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钢铁行业生产工艺与排污特征 一、钢铁的生产工艺 1、钢铁行业概况 生铁和钢是主要的黑色金属材料。生铁按用途分为铸造生铁和炼钢生铁，铸造生铁分为普通铸造生铁（灰铸铁）、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、合金铸铁等，其中主要的生产品种为普通铸造生铁和球墨铸铁。钢的品种繁多，按化学成分分为非合金钢（碳钢）、低合金钢、合金钢；按质量等级分为普通钢、优质钢和特殊质量钢；按性能及用途分为结构钢、高强度结构钢、耐候钢、不锈钢、耐热钢、工具钢、易切削钢、电工钢等。钢材按轧制工艺分为热轧材和冷轧材；按产品形态分为中厚板、薄板、长型材（含棒材、螺纹钢）、线材、管材等，管材分为无缝管和焊接管，上述钢材均有大量生产应用。据统计，2006年我国全年钢铁产量为：生铁40416.70万吨，粗钢41878.20万吨，钢材46685.43万吨。其中型材、线材、板材及管材的产量分别为13466.35、4874.21、12552.04、2647.19万吨。28家主要优特钢生产企业生产优特钢，占全国粗钢总量14.147%，其中碳钢产量，低合金钢产量，合金钢产量为9164039吨。从地区分布看，华北和华东仍是钢铁生产的主导地区，合计产钢27198万吨，占全国的64.95%。产量排名前六名的省市依次为河北、江苏、辽宁、山东、山西和上海。 生铁是炼钢的原料，生铁水也可直接浇铸成各种铸铁件，2003年我国铸造生铁产量1200万吨。生铁的生产工艺分为高炉法、直接还原铁法和熔融还原铁法，其中高炉法为主要生产方法。近年来直接还原铁法开始得到工业应用，目前约有30多家生产企业，年产能约30万吨。熔融还原铁法目前仅宝钢采用，但尚处在开工前期建设阶段。高炉法包含烧结、球团、炼焦、高炉炼铁等工序，其中烧结和球团工序生产烧结矿及球团矿，作为人造富矿提供给炼铁高炉。烧结矿生产以带式烧结法为主，目前国内约有400多台烧结机，以小烧结机（90m2）居多，据统计，2005年烧结矿产量约36923万t；球团矿生产工艺分为竖炉法、带式焙烧法及链篦机-回转窑法，国内目前以竖炉法为主，据统计，2005年国内约有37家企业，其中的63座竖炉，共生产球团矿3170万吨左右，2座带式焙烧机，生产球团矿330万吨左右，14套链箅机—回转窑，生产球团矿1500万吨左右。与烧结矿相比，球团矿品位高、生产成本低，高炉适当添加球团矿，可显著改善炼铁生产经济技术指标。国外先进国家球团矿入炉比例达到20%以上，但我国球团矿入炉比例较低（2005年约13%），主要原因是高品质铁精粉的来源不易保证。炼铁的主体设备为高炉，据统计，2004年底我国的炼铁高炉约有1133座，容积小于300立方米的高炉709座，容积大于1000立方米的高炉仅83座,中小型高炉仍占绝大多数。由于我国炼铁生产以中小型烧结机和高炉为主体，存在着能耗较高、污染较大的特点。近年来随着高炉喷煤、高炉长寿、TRT发电、厚料层烧结、余热回收等先进节能工艺技术的推广，铁前系统的能耗得到逐步降低。如1996年重点钢铁企业烧结工序能耗76.1kgce/吨，炼铁工序能耗496 kgce/吨，到2005年，烧结工序能耗降为64.8kgce/吨，炼铁工序能耗降为456.8kgce/吨。 2、钢铁的生产工艺介绍 钢的生产工艺分为长流程和短流程。长流程以铁矿石为冶炼原料，生产过程包含有烧结、球团、炼焦、高炉炼铁、转炉炼钢、连铸/模铸、轧钢等多道工序，也可称为转炉流程，采用长流程的钢铁企业也称之为钢铁联合企业；短流程以废钢和直接还原铁为原料，生产过程包含电炉炼钢、连铸/模铸、轧钢等。与长流程相比，短流程省去了烧结、球团、炼焦、高炉炼铁等铁前工序，使炼钢的能耗及污染大大减少（铁前工序能耗约占长流程炼钢的70%，污染排放约占80%），且具有投资少的特点，因而在世界范围内得到了快速发展。目前世界粗钢产量中电炉钢比例占到三分之一以上，而据统计，2004年我国钢产量27470万ｔ，其中电炉钢4146万吨，仅占15.17%。我国电炉钢比例偏低的主要原因有三个，一是我国废钢资源紧缺，价格高；二是我国电价偏高；三是我国90年代以来转炉炼钢技术得到迅速突破和发展，以转炉连铸、一火成材、高炉喷煤、转炉溅渣护炉、高炉长寿技术为代表的新技术得到了迅速推广应用，使我国转炉炼钢吨钢能耗得到大幅降低，创造了国际钢铁界公认的奇迹。如1996年全国吨钢综合能耗为1.392tce/t,，重点钢铁企业吨钢综合能耗为1.132tce/t，到2005年，全国吨钢综合能耗为0.76tce/t, 重点钢铁企业吨钢综合能耗为0.741tce/t，与世界先进水平的差距缩小到10%左右。 钢铁生产是典型的流程制造过程， 具有很强的连续化作业特点。主要体现为：烧结生产原料连续进入、成