实现炼铁工艺节能减排的有效措施

近年来随着经济活动和生活消费的发展，废弃物排放量的显著增加已成为世界性的环境问题，废弃物的排放控制、再利用和合理处理变得十分重要。在钢铁生产中，使用废钢铁料炼铁，不仅可以降低能源消耗，而且对解决资源枯竭和CO2排放等环境问题也具有很大意义。不仅如此，在利用废钢铁料的同时，还可推进钢铁粉尘资源化再利用技术，并在炼铁工艺中利用废轮胎，以实现钢铁生产零排放的目标。
　　
一、废钢铁料循环利用。为有效实现这一目标，日本开发出转炉冷铁源熔化工艺。在炉内装有铁水的状态下，将废钢铁料装入炉内，利用顶吹氧和底吹煤粉的燃烧热，以与高炉法相同的温度将原料熔化。原料熔化后，进行出铁水和排渣，然后在保留一部分铁水的情况下，再装入原料，再次进行熔化。这种工艺具有以下特点：（1）利用炉内保留的高C铁水使原料快速稳定熔化。（2）低温熔化减轻了耐火材料的负荷。（3）对二次燃烧率进行控制可以既保证原料熔化，又对煤气进行回收。
　　
二、粉尘资源化再利用。钢铁厂产生的氧化铁粉尘氧化度高并且含有 CaO和SiO2等氧化物，不能用于现行的炼铁工艺。为实现节能减排目标，可在钢铁粉尘中添加还原剂碳材，利用转底炉对粉尘进行约90%的还原，可使粉尘还原为铁源来被利用。为进一步有效利用钢铁厂的含铁粉尘，可将还原剂和煤粉添加到含铁粉尘中，制成生球团，对生球团加热预还原制造还原铁。先用干燥机将生球团水分除掉，然后在转底炉内1300～1350℃的高温下加热还原，还原后得到的约1000℃的还原铁，由出料槽排出。利用转底炉排出的废气显热对燃烧用空气和待干燥生球团进行预热，可降低燃料用量。在生球团中的氧化铁被还原时，氧化锌也被还原成锌挥发去除，并在排气系统中用袋滤器回收为粗氧化锌。
　　
三、废轮胎的利用。轮胎的成分与煤分相近，轮胎加强材料钢帘线可作为铁源利用。轮胎橡胶经高温气化回收，可作为高热值燃料在钢铁厂内使用。日本有企业自本世纪来用废轮胎替代一部分废钢铁料和煤粉，取得很好的节能减排效果。废轮胎可以直接作为煤炭的替代品，加入炉内作为热源使用；而更有效的做法是，用炉窑对废轮胎进行干馏处理，将煤气、油品和铁分分别分离回收，作为钢铁厂内的原燃料的代用品。废轮胎被破碎后装入转底式干馏炉，在无氧气氛中废轮胎的组分，特别是橡胶组分被热分解气化，高温气体在油化设备中冷却，分离为油和高热值气体被回收。碳和钢帘线等未被热分解的残余部分从干馏炉出口排出。如以废轮胎年处理量12万吨计，每年可节约自然资源14万吨或重油1亿公升。