北京有色金屬研究總院

[拼音]：gangtiechang nengyuan

[英文]：energy in iron and steel works

鋼鐵生產需用的能源，種類繁多，主要有以下幾種：

（1）煤。其中有煉焦煤，用於煉製焦炭，供高爐冶煉使用，副產焦爐煤氣。煙煤、無煙煤用於高爐噴吹，用作加熱爐、鍋爐的燃料。

（2）燃料油。用作平爐、加熱爐的燃料和高爐噴吹燃料。冶金工廠常用的燃料油是重油、減壓渣油、裂化渣油，有時也加混一部分柴油或輕質油。使用時應注意化學成分，發熱值和物理效能（包括粘度、比重、比熱、凝固點、閃點、燃點等）。

（3）輕柴油。用於須嚴格控制加熱溫度的加熱爐。

（4）天然氣。發熱值高，含雜質少是冶金工業的一種理想燃料。主要成分是甲烷、乙烷、丙烷等低階烴類，另外還含有一定數量的氮、二氧化碳等惰性氣體，有的還含有硫化氫及氦等稀有氣體。天然氣可作為高發熱值煤氣單獨使用，也可與其他煤氣混合使用，用作平爐、加熱爐等的燃料，也可用作高爐噴吹的燃料。

（5）液化石油氣。用途同天然氣，但多作後備能源。

（6）高爐煤氣。用作高爐熱風爐、焦爐、加熱爐和鍋爐的燃料。高爐煤氣發熱量低，多與焦爐煤氣混合使用。

（7）焦爐煤氣。用作焦爐本身和加熱爐等的燃料，也可作民用燃料。

（8）轉爐煤氣。目前國外雖普遍安裝回收轉爐煤氣的裝置，但因經濟原因，多數工廠把回收煤氣燃燒放散，未加利用。日本的鋼鐵廠已把回收的煤氣加以利用，中國有的鋼鐵廠也進行回收利用。轉爐煤氣常與其他煤氣混合使用。

（9）發生爐煤氣。在鋼鐵廠中，如果高爐煤氣和焦爐煤氣不足，可用發生爐煤氣補充。發生爐煤氣是固體燃料（如煙煤、無煙煤或焦炭）在煤氣發生爐中與氧化劑(常用的是空氣和水蒸氣的混合物)相互作用產生的氣體燃料。發生爐煤氣主要用於軋鋼加熱爐、鍊鋼平爐。要求煤氣燃燒溫度高或火焰黑度大的使用者(如某些加熱爐和平爐)可就近製造發生爐熱煤氣使用。一般用爐則用經過淨化的冷煤氣。

（10）電力。既作為電熱，如用於鍊鋼電爐、熱處理爐等，也作為動力，如用於軋鋼機、鼓風機、水泵以及其他機械的電機傳動。(11)蒸汽。既作為熱源用於採暖、加熱，也作為動力源，驅動蒸汽輪機帶動鼓風機，還用於煤氣管道的吹掃，高爐爐頂的密封等。(12)壓縮空氣。多用作自動控制的動力源和氣動裝置，也用於高爐噴吹燃料。

能源使用

能源的選用，因情況而異，主要原則是：

（1）應能在要求的期間內按質、按量、按時供應；

（2）應能滿足工藝技術要求；

（3）經濟合理，即能源費用在產品成本中佔合理的比例。鋼鐵生產的能耗與許多因素有關，為研究分析這些因素的綜合影響，採用“噸鋼能耗”指標。其含義為：從焦化、燒結到軋製成成品為止，配套生產每噸粗鋼所消耗的能量。單位是噸標準煤／噸粗鋼（標準煤按每公斤發熱值為7000千卡計算）。綜合噸鋼能耗的計算，包括鍊鋼本工序的能耗，鍊鋼用各項原料（如生鐵、廢鋼、石灰）和相繼工序(如連鑄、軋鋼)的相應能耗以及鋼鐵企業內輔助生產部門（如採礦、選礦、耐火材料、機修等）的有關能耗。

為了便於各企業間相互對比，中國把只包括煉焦、燒結、球團、鍊鐵、鍊鋼、軋鋼等主要生產工序和廠內運輸的能耗規定為噸鋼可比能耗。也就是說，指標內不包括企業內輔助生產部門的能耗。

噸鋼能耗和各工序能耗與工藝流程、原料條件、裝置條件、操作水平、裝置維修水平有關，還與全廠的管理水平有關。因此噸鋼能耗是一個鋼鐵廠的主觀和客觀因素的反映。任何一個因素的變化，都會引起噸鋼能耗的增減。70年代世界主要工業國的平均噸鋼能耗都在 1噸標準煤以下。中國80年代初，重點企業噸鋼可比能耗平均為1.2噸標準煤。

投入鋼鐵廠的能量，一部分為有效利用，另一部分則以不同形式，如熱煙氣、冷卻水、高溫爐渣、爐壁散熱等形式損失掉。如採取餘熱利用措施，可以降低噸鋼能耗。能量有效利用的部分所佔的比重，各鋼鐵廠相差甚大，一般只有總輸入能量的30～40％。70年代先進的鋼鐵廠可達到50％左右，可見鋼鐵廠的餘熱利用的潛力很大。圖1

節能技術

鋼鐵廠生產工藝複雜，使用能源種類繁多。為了節約能源，首先必須充分理解能源結構的實際組成，瞭解輸入能量、副產能量、損失能量以及每一生產過程的確切的熱平衡，以便確定生產各種產品的單位能耗，並找出每一生產過程中的能量損失原因。還需要對操作所得的實際數值和技術計算值加以對比，並評價有關節能的基本因素，從而制定切實可行的節能規劃。鋼鐵廠的節能途徑，主要有下列三個方面：

改進生產工藝

有效利用能源的途徑之一是生產方法和各個生產過程的工藝改革。例如：改用氧氣頂吹轉爐鍊鋼代替平爐鍊鋼可以大量降低鍊鋼工序能耗。鍊鋼多用廢鋼作原料，降低鐵鋼比，可以大幅度降低能耗。高爐鍊鐵提高礦石入爐品位，每提高含鐵量1％，生產1噸生鐵一般可降低焦比 5～10公斤。另一重要途徑是改善熱工制度，通過提高燃燒效率，掌握合適溫度等來促進能源的有效利用。例如：使用氧量計控制最優的燃料空氣比，使用計算機控制各種燃燒爐和板坯在較低溫度下出爐等。