰石】：主要成分是碳酸鈣。其他如前。石灰石平均含硫0.025?！竟枋浚河址Q石英砂、二氧化硅。硅石中SiO是主成分，AlO、FeO、CaO、MgO等均為雜質(zhì)。硅石含硫0.006。三、 煉鋼行業(yè)的原輔料煉鋼分為轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼，不僅煉鋼設(shè)備不同，煉鋼使用的原輔材料也有差異。1. 轉(zhuǎn)爐煉鋼的原輔料煉鋼用原材料分為主原料、輔原料和各種鐵合金。1.1 主原料：氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼用主原料為鐵水和廢鋼(生鐵塊)。1.2 輔料：煉鋼用輔原料通常指造渣劑(石灰、螢石、白云石、合成造渣劑)、冷卻劑(鐵礦石、氧化鐵皮、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦)、增碳劑以及氧氣、氮?dú)狻鍤獾取?.3 各種鐵合金：煉鋼常用鐵合金有錳鐵、硅鐵、硅錳合金、硅鈣合金、金屬鋁等。2. 電爐煉鋼行業(yè)的原輔料電爐煉鋼原料有鐵質(zhì)原料、氧化劑、造渣材料、合成渣料、耐火材料、其它用途材料:2.1 鐵質(zhì)原料：【廢鋼】：電爐煉鋼原料中，廢鋼用量約占60100。有害雜質(zhì)如油漆、塑料等?！旧F】：生鐵或鐵水為煉鐵得到的鐵水和煉鐵鑄造的生鐵，碳含量較高?！局苯舆€原鐵】：是精鐵粉或氧化鐵在爐內(nèi)經(jīng)低溫還原形成的低碳多孔狀物質(zhì)。【鐵合金】：常用的鐵合金有硅鐵、硅錳、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、釩鐵、鋁絲、碳絲及鎳、鈮鐵等。2.2 氧化劑【氧化鐵皮】：鋼錠及鋼坯在軋制過(guò)程中表面氧化層脫落而產(chǎn)生的鐵屑。鋼鐵廠氧化鐵皮數(shù)量約為鋼材產(chǎn)量的23【氧氣】：氧氣主要采用氧氣站或氧氣瓶供氧。氧氣站采用管道輸送氧氣。2.3 造渣材料【石灰和白云石】：弧爐使用的石灰和輕燒白云石一般是通過(guò)料倉(cāng)儲(chǔ)存，可在電弧爐出鋼過(guò)程隨鋼流加入鋼包中，或在爐外精煉時(shí)加入【碳球】：煉鋼用碳粉噴入煉鋼爐內(nèi)均勻地散布于鋼液中使?fàn)t渣發(fā)泡?！靖咪X釩土】：主要由一水鋁石和含水鋁硅酸鹽組成2.4 合成渣料【脫硫劑】：鐵水脫硫劑分為石灰系、碳化鈣系、蘇打系、鎂系等4類。【熔融合成精煉渣】：適用于鋼包精煉作精煉凈化劑。具有很強(qiáng)的脫氧、脫硫效果，可減少鋼中氣體、降低鋼中夾雜。2.5 耐火材料爐底耐材、鋼包耐材、中包耐材等2.6 其它用途材料如電極、增碳劑、保溫劑、保護(hù)渣等。四、 軋鋼工藝的原輔料軋鋼工藝用鋼錠、鍛軋鋼坯和連鑄鋼坯作原料，輔料有冷卻水、潤(rùn)滑冷卻液等。鋼鐵行業(yè)的能耗和水耗一、能耗1. 鋼鐵行業(yè)各工序能耗水平近年來(lái)，各鋼鐵行業(yè)加大了節(jié)能工作力度，使我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵行業(yè)噸鋼綜合能耗、噸鋼可比能耗不斷下降，各工序能耗也有所改善，詳見下表所示。降低煉鐵工序的能耗是鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。煉鐵系統(tǒng)（包括燒結(jié)、球團(tuán)、焦化、煉鐵）能耗占鋼鐵聯(lián)合企業(yè)總能耗的70，成本占60，污染物排放占70以上。1.1 燒結(jié)燒結(jié)生產(chǎn)使用的主要原料為含鐵原料（精礦粉、富礦粉、高爐瓦斯泥、轉(zhuǎn)爐泥以及軋鋼氧化鐵皮等）、熔劑（石灰石、白云石、菱鎂石、生石灰和消石灰等）、燃料（無(wú)煙煤、焦粉、煤氣等）。燒結(jié)燃料耗量為4050kg標(biāo)煤/t產(chǎn)品，綜合能耗為5570 kg標(biāo)煤t產(chǎn)品。燒結(jié)及球團(tuán)原料消耗、去硫情況、燃料含硫情況如下表所示。球團(tuán)生產(chǎn)的原料為焦炭粉（或煤粉）和熔劑（石灰石灰或白云石）。球團(tuán)使用的原料主要為含鐵原料，達(dá)70，多以焦粉、重油、煤氣為燃料，燃料耗量為1820kg/t礦。綜合能耗3045kg標(biāo)煤/t礦。1.2 煉鐵煉鐵工序（含燒結(jié)、煉焦）能耗約占鋼鐵企業(yè)總能耗的72，鋼鐵工業(yè)要降低噸鋼綜合能耗應(yīng)該盡量降低煉鐵工序能耗。高爐煉鐵所需能量有78來(lái)自燃料燃燒，應(yīng)該降低燃料比和提高二次能源利用率。我國(guó)重點(diǎn)鋼企高爐的入爐平均焦比在364kg/t，噴煤比平均151kg/t，燃料比平均515kg/t。燒結(jié)礦的透氣性能越好、高爐容積越大，焦比越小；使用天然礦石、高爐容積越小焦比越大。入爐礦含鐵品位提高1，煉鐵燃料比降低1.5，產(chǎn)量提高2.5，渣量減少30kg/t，允許多噴煤15 kg/t。1.3 煉鋼煉鋼過(guò)程需要供給足夠的能源才能完成，這些能源主要有焦炭、電力、氧氣、惰性氣體、壓縮空氣、燃?xì)?、蒸汽、水等；煉鋼過(guò)程也會(huì)釋放部分能量，包括煤氣、蒸汽等。煉鋼的工序能耗就是冶煉每噸合格產(chǎn)品(連鑄|軋鋼坯或鋼錠)，所消耗各種能量之和扣除回收的能量。2012年我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐平均能耗-5.28kgcet，電爐平均能耗67.83kgcet，已經(jīng)接近發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽回收率高一些的鋼企轉(zhuǎn)爐工序能耗要低一些，一般煤氣回收率大于80m/t鋼，蒸汽回收率大于50kg/t鋼的企業(yè)轉(zhuǎn)爐工序能耗值可以實(shí)現(xiàn)為負(fù)值。1.4 軋鋼熱軋工序的能耗主要是均熱爐、退火爐消耗的。使用的能源主要是高爐煤氣、混合煤氣、重油等，熱軋噸鋼需消耗高爐煤氣500600 m/t鋼，或消耗混合煤氣200240 m/t鋼，或消耗重油5060kg/t鋼。假如，高爐容量增大，入爐的鐵礦品位提高1，就可使焦比下降1.5，產(chǎn)量提高2.5，噸鐵渣量減少30kg，允許多噴吹15kgt鐵煤粉。鋼鐵企業(yè)各工序能耗如下表所示。二、 鋼鐵行業(yè)二次能源的回收利用鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，所用的能源約有70是要轉(zhuǎn)換為各種形式的二次能源, 鋼鐵工業(yè)的二次能源主要有三類：（1）各種副產(chǎn)煤氣，（2）余熱，（3）余能（余壓）。鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二次能源，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的余熱（紅焦炭、赤熱的爐渣，燒結(jié)礦和球團(tuán)礦的顯熱、液態(tài)的鐵水和鋼水的顯熱，以及鑄坯的熱量等），外排廢氣的顯熱（包括燒結(jié)、球團(tuán)、熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t等）、各類煤氣（高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦?fàn)t煤氣等）高爐爐頂煤氣的壓力能，以及冶煉設(shè)備冷卻水所帶走的熱量，以及爐體散熱等形式。這里有占34的副產(chǎn)煤氣，爐渣顯熱約占9,其余是余熱等。鋼鐵行業(yè)所購(gòu)入的煤炭能值有 34.12在生產(chǎn)過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇細(xì)怏w( 包括高爐、轉(zhuǎn)爐、焦?fàn)t煤氣 )。在正常生產(chǎn)狀態(tài)下，每噸鐵可產(chǎn)生1700m 2000m 3的煤氣，每噸鋼可回收80m 120m 3煤氣，每噸焦可產(chǎn)生 350m 3 430m煤氣。在聯(lián)合鋼鐵企業(yè)中，可燃?xì)怏w產(chǎn)生量是很大的。充分回收和合理利用這些煤氣，對(duì)鋼鐵企業(yè)的節(jié)能影響是巨大的（資料來(lái)自：對(duì)我國(guó)鋼鐵工業(yè)能耗現(xiàn)狀的分析和建議中國(guó)金屬學(xué)會(huì) 王維興）。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)所用煤炭的能量約有34會(huì)轉(zhuǎn)換為副產(chǎn)煤氣，這里是不包括發(fā)電所用的煤炭。副產(chǎn)煤氣包括：高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦?fàn)t煤氣。煤炭轉(zhuǎn)換為副產(chǎn)煤氣是鋼鐵生產(chǎn)有能源轉(zhuǎn)換功能的體現(xiàn)。副產(chǎn)煤氣不僅有發(fā)熱值，而且從爐子里出來(lái)，還有較高的顯熱和一定的壓力能。目前，國(guó)內(nèi)外鋼鐵行業(yè)公認(rèn)，現(xiàn)可以回收利用的二次能源量（不包括副產(chǎn)煤氣）約占鋼鐵企業(yè)總用能的15左右, 鋼鐵行業(yè)的二次能源除了可以作為某些工序的加熱、供熱的熱源外，發(fā)電是最為有效的途徑，剩余的還可用于外供。新日鐵已將這15中的92加以回收利用，寶鋼為77，我國(guó)大多數(shù)鋼鐵企業(yè)是在50以下。這就是我國(guó)鋼鐵企業(yè)還有節(jié)能潛力所在。國(guó)際上主要產(chǎn)鋼國(guó)家的二次能源產(chǎn)生量占其鋼鐵工業(yè)一次能源消耗的4050，其中各種副產(chǎn)煤氣（焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣）占絕大多數(shù)，據(jù)日本1998年統(tǒng)計(jì)為36左右。在余熱余能利用上，日本新日鐵公司的余熱余能回收率已達(dá)到92以上，寶山鋼鐵股份公司的余熱余能回收率為68。三、 鋼鐵行業(yè)的水耗鋼鐵行業(yè)是典型的耗能、耗水和排污大戶。作為鋼鐵生產(chǎn)大國(guó)，我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中消耗新水的水平與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)仍有較大差距。據(jù)統(tǒng)計(jì)，德國(guó)和日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家鋼鐵工業(yè)用水量占工業(yè)總用水量的12左右，一些先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)年噸鋼耗新水只有3.36m。目前，我國(guó)鋼鐵行業(yè)年用水量約占國(guó)內(nèi)工業(yè)總用水量的14%，年噸鋼耗新水為6.56 m。在工業(yè)領(lǐng)域中，鋼鐵工業(yè)是用水大戶，在火電、石油石化、紡織、造紙等高耗水工業(yè)之后，鋼鐵工業(yè)耗新水量名列第五位?！笆晃濉?、“十二五”期間，鋼鐵行業(yè)水重復(fù)利用率逐年提高，新水利用系數(shù)也逐年上升。水重復(fù)利用率由2005年的94.15提高到2014年97.78，提高了3.54個(gè)百分點(diǎn)。2010年制定的鋼鐵行業(yè)規(guī)范條件，在能源消耗和資源綜合利用方面規(guī)定，“噸鋼新水消耗不超過(guò)5m”。在2012年9月3日，工業(yè)和信息化部公布的鋼鐵行業(yè)規(guī)范條件修訂版中，又提出了“噸鋼新水消耗不超過(guò)4.12m”。把噸鋼新水消耗量的標(biāo)準(zhǔn)提高了20。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，不斷采用各種先進(jìn)的工藝、技術(shù)裝備和加強(qiáng)對(duì)用水、節(jié)水的管理，我國(guó)鋼鐵工業(yè)用水量已從高速增長(zhǎng)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛鲩L(zhǎng)。重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)在20002012年期間，噸鋼耗新水量從25.24 m大幅減少到3.77 m。如表7所示。同時(shí)，由于我國(guó)鋼鐵工業(yè)的總產(chǎn)量增加很快，使鋼鐵行業(yè)新水消耗總量和污水排放總量還是有所增加。目前，國(guó)外鋼鐵企業(yè)噸鋼耗新水先進(jìn)值是：日本鹿島為2.1 m，阿薩洛為2.4 m，德國(guó)蒂森克虜伯為2.6 m。2009年6月建設(shè)部發(fā)布了鋼鐵行業(yè)節(jié)水設(shè)計(jì)規(guī)范,提出了新建、改擴(kuò)建工程應(yīng)采用先進(jìn)的接水工藝、技術(shù)和設(shè)備。對(duì)采礦、選礦、原燃料場(chǎng)、燒結(jié)和球團(tuán)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼、生產(chǎn)輔助車間、冶金石灰、輕燒白云石、耐火材料車間的主要工序都提出了具體用水和節(jié)水要求。2009年我國(guó)鋼鐵企業(yè)各工序水耗。鋼鐵行業(yè)排污節(jié)點(diǎn)圖“十二五”前三年節(jié)能減排降碳取得積極進(jìn)展和成效。 GDP能耗和CO排放累計(jì)下降9.03、10.68，化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物下降7.8、7.1、9.9和2。作為節(jié)能減排重點(diǎn)控制行業(yè)的鋼鐵業(yè)，節(jié)能減排水平明顯提升，噸鋼SO、噸鋼煙粉塵、噸鋼耗新水量、噸鋼廢水排放量均大幅下降，數(shù)據(jù)顯示，2013年重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)企業(yè)噸鋼綜合能耗較2010年下降2.2；截至2014年4月，噸鋼綜合能耗較2010年下降2.4。 作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支柱產(chǎn)業(yè)之一，鋼鐵工業(yè)在我國(guó)得到了快速發(fā)展，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量由2010年的1.285億噸增長(zhǎng)到2015年的8.227億噸，產(chǎn)量增加到6.4倍之多。鋼鐵工業(yè)在對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大貢獻(xiàn)的同時(shí)，也逐漸造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。鋼鐵行業(yè)屬于資源密集型產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)原料主要是呈塊狀、粉末狀的礦石及礦物，生產(chǎn)過(guò)程較為復(fù)雜。鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中排放的污染物主要包括二氧化硫、氮氧化物、煙塵、粉塵等，這也是造成霧霾天氣的主要原因。目前我國(guó)鋼鐵行業(yè)已經(jīng)成為袋式除塵器的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，其中高爐煤氣凈化等技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。鋼鐵行業(yè)的環(huán)保工作雖然取得了一定成績(jī)，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差距，我國(guó)對(duì)廢氣中污染物的治理還以可見粉塵為主，而發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)針對(duì)所有不可見的有害氣體加以治理，除二氧化硫和氮氧化物以外，還包括了揮發(fā)性有機(jī)物、鹵代烴等有害物質(zhì)，且發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)比我國(guó)更為嚴(yán)格。我國(guó)鋼鐵行業(yè)落后產(chǎn)能的規(guī)模也較大，這也成為了環(huán)境污染的一個(gè)重要因素。落后產(chǎn)能大多集中于各個(gè)地區(qū)的小型鋼鐵企業(yè)，相對(duì)于寶鋼、武鋼等大型鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，數(shù)量龐大的小型鋼鐵企業(yè)由于生產(chǎn)工藝落后、設(shè)備水平低、環(huán)保設(shè)施簡(jiǎn)陋等因素，其造成的污染比較嚴(yán)重。有數(shù)據(jù)顯示，2013年我國(guó)300立方米及以下的高爐產(chǎn)能超過(guò)1億噸，而20噸以下的小電爐及小轉(zhuǎn)爐產(chǎn)能在7000-8000萬(wàn)噸之間，這類落后產(chǎn)能效率低下、污染嚴(yán)重，單位能耗較大型設(shè)備高出10-15%，物料消耗高出7%-10%，其二氧化硫的排放量為大型設(shè)備的3倍以上，對(duì)環(huán)境的破壞較為嚴(yán)重。總體上來(lái)看，我鋼鐵行業(yè)的環(huán)保狀況尚處于落后水平，大量落后產(chǎn)能的存在導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時(shí)，在治污技術(shù)上還有較大的提升空間，需要多方面借鑒與學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，以降低生產(chǎn)過(guò)程中污染物的排放量。一、 鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)排污節(jié)點(diǎn)圖圖1 鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)排污節(jié)點(diǎn)圖圖2 燒結(jié)生產(chǎn)流程與排污節(jié)點(diǎn)圖圖3 球團(tuán)生產(chǎn)流程與排污節(jié)點(diǎn)圖圖4 高爐煉鐵生產(chǎn)流程與排污節(jié)點(diǎn)圖圖5 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)流程與排污節(jié)點(diǎn)圖圖6 電爐煉鋼生產(chǎn)流程與排污節(jié)點(diǎn)圖圖7 熱軋生產(chǎn)流程與排污節(jié)點(diǎn)圖圖8 冷軋生產(chǎn)流程與排污節(jié)點(diǎn)圖鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)排污節(jié)點(diǎn)說(shuō)明表環(huán)境要素分析鋼鐵行業(yè)主要污染物為廢氣和廢水和固體廢物。廢氣主要污染因子為顆粒物、SO、NOx，氟化物、氯化氫、二噁英等。廢水污染因子主要為：COD、石油類、重金屬、酚、氰等。固體廢物主要包括：含鐵塵泥、除塵灰、鐵渣、鋼渣以及碳鋼酸洗廢酸（鹽酸、硫酸）等。鋼鐵工業(yè)主要污染物見表1所示。.