钢铁工业作为高能耗、高物耗和高污染工业,能源消耗占工业能耗的10%,外排废水约占全国的1 4%,外排废气约占全国的16%,外排固体废弃物约占全国的17%。环境、能源与现有发展模 式间的矛盾已成为钢铁工业面临的巨大挑战。近几年来,济钢通过持续实施清洁生产,开发清洁工 艺,生产清洁产品,逐步走出了一条清洁生产之路。1实施清洁生产的实践从“八五”末期至今, 济钢持续实施了三期清洁生产:1.1第一期清洁生产规划的实施第一期清洁生产以“四全一喷” 为核心,提高生产工艺过程能效。通过实施“四全一喷——炼铁全精料,炼钢全精炼、全连铸,轧 钢全一火成材和提高高炉喷煤量”,淘汰了化铁炼钢、模铸工艺、初轧中轧开坯工艺,缩短了工艺 流程,提高了生产组织的集约化程度。坚持精料方针,于1996年实现全公司炼铁全熟料,铁前 系统入炉品位大幅度提高,渣量大幅度降低。2003年与“八五”末相比入炉品位提高近5个百 分点,吨铁排渣降低238kg,吨钢石灰消耗降低80kg。通过降低原料消耗,提高全连铸水 平,优化炼钢、轧钢系统结构,实现工序能力的匹配整合,老系统的潜力得到充分发挥,在传统工 艺的基础上实现了节能型的结构优化,在清洁生产的道路上迈出了坚实的一步。1.2第二期清洁 生产规划的实施第二期清洁生产以“四闭路”为核心,通过工艺过程控制和工艺技术集成性开发, 提高资源、能源利用率。“四闭路”:钢渣和含铁尘泥闭路利用、煤气闭路利用、工业用水闭路利 用、余热蒸汽闭路利用。成功开发了钢渣水淬工艺,实现钢渣闭路利用。浆状含铁污泥回配利用技 术的开发,实现了全部含铁污泥和含碳废渣全部闭路利用。低热值高炉煤气高效燃烧等技术的开发 ,实现全部燃油、燃煤炉窑改烧煤气。余热采暖面积达到了50多万m2。开发工业用水闭路技术 ,吨钢综合排水量和水复用率分别由1996年的13.4t和90.26%,改善为2003年 的2.5t和94.74%。通过实施“四闭路”,基本实现了废物资源化、轧钢加热炉和烧结机 点火无油化、锅炉无煤化、取暖余热化的“四化”目标,达到了节能、降耗、减污、增效的有机统 一。1.3第三期清洁生产规划的实施第三期清洁生产以“三全两调”为核心,开发过程能源技术 ,优化气态燃料结构,实现节余煤气发电。“三全两调”:连铸坯全热送热装、加热炉全蓄热化、 中厚板全倍尺轧制、煤气结构调整和坯料结构调整。实施连铸钢坯全热送热装,开发成功短流程紧 凑型大板坯直送直轧工艺,热送比例达到95%以上,热装温度平均在850℃以上。到2003 年底,济钢加热炉实现全蓄热化,中厚板生产基本实现了全倍尺轧制。实现了能源中心对气态能源 的有效调度和调整,按煤气种类和工艺需求,对煤气进行量化热值,分别供应。利用“三全两调” 系统工程节余的煤气为燃料,两套6.5万kWh的燃气—蒸汽联合循环发电机组已投入运行,每 年可节能折标煤22万t,具有显著经济效益和环境效益。2实施清洁生产取得的效果2.1提出 了一系列全新的理念,形成了企业清洁生产文化这些新理念包括:污染物是放错了位置的资源;创 意无限,资源无限;只有夕阳技术,没有夕阳产业;节水就是节能、节水就是保护环境;技术创新 是资源高效利用的钥匙;钢铁企业是社会清洁能源和资源的再制和转换中心等。2.2能耗、物耗 降低与1995年相比较:钢产量由170万t增加到687万t,吨钢耗新水由21.4t降低 到4.98t,年耗新水不仅没有增加,反而减少了280万t;单位矿石原料消耗降低近200 kg,相当于年消耗铁矿石减少130多万t;吨钢综合能耗由1204kgce下降到了698 kgce,下降了42.3%,取得巨大经济效益。2.3污染削减2004年与“八五”末期相 比,钢产量提高近两倍,各类污染物排放总量不仅没有增加,而且大幅度降低。工业粉尘排放总量 降低43.8%,工业废水排放总量降低53.8%。厂区空气质量达到了国家二级空气质量标准 。全公司整体建成了省级清洁文明工厂。2.4成本下降通过推行清洁生产,实现了成本的大幅度 降低。钢、铁生产成本处于全国同行业的先进行列,主导产品中板成本连续多年处于领先水平,在 激烈的市场竞争中保持了低成本竞争优势。2.5提高了效益,职工收入持续增长与1995年相 比较,销售收入增加5.7倍,利税增加9.5倍,利润增加11.1倍,职工收入提高3.2倍 。3新一期清洁生产规划的设想新一期清洁生产规划,将以由工序间的节能向工艺过程内节能的转 化为核心,实现冶金工艺装备和工艺技术的深层次开发应用。3.1工序过程能源回收,转化为电 能,实现深层次节能降耗图1钢铁制造流程中温度与时间的关系温度常温1300烧结常温时间1 400炼铁1700炼钢1100轧钢通过(图1)进行流程审视与分析我们发现:在钢铁长流程 生产的过程中,按照温度的变化,共包括5个升温期,在升温期需要各种能源的投入,其中各种工 业炉窑的热效率均低于70%;6个中高温平台有一半以上保温设施简陋,大量热量散失;5个降 温期中有4个降温过程中的热量完全未回收,一个过程的热量回收率不到30%;整个流程当中设 置了大量能源“散失”设备和投入了大量“散失”介质。过程能源回收潜力巨大。因此,加大煤气 、过程余热、冶金渣物理热、高炉炉顶压力能等过程能源的回收利用,将成为济钢新一轮清洁生产 的重点之一。通过新技术的引进和应用,将实施济钢第二期燃气-蒸汽联合循环发电、高炉TRT 发电。进行自主关键技术的开发,实现焦炉上升管余热、转炉烟道余热、矿渣余热的高效回收。整 合各工序余热蒸汽资源,利用自主开发的低品质余热蒸汽发电技术,实现余热蒸汽发电。通过过程 余热余能到电力的转化,实现经济效益和环境效益的最大化,推动济钢清洁生产工作迈上一个新的 层次。3.2坚持资源综合利用,开发绿色环保产品目前济钢冶金渣的利用率虽已达到95%,但 仅限于低附加值的简单利用,一些潜在的使用性能和价值还没有完全开发出来。随着钢产量的进一 步增加,济钢冶金渣的产生量可达到160万t,具有非常大的升值利用空间。鉴于此,大规模、 高附加值开发利用冶金渣已经成为济钢新一轮清洁生产的一项重要课题。对冶金炉渣的利用,将按 照循环经济的原则,加强企业平台2005.No.4·月刊40JIENENGYUHUANB AO资源综合利用技术的研发,开发生产以冶金渣为主要原料的绿色环保产品。采用现代粉体加工 技术,对冶金渣进行超细粉磨,通过表面处理技术,提高其活性。利用钢渣、矿渣等生产微晶玉石 、高效墙体材料、凝石、矿棉及矿棉制品等新型建筑材料(具体产品见图2),实现固体废弃物的 高附加值资源化产品开发。商品微粉钢渣微粉水商品矿渣微粉矿渣微粉水硅肥钢渣35万t磁选废 钢5万t渣精粉10万t废渣20万t返回炼钢返回烧结钢渣微粉微晶玻璃生产3万t水淬矿渣1 20万t矿棉及制品2万t矿渣微粉矿渣125万t▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲图2环境效 益,促进社会可持续发展。吸纳城市排泄废物,实现服务社会的清洁功能。回收利用废钢,进行钢 铁产品的再生;消化工业铬渣,应用于烧结生产;回收废弃塑料,开发应用废塑料炼铁和废塑料炼 焦新工艺;建设污水处理厂,吸纳城市生活污水,处理后供应生产使用,减少新水的开采量。提高 煤气回收量和质量,向城市居民和周边企业提供清洁的煤气资源,替代污染较重的燃煤炉灶和炉窑 ,降低燃煤带来的污染;提高过程余热资源的回收量,向周边居民供热和供冷,减少相应的燃料消 耗和电力消耗。充分发挥钢铁企业的能源转化功能,实现资源的社会最大化利用,实现钢铁企业的 环境友好型转换。4新一期清洁生产规划的目标到2010年,新一期清洁生产规划实施后,将实 现以下目标:吨钢耗新水4m3以下,外排废水为零;固体废弃物实现高附加值利用,零排放;煤 气全部回收利用,零排放;余热蒸汽全部回收利用,零排放;吨钢可比能耗降低到610kgce ;建成国家环境友好企业。目标实现后,济钢能耗水平将达到国际先进水平,实现环境友好,在新 的高度上达到节能、降耗、减污、增效的有机统一,把济钢建成物流有序、环境优美的生态工业园 ,实现企业永续经营和可持续发展。■3.3拓展企业社会服务功能,生产清洁产品,提供清洁服 务坚持“投精料,用精工,产精品”的精品理念,钢铁产品突出高强、耐磨、耐腐蚀三大特征,重点开发超级钢、贝氏体钢、管线钢、海洋用钢、汽车用钢等清洁钢铁产品,使低合金钢、专用钢占到80%以上。从而提高产品寿命周期,减轻社会环境负荷,提高社会效益和开发清洁工艺 生产清洁产品 走清洁生产之路@李洪福$济南钢铁集团总公司!山东济南250101钢铁;;清洁生产;;规划 回顾总结济钢实施的前三期清洁生产,以及对下一期清洁生产的设想,论述了钢铁企业实践清洁生 产,探索可持续发展道路的历程。引进和应用,将实施济钢第二期燃气-蒸汽联合循环发电、高炉 TRT发电。进行自主关键技术的开发,实现焦炉上升管余热、转炉烟道余热、矿渣余热的高效回 收。整合各工序余热蒸汽资源,利用自主开发的低品质余热蒸汽发电技术,实现余热蒸汽发电。通 过过程余热余能到电力的转化,实现经济效益和环境效益的最大化,推动济钢清洁生产工作迈上一 个新的层次。3.2坚持资源综合利用,开发绿色环保产品目前济钢冶金渣的利用率虽已达到95 %,但仅限于低附加值的简单利用,一些潜在的使用性能和价值还没有完全开发出来。随着钢产量 的进一步增加,济钢冶金渣的产生量可达到160万t,具有非常大的升值利用空间。鉴于此,大 规模、高附加值开发利用冶金渣已经成为济钢新一轮清洁生产的一项重要课题。对冶金炉渣的利用 ,将按照循环经济的原则,加强企业平台2005.No.4·月刊40JIENENGYUHU ANBAO资源综合利用技术的研发,开发生产以冶金渣为主要原料的绿色环保产品。采用现代粉体加工技术,对冶金渣进行超细粉磨,通过表面处理技术,提高其活性。利用钢
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