钢铁行业重点工序节能提效技术

1.1技术适用范围

适用于钢铁行业冶炼工序复合吹炼节能技术改造。

1.2 技术原理及工艺

开发高强度、长寿命复吹工艺、新型顶枪喷头和大流量底吹元件，通过提高顶底复合吹炼强度，结合高效脱磷机理建立少渣量、低氧化性、低喷溅及热损耗机制，实现原辅料、合金源头减量化以及炉渣循环利用。大型转炉高效率冶炼技术路线如图1所示。

1.3 技术指标

1）转炉综合能耗降低5%；

2）降低20%炉渣，实现炉渣40%留渣热循环利用，精炼渣实现热态循环利用。

1.4 技术功能特性

1）采用炉渣改质方法，取消发烟改质剂；

2）有效复吹寿命提高至7000炉；

3）300t转炉在冶炼过程辅料消耗和合金消耗明显降低。

1.5 应用案例

马钢300t转炉洁净钢高效绿色冶炼工艺改造项目，技术提供单位为钢铁研究总院有限公司。

1）用户用能情况：马钢300t转炉顶吹供气强度为3.2-3.73m³/（t·min），底吹供气强度为0.04-0.3m³/（t·min），转炉吨钢能耗为-29.63kgce。

2）实施内容及周期：利用大型转炉洁净钢高效绿色冶炼技术对转炉进行改造。实施周期1年。

3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，相较于原有设备，转炉吨钢能耗由-29.63kgce降到-32.01kgce，煤气回收量由吨钢114.3m³提高到123.57m³，蒸汽回收量由吨钢86.8kg提高到92.1kg，节约标准煤5.3万吨/年，减排CO₂ 14.7万吨/年。投资回收期约1年。

1.6 预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到65%。可实现节约标准煤67万吨/年，减排CO₂ 185.8万吨/年。

2.1技术适用范围

适用于钢铁行业高炉炼铁工艺流程节能技术改造。

2.2 技术原理及工艺

高炉煤气余压回收透平发电装置是利用高炉冶炼排放出具有一定压力能的炉顶煤气，使煤气通过透平膨胀机做功，将其转化为机械能，驱动发电机发电或驱动其他设备。高炉煤气余压回收透平发电装置技术原理如图2所示。

2.3 技术指标

1）整机效率：92%-93%；

2）高炉顶压波动控制在±2kPa内。

2.4 技术功能特性

1）开发了一套高效大通流宽工况高载荷弯扭高炉煤气余压回收透平发电装置叶型；

2）建立了高炉煤气余压回收透平发电装置全工况气动、结构强度、振动及叶片磨损腐蚀精准化分析及设计优化体系；

3）设计了高炉煤气余压回收透平发电装置远程一键启停和无人值守智能化控制策略。

2.5 应用案例

谢维尔钢铁公司湿式高炉煤气余压回收透平发电装置节能改造项目，技术提供单位为西安陕鼓动力股份有限公司。

1）用户用能情况：谢维尔钢铁公司一高炉（炉容5580m³）采用涅瓦技术，效率70%，发电量约14000kWh/h。

2）实施内容及周期：设计一套全新的湿式高炉煤气余压回收透平发电装置替换原有设备。实施周期18个月。

3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，系统效率达到92%，比改造前增加发电量4320万kWh/年，折合节约标准煤1.3万吨/年，减排CO₂ 3.6万吨/年。投资回收期1年。

2.6 预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到22%。可实现节约标准煤57万吨/年，减排CO₂ 158万吨/年。

3.1技术适用范围

适用于钢铁行业烧结工序环冷机节能技术改造。

3.2 技术原理及工艺

以结合传统烧结环冷机技术与球团环冷机技术，集成高刚性回转体、扇形装配式焊接台车、风箱复合密封、上罩机械密封、动态自平衡卸料、全密封及保温等技术，有效增加通风面积，降低冷却风机电耗，增加余热发电量。多功能烧结鼓风环式冷却机技术原理如图3所示。

3.3 技术指标

1）冷却风机电耗降低30%；

2）有效通风面积增加20%；

3）余热发电量成品烧结矿增加3-5kWh/t；

4）漏风率降低5%以上。

3.4 技术功能特性

1）采用高刚性回转框架、扇形装配式焊接台车和动态自平衡卸料等技术，使设备运行稳定可靠，检修维护方便快捷；

2）采用双层保温台车栏板、风箱复合密封和上罩复合密封等技术，实现冷却风、上罩废气和回热废气高效利用；

3）漏风率降低，可有效降低冷却风机电耗。

3.5 应用案例

山西太钢不锈钢股份有限公司烧结系统改造项目，技术提供单位为中冶北方（大连）工程技术有限公司。

1）用户用能情况：山西太钢不锈钢股份有限公司3号烧结环冷机于2006年投运，存在设备老化、漏风率高、余热回收效率低等问题，吨烧结矿冷却风机电耗大于12kWh，余热产气量小于65kg。

2）实施内容及周期：利用多功能烧结鼓风环式冷却机替代原烧结环冷机。实施周期4个月。

3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，相较于原有环冷机设备，烧结矿冷却电耗减少2.6kWh/t，余热产气量增加46.5kg；按烧结矿平均产量600t/h，年作业率96%计算，可节约电量5572万kWh/年，折合节约标准煤1.7万吨/年，减排CO₂ 4.7万吨/年。投资回收期为1年。

3.6 预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到50%。可实现节约标准煤16万吨/年，减排CO₂ 44.4万吨/年。

4.1技术适用范围

适用于钢铁行业棒线材控轧控冷工序节能技术改造。

4.2 技术原理及工艺

以气雾冷却为主要控冷单元，汽化蒸发吸热和强制换热机理相结合，控冷技术覆盖轧钢全流程，包括中轧机组间冷却、轧后阶梯型分段冷却、过程返温、冷床控温等冷却关键点控制，实现降温-返温-等温循环型冷却路径调控，精确控制钢筋组织均匀性和珠光体相变，优化氧化铁皮结构，有效控制纳米级析出物弥散析出效果，获得相变强化和析出强化效果。

4.3 技术指标

1）综合能耗降低4kgce/t钢；

2）吨钢节水13.5%；

3）提高成材率0.1%。

4.4 技术功能特性

1）通过采用气雾冷却设备、柔性冷却工艺和自动精细控制技术，优化冷却路径；

2）根据水雾汽化特点，精细控制降温返温过程温度和汽化时间间隔。

4.5 应用案例

山西建龙钢铁股份有限公司改造项目，技术提供单位为钢铁研究总院有限公司。

1）用户用能情况：山西建龙钢铁股份有限公司棒材生产线采用穿水冷却工艺，合金成本高且易生红锈。

2）实施内容及周期：用分级气雾冷却设备替换原穿水冷却设备。实施周期3个月。

3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，钢综合能耗降低4kgce/t，按照单条生产线年产100万吨钢计算，节约标准煤4000吨/年，减排CO₂ 1.1万吨/年。投资回收期6个月。

4.6 预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到5%。可实现节约标准煤12万吨/年，减排CO₂ 33.3万吨/年。