铁合金行业的能源利用与环境保护

　　铁合金行业的健康发展，不仅仅要保障已有的产品及其生产工艺做到节能减排，能源与环境是制约铁合金工业生产发展的主要障碍。

　　综合媒体3月18日报道，铁合金行业的节能减排，要以生产工艺为核心，进行各方面的工艺改进和产品研发。就目前的情况而言，中国铁合金行业节能减排的重点工作则是改进冶炼工艺、提高产品质量，加强环保和二次能源利用工作。除此之外，还要积极进行新产品、新工艺的开发，改善产品结构。

　　铁合金是一种高载能的工业产品，要提高企业的竞争力，就必须大幅降低产品成本，这主要通过降低能耗来实现。目前，国内90%以上的铁合金产品是由电炉生产的，主要消耗为电能。降低矿热炉冶炼电耗已成为近年来各铁合金企业的努力目标。目前，中国现行的电价标准已高于国际价格水平，而且铁合金生产已无电价优惠政策，铁合金行业尚存的优势为碳质还原剂和劳动力，而这个优势在成本中所占的比例并不大，因此，铁合金行业的节能降耗主要是节约电力。

　　《钢铁企业—铁合金单位产品能源消耗限额标准》已于2007年10月20日通过国家能源标准管理委员会主持的专家审定，并于当年10月28日呈报国家有关部门批准。《钢铁企业—铁合金单位产品能源消耗限额标准》限额值的执行，将使近30%左右产能的铁合金设备面临处罚，责令整改甚至被淘汰。

　　调整炉料结构、实施精料入炉对节能的影响非常突出。近10年来，铁合金电炉生产采用精料的水平有了明显的提高，各国铁合金工业界都充分认识到精料是电炉铁合金增产节电的重要环节，并相应采取了许多行之有效的技术措施。

　　对于目前已基本成熟的铁合金生产工艺而言，要改进生产工艺，就需要加强对生产过程的控制，减少不必要的能耗损失和人员配置。一方面，各企业可根据各铁合金产品冶炼工艺的特点，从生产工艺出发，以产品质量为前提，缩短工序时间，完善操作制度，取消不必要的中间环节;另一方面，电炉炉衬是提高电炉使用效率使电炉长寿的关键所在。目前，提高炉衬使用寿命的方法正由过去传统的工艺性解决方案(选择式提高耐火材料质量)转变为结构性解决方案(“凝固”炉衬)。“凝固”衬技术是将有效的冷却技术与较薄的具有良好热传导性能的炭质衬相结合，使耐火材料的热表面远低于铁合金的凝固温度，从而形成渣和金属的凝壳绝热层，解决耐火材料的高温化学浸蚀问题。在这一方面，高炉和电弧炉的水冷炉壁技术已为铁合金电炉提供了实践经验。

　　铁合金行业的健康发展，不仅仅要保障已有的产品及其生产工艺做到节能减排，更重要的是要以发展的思路，重视与炼钢行业的紧密结合，兼顾拓展其他领域的应用，开发新的生产工艺，研发新的品种。

　　矿热炉大型化是铁合金工业生产的必然趋势。目前，中国普通铁合金的炉型已基本实现了大型化，但是矿热炉大型化的核心技术和自动控制系统仍很欠缺，还没有形成合理的大中型矿热炉设计规范，没有掌握合理的炉型参数和电炉熔炼特性参数。因此，要积极研究和分析不同铁合金产品特性及其炉内反应区电热变化规律，根据其冶炼工艺操作制度，建立合理的设计参数。此外，在矿热电炉自动控制方面，一些铁合金生产先进国家的计算机控制系统已在铁合金实际生产过程中发挥作用，而中国在这方面还基本处于起步阶段。从完善生产制度、降低能耗方面来讲，铁合金矿热炉的智能化将是未来铁合金行业健康发展的重要任务之一。

　　能源与环境是制约铁合金工业生产发展的主要障碍。铁合金生产过程中排出的大量废气、污水和炉渣，对环境造成的污染是不可忽视的，同时也流失了大量的可利用能源。目前，国内在铁合金生产“三废”治理方面，只有硅系合金生产“硅尘”的回收工作取得较大进展，其他有关铬系、锰系铁合金生产中的废水、废尘、废渣的处理和综合利用仍是一个薄弱环节。

　　与此同时，铁合金生产过程中的二次能源利用主要是铁合金炉渣、电炉的余热(渣的潜热)以及煤气的治理和综合利用。铁合金生产的热平衡计算表明，电炉烟气带走的热量(包括可燃性气体的化学能)与输入炉内的电能转化热量基本持平。因此，只有充分利用二次能源才是降低铁合金生产总能耗的根本出路。

　　就目前的情况来看，国内的铁合金生产企业可从以下5个方面入手，做好能源利用和环境保护的工作：

　　(1)对于半封闭矿热电炉附产的电炉烟气携带的大量物理热，必须做到有效回收和利用。企业可在管道运送过程中设置热交换器进行换热降温，并集中对产生的蒸汽予以合理利用。另外，半封闭式电炉除尘工艺还可对硅铁和工业硅生产进行消烟除尘，可回收硅粉，应用于建材、化工等行业。

　　(2)根据国家即将发布执行的《钢铁企业-铁合金单位产品能源消耗限额标准》，“新建或改扩建的容量≥12.5兆伏安的铬、锰铁合金矿热炉，原则上应建设成封闭型矿热炉，产生的煤气必须予以回收并合理利用”。封闭电炉附产的电炉煤气热值很高，是理想的热源，煤气净化后可用于原料的干燥、烧结等工序，节约能耗。因此必须对比做到有效回收和利用。

　　(3)液态铁合金在完成浇注后的冷凝和红热状态的冷却过程中，热量白白损失，若采用适宜的热能回收技术和装置，可将其大部分辐射热能有效回收，降低产品能耗。

　　(4)中国对铬渣的治理自上世纪60年代起就已开始。目前，国内对于烧结、炼铁处理铬渣及资源化综合利用技术，以其综合利用的程度和用途不同，主要用于生产含铬生铁(或铸铁)、代替白云石作烧结矿的熔剂或经烧结后作为水泥生产的熟料。处理后的铬渣配加适量还原剂和熔剂，可以冶炼出铁铬碳合金产品。

　　(5)企业应加强废水净化与软水闭路循环，推广炉渣回收金属及湿法冶炼废渣综合利用技术，推广干法或湿法工艺净化处理铁合金电炉烟尘技术及其他污染治理技术。铁合金工业要进一步拓展其能源转换、废弃物处理及为钢铁等相关行业提供原料的功能，扩展物质的循环利用领域。这就需要企业将主要产生粉尘的部位配备完善的烟尘收集系统和干法或湿法铁合金电炉烟尘治理装置，并安装在线检测装置。通过对铁合金生产所产生的固体废弃物的分类、堆放、处理、利用等各个环节进行细化管理，可将渣、尘等固体废弃物进行综合利用。如对硅铁和硅系铁合金电炉烟气的回收，就可将所回收的硅微粉广泛应用于建筑业水泥掺和料及钢筋混凝土、建筑砂浆的填充料，高级耐火材料的添加剂、惰性填充材料，以及石油和冶金等领域。

　　铁合金行业是钢铁产业的重要组成部分，由于国内资源、能源短缺以及环境的严重制约，铁合金行业的健康发展定位应以满足国内需求为主，以较少的能源、资源消耗，合理的产量规模，高效的生产流程，优良的产品质量，较低的地球环境负荷支持中国的工业化进程。提高资源综合利用率，降低资源和能源消耗，探索铁合金产业与其他产业间的相互关系，充分挖掘资源、能源、物料再利用方面的潜力，做到技术达标、管理到位，才能真正走上铁合金行业的健康发展之路。