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摘 要：钢铁行业具有产业规模庞大、工艺流程复杂、能资源消耗高、污染物产生量大的特点。在清洁生产实例中，在不影响生产的情况下，企业通过设备升级，材料替代，余热利用等措施，实现了公司节电、节约原辅材料、减少烟粉尘排放、节约成本等明显的环境效益与经济效益，达到了“节能、降耗、减污、增效”的目的，在行业内有较高的参考应用价值。
关键词：钢铁行业 清洁生产 技术改造
中图分类号：X382 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（b）-0039-03
钢铁行业是以从事黑色金属矿物采选和黑色金属冶炼加工等工业生产活动为主的工业行业，此外，由于钢铁生产还涉及非金属矿物采选和制品等其他一些工业门类，如焦化、耐火材料、炭素制品等，因此通常将这些工业门类也纳入钢铁工业范围中。包括金属铁、铬、锰等的矿物采选业、炼铁业、炼钢业、钢加工业、铁合金冶炼业、钢丝及其制品业等细分行业。
钢铁行业是国民基础行业，具有产业规模庞大、工艺流程复杂、能资源消耗高、污染物产生量大的特点[1]。党的十八大报告中明确提出，要建设“美丽中国”，环保话题再度升温，环境问题成为大众普遍关注的焦点。近年来，发改委、环保部、工信部等纷纷表示，产能过剩导致钢铁、水泥等行业利润大幅下滑，企业普遍经营困难，同时生态环境不断恶化等问题，直接危及产业健康发展，甚至影响到民生和社会稳定，产业结构升级、淘汰落后产能势在必行。根据环保部《关于深入推进重点企业清洁生产的通知》（环发〔2010〕54号）：钢铁、水泥、平板玻璃、煤化工、多晶硅、电解铝、造船7个产能过剩行业的重点企业，每三年完成一轮清洁生产审核。2014年2月，国家发改委、环保部和工信部联合发布了《钢铁行业清洁生产评价指标体系》[2]。
以上政策和标准体系的发布，说明优势产能替代落后产能，开发应用清洁生产和环保技术，实现企业的经济效益和环境效益共赢，是钢铁行业的大势所趋。因此，开展清洁生产审核工作，持续提升自身的清洁生产水平，降低能耗物资，减少污染物的产生排放，是钢铁行业走可持续发展的必经之路。
该文结合钢铁企业清洁生产实例，旨在分析清洁生产技术在企业的应用情况及取得的效果，为该类行业企业的清洁生产审核提供思路，为国家的节能减排工作做贡献。
1 企业概况
该企业是2001年在原国有企业基础上，按照现代企业制度改制组建的有限责任公司，是一家融钢铁冶炼、无缝钢管、机械制造、发电、国际贸易等产业为一体的大型钢铁联合企业，属全国1 000家大型工业企业、全国民营500强企业、河南省百强企业、河南省百户重点企业。公司占地140余万平方米，拥有资产40亿元，现有员工3 000余名。下辖炼铁厂、炼钢厂、制氧厂、动力厂、机修厂等专业化生产分厂，具有年产优钢200万吨的生产能力。
2 主要污染源及污染物
（1）废气。
废气来源主要有以下几个方面。
①烧结车间：主要包括配料及制球、烧结机头、烧结机尾产生的烟尘、SO2、NOx、二噁英类物质。②高炉车间：主要包括烧结矿槽上下、出铁出渣处、喷吹燃料系统产生的烟尘，以及热风炉产生的烟尘、SO2、NOx等。③炼钢车间：主要为混铁炉、转炉、精炼炉产生的烟尘废物。④发电系统：主要为锅炉产生的烟尘、SO2、NOx等。
（2）废水。
废水污染物主要包括烧结机、高炉、转炉、精炼炉、连铸机冷却水，高炉冲渣水及厂区内生活污水等。
（3）噪声。
该企业噪声主要来自风机、水泵等公用设备噪声及转炉冶炼、铸机生产线等工艺噪声。
（4）固废。
主要固体废弃物有高炉渣、转炉渣及除尘系统搜集的粉尘等一般固体废弃物。其中高炉渣经矿渣微粉生产线制成微粉外售；转炉渣经钢渣综合利用项目制成微粉外售；除尘器收集的粉尘回到生产过程中重新利用；职工的生活垃圾定期送至卫生填埋厂进行填埋，均不外排。
3 企业清洁生产潜力分析
（1）原辅材料和能源消耗。
所需的大宗原辅材料的采购、由技术中心负责提供采购产品标准，财务中心根据原辅材料的用量及库存情况编制出采购计划，由领导批准后实施采购。对采购的原辅材料严格按照质量管理体系系统有关的进行质量验收后方入库存放，坚决杜绝三无产品进入企业。
该企业水源来自自备深井和红旗渠水中心泵站，生产总用量约545 m3/h，生产过程中的废水全部回收利用；生活总用水量为30 m3/h，经地埋式污水处理设施处理后用于锅炉冲渣。全厂绝大部分依靠市政供电（约87%），其他来自高炉煤气发电。三年来，企业单位能耗基本稳定，单位电耗有下降趋势，用电管理水平保持良好。
近三年来，企业通过加强管理，改进工艺等一系列的措施降低单位能耗，并且取得了较好的效果。企业通过本次清洁生产审核，预计水平能够再进一步提升。
（2）技术工艺和设备。
凤宝特钢采用230 m2烧结机，1 080 m3高炉、450 m3高炉、50 t转炉等国家鼓励的生产设备，不断响应节能减排政策，综合利用矿渣，高炉渣，为企业创造利益的同时，解决了固废的处理。
（3）产品。
产品主要是年产优特钢、高端油井管、型材。企业根据市场需求不断改进产品，提高产品的合格率。
（4）废弃物。
企业的主要废弃物为废水、废气、噪声、固废。生产废水实现零排放，废水主要是生活污水，通过地埋式污水处理设施处理后排入污水市政管网。废气经过除尘、脱硫脱硝后达标后排放，产生的噪声主要设备设在室内，基本不对厂区外产生影响，产生的固体废弃物全部回收利用，不产生污染。
（5）管理。
企业制定了一套完整《企业管理体系》和《安全环境管理体系》《突发环境事件应急预案》《环境管理程序文件》，包括环境标准、管理制度、工作目标、做到管理有标准，工作有目标，人人有职责，岗岗有规定，考核有依据。
（6）资源能源利用及产排污情祝对比。
根据审核咨询小组实际经验，结合行业专家指导，对比同类型同规模企业情况具体如表1。
与此同时，依据《钢铁行业清洁生产情况评价指标体系》[2]，计算出企业综合评价指数YⅢ=86.7，企业属于国内清洁生产一般水平。说明企业还存在薄弱环节，仍需要克服，提高自身的清洁生产水平。
综上所述，审核小组结合企业现状问题和水平，采用权重计分排序法确定审核重点为厂区1 080 m3高炉车间，将降低炼铁能耗、减少烟粉尘排放作为该次审核的主要目标。
4 主要清洁生产技术方案设计及效果分析
企业根据分析出的清洁生产潜力，从源头、生产过程和工艺装备入手，重点在节能、减少烟粉尘排放等方面采取了出铁场除尘封闭改造、振动筛改造、烧结余热发电等清洁生产技术，达到了“节能、降耗、减污、增效”的目的，经济和环境均得到了明显改善，详细如下。
（1）出铁场除尘封闭改造。
①方案提出。
1080高炉原有除尘系统虽然能满足原有大气污染物排放标准50 mg/Nm3，但是根据《炼铁工业大气污染物排放标准》（GB28663-2012）[3]要求，自2015年1月1日起现有炼铁工业原有大气污染物排放标准进一步提高，炼铁高炉出铁场工段的排放标准由原来的50 mg/Nm3降低至25 mg/Nm3。从现有环保设施装备条件和日常环保监测数据来看，原来1080炉出铁场除尘排放口的颗粒物排放浓度已不能满足现有标准要求，同时也为进一步减少无组织排放现象发生，经研究，对1080高炉出铁场除尘系统进行了一次升级改造。
②方案内容。
此次升级改造采用脉冲式布袋除尘器一台（型号：LCMD-6050，风量：400 000 m3/h，过滤面积：6 050 m2）。同时对高炉炉顶和出铁场四周进行封闭并在出铁场房顶加装烟尘集尘罩，加强对散发至出铁场厂房内和炉顶上料过程中的烟尘加以有效控制，进一步降低出铁过程中烟尘排放浓度，彻底杜绝无组织排放现象发生，并对操作平台使用耐火混凝土硬化，把铁水渠由露天改为封闭，减少废气排放和无组织排放。
③方案效果分析。
脉冲式布袋除尘器采用分室停风脉冲喷吹清灰技术，克服了常规脉冲除尘器和分室反吹除尘器的特点，清灰能力强，除尘效率高，排放浓度低，漏风率小，能耗少，钢耗少，占地面积少，技术运用成熟，效果稳定；改造后出铁厂的粉尘大部分回收处理，排放浓度控制在25 mg/m3以内，年减少粉尘的排放量51.54 t，同时也改善了职工的工作环境，减少职业病的发病几率；另外，除尘风机采用变频调速系统，利用负压控制来实现风机加、减速，能有效降低运行成本，可节约电耗32%，年可节约57余万元。
（2）振动筛改造。
①方案提出。
焦炭振动筛所用的筛板为梳齿筛板，使用周期40天左右，磨损及腐蚀严重，更换频繁，审核小组研究决定对梳齿筛板进行改造。
②方案内容。
对炉前的6套焦炭振动筛进行改造；把振动筛提高300 mm，倾角由15°改为20°；把梳齿筛板改为聚氨酷棒条筛板。改造成功后，又对炉前的10台烧结振动筛和3台球团振动筛进行技改，更换为聚氨酷棒条筛，同时减少烧结孔径。
③方案效果分析。
聚氨酷筛板是一种以聚氨酷为原料生产的聚氨脂制品，筛板的孔状有条缝、矩形、圆形等，具有优异的耐磨、耐油、耐水解、耐菌、耐老化性能等优点。聚氨酷筛板和其他筛板相比具有开孔率高、重量轻、吸震性好、噪声低和耐磨性好等优点。产品结构合理，安装方便，制造工艺先进。方案实施后，据详细测算筛板由原先的40天更换1次延长至7个月更换1次；同时每日减少返矿量400 t，烧结成本降低1元/t；年降低生产成本95.2万元。
（3）烧结余热发电。
①方案提出。
企业现有的1条230 m2烧结生产线，环冷机有效面积为200 m2和两台年产50 t转炉，烧结生产中有大量的高温烟气随冷却机废气排放；转炉生产过程中，有蒸汽散失，具有很高的回收价值。经研究决定，回收这部分散失的热量，进行发电。
②方案内容。
结合实际合理布置锅炉位置，利用管道把转炉部分的蒸汽运输至烧结发电锅炉。工艺流程主要包括3部分：烟气回收及循环系统，锅炉系统，汽轮机及发电机系统。
③方案效果分析。
余热发电技术作为国家鼓励项目，改造完成后，减少了能源消耗，年节电4 680万kW·h；直接减少企业用电成本2 808万元。
5 结论
（1）钢铁行业具有产业规模庞大、工艺流程复杂、能资源消耗高、污染物产生量大的特点。
（2）作为产能过剩行业，开展清洁生产审核工作，持续提升自身的清洁生产水平，降低能耗物资，减少污染物的产生排放，是钢铁行业走可持续发展的必经之路。
（3）实践证明，落实清洁生产技术改造工作，能够为钢铁企业同时带来可观的环境效益和经济效益，实现环境与经济的双赢。
（4）由于钢铁行业生产工艺技术大体相同，因此，该公司成功实施的清洁生产技术在整个行业有较高的参考应用价值，有助于提高行业清洁生产水平。
参考文献
[1]俞勇.对钢铁企业清洁生产审核实践的探讨[J].资源节约与环保，2008（7）：261-262.
[2]国家发展和改革委员会，环境保护部，工业和信息化部.钢铁行业清洁生产评价指标体系[S].2014.
[3]环境保护部.GB28663-2012，炼铁工业大气污染物排放标准[S].2012.