由中国金属学会主办、中国金属学会冶金环境保护分会及北京中晶环境科技股份有限公司协办的“2016年全国冶金能源环保生产技术会”于2016年10月30日－11月1日在北京召开，会议围绕“发展高效低成本节能减排新技术，加强协同治理与系统集成优化，推动钢铁工业绿色转型发展”这一主题进行了广泛而深入的研讨。来自工信部、钢铁学协会、钢铁企业、大专院校、科研院所、设计建设等单位的相关领导、专家、学者和生产科技人员，约150名代表参加了会议。会议收到论文投稿80余篇，特邀专家近二十位，大会交流了15个报告，能源和环保分会场共交流了34个报告。

中国金属学会高怀副秘书长作会议致辞并在大会结束时进行总结发言，对涉及的新技术、新工艺和典型企业经验介绍表示认可并感谢各专家、企业技术经验交流。

工信部节能与综合利用司司长高云虎出席会议并在会上作了“工业绿色制造发展及其战略部署”的报告。从制造业着手实现绿色发展，他认为首先要对传统制造业进行绿色化改造，推广使用先进的节能减排技术装备工艺，使现有传统制造业的能源消耗和污染排放尽快降下来。其次是在重点区域、重点行业、重点流域推行清洁生产。第三，推进先进制造业和战略性新兴产业的高起点、绿色化发展。国家已经制订了强制性的能耗标准和能效标准，要通过强制实施，让企业去对标达标。在实施绿色制造工程方面，希望能在“中国制造2025”里构建绿色制造体系，即推行生态设计、建设绿色工厂、实施绿色制造、加大循环利用、倡导绿色消费。

中国金属学会专家委员会主任、中国金属学会顾问王天义作了题为“提高自发电率、推动行业节能减排，降低制造成本、提升企业竞争力”的报告。他表示可以用折算的自发电率客观评价行业或某一企业的节能减排工作水平，指出节能是最大的减排，是绿色钢铁的重要标志；依据现代钢铁企业的三大功能（钢铁产品的生产制造、能源的转换、城市废弃物的消纳）的理论，现代钢铁企业生产完全可以做到只买煤，而不外购电的目标。把钢厂情况进行分类，有配套焦炉，企业白灰、水渣细粉自产，吨钢耗电480kWh，小时发电量14.01万kWh，折合吨钢426.6kWh，自发电率达88.9%；企业不产白灰，水渣外销，吨钢耗电480kWh，小时发电18.16万kWh，吨钢530kWh，自发电率达110%。无配套焦炉，吨钢电耗465kWh，自发电率69.6％。以天津天丰钢厂、唐山建龙、华菱湘钢和津西钢铁四个钢厂为例具体进一步说明了提高自发电率的途径及达到的水平，同时指出行业在提高自发电率方面仍有较大潜力，从理论计算上，有焦炉的企业自发电可以做到110%，无焦炉的企业可以做到80%。这几年不少先进企业的成功经验已证明这是有可能实现的目标。因此，各企业应根据自己的条件，找差距，定措施，加大力度，迎头赶上，实现节能减排和企业增收。要提高自发电率必须从节电和多发电两方面去努力，特别要在优化工艺流程和大胆采用新技术、新装备方面下大力气。要切实发挥企业能源管控中心的作用，要在系统优化、动态协调方面真正发挥作用。提高企业自发电率还需管理、技术双轮驱动。以能源管理为中心组织生产，发挥能管中心的管控作用，强化调度指挥，做好动态平衡，高度重视节能，多发电的新工艺、新技术的应用。最后着重介绍了烟道气热量回收及用于煤调湿技术、上升管荒煤气热量回收技术、烧结余热回收发电技术、烧结矿竖式冷却技术、高炉低纯氧富氧喷吹技术、提高热装温度及方坯免加热轧钢技术、系统提高发电量的技术和系统节电技术等。

此外会议还邀请了中国金属学会专家温燕明、能源分会主任委员蔡九菊、环保分会副秘书长孙健、焦化分会专家郑文华以及中钢天澄环保公司姚群、北京京诚嘉宇公司的杨晓东等作了专题报告，邀请宝钢、太钢、中冶长天、中冶东方、钢铁研究总院、北京国金衡信、中冶南方、中冶北方等单位作了经验交流及专业技术报告，共同探讨钢铁行业在能源环保所取得的成绩及存在的问题。

一、绿色发展、清洁生产，重视提高能效和余热余能等的利用

本次会议邀请太钢、宝钢等企业分享企业绿色发展的具体实践。宝钢介绍了其实现绿色发展的实践：创建环境经营新体制；坚持与日俱进，不断研究、开发节能减排新技术，保持节能减排的领先水平；加快淘汰落后产能，促进绿色生产；宣传绿色经营理念，推进上下游产业绿色发展；持续推进产城共融，树立城市钢厂典范，共建生态文明；开展能源环保互联网研究，开创企业智慧能源环保系统新时代；加大碳减排管理工作力度，为开展绿色金融做好准备；发展绿色产业，努力营造宝钢新的经济增长点。宝钢2016－2021年新一轮规划提出实施“绿色、精品、智慧制造”战略。践行“产城融合”发展理念，驱动绿色钢铁产业生态圈发展。太钢在实践中构建起“1124”绿色发展模式，走出了一条特大型钢厂与现代都市和谐发展的新路子。“1”，树立一个理念——钢厂与城市是和谐发展的“共同体”；“1”，确立一个目标——建设冶金行业节能减排循环经济示范工厂；“2”，依靠“两个创新”（技术创新和管理创新）；“4”，拓展“四大功能”（产品制造、能源转换、废弃物消纳处理、绿化美化）。“十三五”太钢将围绕建设全球最具竞争力不锈钢企业战略而发展；围绕国家产业发展对特种材料的需求而发展；围绕产品“三高三化”而发展；依靠推广技术节能减排、绿色制造技术和管理而发展，依靠消纳城市废物，与城市共生共荣而发展，实现经济与社会、环境的和谐统一而发展。

中国金属学会专家温燕明从三个方面：对流程工业能源流转换功能价值再认知；流程工业能源结构优化的核心在“效率”，本质在“价值”，冶金流程提高能效价值现实可行；钢铁流程“能质”转换是钢铁企业价值创新的潜力所在，具体阐述钢铁流程过程中的能质能效问题，呼吁企业注重能源的高效利用，能尽其用。指出系统分析钢铁流程中的碳素流代谢过程，冶金生产过程中消耗的有效能量仅占28.3％，而转化为余热余能的占71.7％，达到14.34GJ/t钢材，折合490kgce/t钢材。从耗能占比70％的铁前关键工序看极限能耗：焦化为69.54kgce/t、烧结为26.89kgce/t、炼铁为354.38kgce/t，与2003年前比，国内钢铁企业自发电能力与能效有了巨大提升，还在继续提升。以发电为特征的余热、余能网络的构成，能源价值末得到充分发挥，潜力依然巨大。最后提出，作为能源阈值流程，余能转换发电是低效、低价值转换。化工合成的物质转换是钢铁流程价值潜力所在。钢铁企业气体资源用于化工合成有巨大的成本优势、质量优势、价值优势。我国已进入钢铁流程发展的历史新阶段，其特征是构建高效能源流、能源流网络及洁净煤铁化工新平台。以冶金流程学为指引，创新钢铁流程新价值，创新能质转换新工艺，开发企业运营新模式，实现钢企新发展。

二、高效低成本节能减排技术、余热余能回收利用得到重视

节能环保形势的严峻和行业产能过剩的压力不仅迫使企业加快升级改造，突破生存发展桎梏，同时也催发了节能环保技术的自主创新步伐，涌现出一批冶金余热余能余压高效回收利用新技术，如焦化上升管余热回收、烧结矿余热竖式回收，炼钢、轧钢余热的回收，铁渣、钢渣余热回收利用技术等。

2.1 节能减排技术、余热余能回收利用新技术、新工艺

2.1.1 棒线材直接轧制节能技术

棒线材连铸-直接轧制技术是连铸机生产的高温无缺陷连铸坯，顺序切断后单根快速输送至轧机，不经加热，直接轧制成材的技术。充分利用连铸工序冶金热能，保证铸坯完全凝固后，在切割系统和出坯系统的控制下，顺序定尺切断，单根快速送往轧机，简化工艺流程，减少铸坯温度损失，保证铸坯具有足够的热量和温度，满足开轧温度要求。现代棒线材连轧机组轧制速度高，轧制过程整体呈升温趋势，为实现低温开轧提供了条件。与常规生产工艺相比，连铸-直接轧制具有较低的开轧温度、接近的终轧温度和“外低内高”的铸坯断面温度分布。低温开轧有利于实现低温精轧，细化晶粒，提高产品力学性能；“外低内高”的铸坯断面温度分布有利于粗轧变形深入铸坯芯部，细化内部组织，改善疏松、裂纹等铸坯内部缺陷，提高产品质量。钢铁研究总院的冯光宏教授对该项技术进行了详细的介绍，并以粤北钢铁为例说明了采用该项技术的效果。

2.1.2 烧结矿竖冷窑冷却工艺及余热回收技术

烧结工序能耗占钢铁企业总能耗的9%～12%，而烧结矿显热占整合余热资源的12%，回收率却只有27.6%。中冶东方刘道芳在其报告中指出国外先进企业生产每吨烧结矿可回收余热蒸汽80～100kg/t。而我国钢铁企业烧结工序余热回收利用率还不足30%，与国外先进钢铁企业相差很大。蔡九菊教授在其报告中也指出我国烧结工序能耗比国外先进指标高20%以上的主要原因是我国烧结工序余热资源的回收利用水平较低。我国上千台的烧结机冷却方式基本采取环冷和带冷两种方式，存在漏风高、能耗高、热风温度低、余热回收利用低等问题。而竖式窑冷却方式是一种全新的烧结矿冷却和余热回收工艺技术。该技术的核心在于完成烧结矿冷却的同时，实现烧结矿显热的高效回收。采用该技术的优势：①规避了传统工艺存在的漏风问题，减少无组织排放及热损失；②冷却风供风量减少70%以上；③冷却气体热端温度高且全部回收，大幅提高了烧结矿显热的回收率和利用效率，可以实现余热的高效、极限回收；④逆流换热工艺使冷却气体与热烧结矿温差小，有效降低了烧结矿的冷却速度，避免烧结矿的急冷现象，减少热应力，使烧结矿的强度提高，烧结矿质量好；⑤竖冷窑冷却系统设备向高度方向发展，占地面积小，为企业设备节能技术改造提供了可行性；⑥竖冷窑冷却系统设备简单，操作方便，设备总量少，生产维护量少。在中冶东方刘道芳报告中显示该技术已在天津天丰钢铁公司实现工业化应用，并取得吨矿发电27度，年回收热效益4千多万元的良好效果。

2.1.3 焦炉荒煤气上升管余热回收利用技术

高效回收利用在炼焦过程中的余热资源是资源节约、环境友好的绿色焦化厂节能的主要方向和潜力所在，也是提高热效率的主要途径之一。郑文华教授在报告中指出大中型焦炉生产1t焦炭耗热115～128kg标准煤，以中间数值122kg标准煤为基准，则生产1t焦炭所产生的荒煤气带出热量为：122kg×36%=43.9kg标准煤，因此，荒煤气带出热量是巨大的，实施焦炉荒煤气余热利用技术项目，是实现焦化行业节能减排、环境治理和资源综合利用的有效途径。进而介绍了该项技术在福建三钢、马钢、邯郸钢厂、武钢等企业应用的简况。江苏龙冶和常州江南冶金公司结合技术应用状况，具体分享了该项技术。当前该技术成功解决了两个核心问题：第一，漏水问题——水漏入上升管内部进入炭化室；第二，上升管内部堵塞的问题——焦油凝析和石墨结附。上升管采用新型的耐高温耐磨合金材料、纳米导热材料、纳米保温材料，换热器外壁采用抗氧化和腐蚀的不锈钢材质，最大限度地适应了焦炉的运行环境。此外，马钢在其5号焦炉进行荒煤气余热回收实验，降低工序能耗约10kg/t焦，以年产饱和蒸汽约3.4万t，按公司内部价60元/t计，年产生经济效益204万元。

2.1.4 冶金渣干法粒化及余热回收技术

传统高炉渣一般是水渣工艺，存在以下问题：高炉渣热量没有有效回收利用；产生大量的含硫水蒸气排放，主要是H₂S和SO₂，不仅污染大气环境，而且对设备产生腐蚀；耗水量大等。同时水渣工艺产生的水渣含水率高，增加运输和烘干能耗。此外冲渣水仅仅回收了高温液态熔渣的部分热量，还有一部分热量被水蒸气带走了，余热回收效率低；冲渣水温度低，属于低品位热源，一般只用于城市供暖，具有明显的季节特征和地域特征，局限性大；冲渣水具有腐蚀性，且含有大量悬浮渣粒和渣棉，余热回收过程中容易产生设备管道的腐蚀、堵塞和磨损。

冶金炉渣的显热属于高品位的余热资源，具有很高的回收价值。炉渣干式粒化技术不仅能回收炉渣余热，而且还具有节水，不造成酸雨和雾霾等空气污染等方面的优势。在当前我国冶金企业面临国际竞争的日益加剧，能源紧缺，努力维系可持续发展问题的严峻形势下，实现高温炉渣余热回收将有效地帮助企业实现大幅度节能、减排和降低冶炼成本。中冶赛迪对高炉渣干法粒化及余热回收进行试验研究，从高温熔渣的产生、流动、缓存、粒化到输送和余热回收，试验装置平均粒化能力6t/h，最大粒化能力12t/h，实验余热锅炉从冷态启动并产生过热蒸汽，压力1.2MPa，温度230℃，以1000m³的高炉计算，年效益可达2千多万元。

此外，辽宁科技大学的潘玉华教授介绍了转盘法炉渣干式粒化与余热回收技术，指出当转盘直径为500mm时，转盘转速则应当控制在大约1380rpm与1780rpm之间，炉渣余热回收利用折合标准煤吨渣节能量42公斤标准煤/吨渣，加上节水等，吨渣有30元的效益。

2.2 协同优化、系统诊断，提高余热余能自发电率

企业生产所需主要能源之一的电力，在生产过程中消耗电能所产生的成本——电费，已成为紧随物料成本、人工成本之后的第三或第四大成本。开展综合优化供、用电研究，降低企业电费，不但能降低生产成本，而且是节能降耗、低碳环保的重要抓手之一。统计发现，国内不同钢铁企业之间的能源成本与能耗水平差异较大。产能规模与产品结构类似的企业之间吨钢能源成本差距能达到150元以上。在当前的“微利”时代，如此大的能源成本差异对企业整体效益的优劣和企业间竞争力的高低构成重要影响。首钢通过优化供电、用电网络、设备以及错峰用电等手段，近年来吨钢电费成本下降15元左右。另外，北京国金衡信李洪福博士认为自发电比例已成为影响钢铁企业吨钢能源成本的重要因素。国内大量钢铁企业余热余能自发电比例仅达到40%～50%左右，而国内部分先进企业的余热余能自发电比例已经达到了80%～90%以上，吨钢外购电量差距约200kWh，影响吨钢能源成本约120元。从分析情况来看，外购电力的多少成为影响企业能源结构和能源成本的重要因素。指出钢铁制造流程能量流的核心是煤的转换与二次能源的回收利用问题，实现煤气资源与余热资源的高效回收利用是提升钢铁制造流程系统能源效率的关键；在现阶段，实现煤气、余热等二次能源的高效回收利用，在满足工艺正常生产的前提下将富余的煤气资源与余热资源高效转化为电，从而减少外购电、降低用电成本，是钢铁企业节能工作的主要方向。研究发现：年产650万吨粗钢规模钢铁企业，应用当前先进成熟技术，余热余能自发系统装机容量可达到约530MW，净发电量约为34.3亿kWh，折合吨钢净发电量约528kWh。因此，通过实施能源系统优化设计及余热余能高效发电，钢铁企业应该能够实现用电全部自给，甚至有部分富余电力外供。

三、环保政策趋于严格，污染物协同治理，提高废弃物资源化利用

十八届五中全会提出“创新、协调、绿色、开放和共享”的发展理念，绿色发展成为“十三五”的主旋律。在“十三五”期间，我国单位GDP二氧化碳排放降低18％，二氧化硫、氮氧化物排放总量分别降低15％，钢铁行业作为高能耗、高排放行业，在“十三五”期间面临的资源环境压力巨大，CO₂、SO₂、NO_x、粉尘等主要污染物治理、固体废弃物综合利用等任务艰巨。孙健代表中国金属学会冶金环保分会分析了钢铁工业环保形势，认为严格的环保排放标准与环保治理技术落后的矛盾依旧突出，即将出台的《环境保护税法》将开征环保税条件比较成熟的污染物（如二氧化硫、化学需氧量）从排污收费改为收税，还对冶炼渣、尾矿等固体废物以及噪声排放纳入了规定。这样“谁污染谁治理”，将变为“谁污染谁缴税”，依照排放当量缴税，将大大增加排污量大的企业的排污支出，促进钢铁企业的兼并升级改造。钢铁行业如何应对当前环保形势，他认为应从以下几个方向着手：①选择可靠的技术；②改造项目的落实；③单一污染物治理到多污染物协同治理；④单一末端治理到全流程组合治理。并从技术和政策层面分享了钢铁工业环保发展的趋势，在技术层面，末端治理的空间越来越小，节能减排应该从工艺入手，重视污染物源头控制技术的研发和应用。开发新的环保技术和材料，注重环保系统的节能及余热、余压、余能利用。继续大力推进成熟技术的应用，如干熄焦、煤调湿技术，钢坯热装热送，全连铸，轧钢加热炉双预热技术等。延长行业产业链，从产品全过程控制节能、利用资源和减少污染排放。在政策层面，发展趋势：一是将切实执行钢铁产业政策；二是《环境保护税法》将逐步实施，使各企业处在同一起跑线上，有利于先进企业推动自身技术进步，更有利于政府和舆论监督；三是推广先进检测技术，加强多层次环保监管；四是创新钢铁工业环境保护运营模式，引入专业化的环保服务公司运营企业的环保系统，真正实现钢铁工业节能减排、保护环境的战略目标。

3.1 烧结烟气多污染物协同治理，注重污染物的资源化利用

我国每年生产近10亿吨烧结矿，烧结工序是钢铁流程中高能耗、高污染的集中环节，其能耗仅次于高炉炼铁工序而居第二位，排放的废气量占钢铁工业总废气量的40%，烟气中SO_x、NO_x、超细颗粒、持久性有机物、重金属等污染物的排放均居钢铁工业首位。中冶南方叶恒棣教授在报告中介绍了活性炭多污染物协同治理技术以及在宝钢湛江的应用情况，实现了SO₂：1～6mg/m³、NO_x：120～145mg/m³、粉尘浓度≦20mg/m³、二噁英当量浓度：0.2～0.3ngTEQ/m³的协同治理。投资仅为国外技术的60%，相比其他多污染物治理串联工艺，该技术运行费用低，约为10～12元/t；运行安全可靠，经过宝钢湛江一年的考核，系统运转正常，与烧结同步率100%；副产物资源化利用，炭粉→高炉燃料、SO₂→98%硫酸。

由于烧结原料的广泛性，尤其随着环保要求的提高，各种废弃物禁止出厂外排压力加大，促使钢铁厂加大内部回收利用力度，近年来宝钢烧结加大了钢渣、高炉一次灰、二次灰等资源的回收利用，主要环保控制实践包括：皮带扬尘控制，宝钢4DL配料系统初步设计时取消了皮带洒水，4DL借助强力混合机设备，增加了闭环水洗系统，不需要设沉淀池，泥水混合物直接回收利用；氮氧化物控制，2014年6月开始，宝钢开始了一系列控制NO_x排放浓度的试验，通过优化煤、焦品种和结构，布料层厚、机速等参数的控制调节，取得了明显效果，NO_x排放浓度实现了环保排放；二噁英控制，宝钢研究院在烧结锅中添加尿素和碳酸肼抑制二噁英的基础上，开展了二噁英抑制规律的工业试验，实现了二噁英≤0.5mg/m³的达标排放；脱硫粗颗粒物浓度控制；环冷机扬尘改进，宝钢4DL首次采用了液密封环冷机；粉尘制粒综合利用；增设SCR脱硝工艺及脱硫脱硝工艺。

脱硫副产物成分复杂，性质不稳定，缺少有效的综合利用途径，极易造成环境的二次污染，脱硫灰继钢渣、高炉渣后，成为钢企第三大固废资源，报告针对烧结烟气脱硫副产物特性及国内外资源化利用现状，就如何合理利用脱硫副产物进行了探讨。

随着工业技术的发展和人们环保意识的增强，烧结烟气脱硫副产物作为一种资源被工业化应用已成为一种必然。尽管有关此方面的研究已经取得了一定的进展，但是还存在一些尚未解决的问题，这也是由脱硫灰自身存在的复杂性质所决定的。来自安徽工业大学的龙红明教授指出解决半干法、干法脱硫灰综合利用的技术难题关键是在于脱硫灰中CaSO₃·1/2H₂O含量过高，需注重研究改性方法促使CaSO₃·1/2H₂O转化为CaSO₄，减少CaSO₃·1/2H₂O含量高带来的不利影响，为后续的资源化利用奠定基础；利用脱硫石膏或改性后的脱硫灰代替天然石膏制备硫酸钙晶须，一方面可以保护天然石膏资源，另一方面开辟了烧结烟气脱硫副产物资源化利用的新途径，是满足社会、经济、环境、资源协调可持续发展要求的新方向。

3.2 采用新技术加强烟气等粉尘治理，优化粉尘处理工艺，从而达标排放

我国烟气中大部分污染物未达到国家排放标准，与国外发达国家相比，减排压力大，国家已经将“烧结烟气综合治理是钢铁工业大气污染防治”作为钢铁工业十三五规划的重点。来自中南大学的范晓慧教授在报告中重点讲解了烧结有害元素脱除行为及强化脱除技术、烧结过程超细颗粒污染物的排放特征及超细颗粒污染物生成-迁移行为与控制技术。宝钢介绍了多管式除尘器在干熄焦的应用及对除尘效率的影响，结合现场实践，对其进行改造，工艺优化等措施，使超细颗粒物达标排放，

马钢在引进、消化、吸收日本OG技术后，发扬自主集成创新精神，低投入实施的大胆尝试，为国内其它钢铁企业转炉一次除尘系统改造项目实施提供了一个成功样板。其报告详细介绍新型塔文系统，包括可调喉口环缝文氏管洗涤器、新颖降温减湿烟气精净化多功能旋流脱水器等核心装置的改造优化，改造完成后，转炉炉口冒烟情况消除，风机转子更换周期由不足3天延长到20天以上，系统维护量减少，煤气回收量达到120m³以上，系统阻力降低等。

3.3 钢铁工业应控制用水总量，提高用水效率，系统优化用水

我国处于新型工业化、城镇化和农业现代化加快发展的历史阶段，水资源短缺、水污染严重、水生态环境恶化等问题突出，水管理形势严峻。规划院程继军在报告中指出对钢铁企业而言，应该说存在两方面的压力：一是总的取水量可能会受到抑制；二是水资源费可能会有所增加。“十五”和“十一五”期间，钢铁行业吨钢取水量由31.2m³降至5.87m³，重点统计企业由22m³降至4.01m³，节水成效显著。进入“十二五”期间，吨钢取水量得到进一步改善。尽管节水成效显著，但是依然存在一些问题。主要表现是：一是节水指标尤其是吨钢取水量偏差很大，发生严重偏离，影响节水准确评价；二是新的节水技术推广应用缺乏市场动力，高效循环、高盐废水、脱硫废液、焦化废水、近零排放等技术突破不大；三是水系统多进行局部性改造，缺少整体系统优化，水安全、水技术、水环境问题突出。鉴于此，目前，钢铁企业有必须全面进行水系统优化，从“根”上整体解决水问题。他指出水系统优化是一个系统性工程，涉及节水、节能、环保、安全、经济等因素，必须从影响水系统复杂因素的关联性全面诊断优化。采用新的技术，如高效循环水技术、高盐废水处理技术、废水零排放技术、节能优化技术、智能化技术。关注吨钢取水量等用水效率指标考核控制的同时，要重视总量控制考核机制给企业带来的用水风险。同时建议，重视用水总量和用水效率“双控”，钢铁企业解决水问题的最佳方式必须从水系统优化入手，实现水管理标准化和智能化、水技术集成化和绿色化、水系统高效化和合理化以及水系统低成本运行化。

（执笔 王寅生）