1? 引言

??? 2020年我國(guó)實(shí)現(xiàn)GDP翻兩番,鋼鐵材料是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必選材料。鋼鐵工業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展是我國(guó)GDP翻兩番和實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化的重要支撐條件。在強(qiáng)勁市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，近年來(lái)我國(guó)鋼產(chǎn)量以超過(guò)20％的增幅高速增長(zhǎng)，2003年達(dá)2.234億噸，連續(xù)8年位居世界第一。我國(guó)已成為全球最大的鋼鐵生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，鋼鐵業(yè)高速發(fā)展也造成了我國(guó)能源緊張，制約了鋼鐵工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。我國(guó)鋼鐵行業(yè)消耗的能源占整個(gè)工業(yè)總量的10％，能源消耗比發(fā)達(dá)國(guó)家高15%～20%，節(jié)能不僅是企業(yè)降低成本、提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑，更是企業(yè)必須承擔(dān)的促進(jìn)全社會(huì)資源永續(xù)利用的重要責(zé)任，也是促進(jìn)企業(yè)以及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的永恒主題，利用冶金自動(dòng)化系統(tǒng)做好鋼鐵業(yè)的節(jié)能工作對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

2? 鋼鐵工業(yè)節(jié)能主要途徑

??? 鋼鐵生產(chǎn)的典型過(guò)程包括煉鐵、煉鋼和軋鋼3個(gè)主要工序。鋼鐵工業(yè)節(jié)能主要有減少能源消耗和已消耗能源的循環(huán)利用兩方面途徑。前者主要的措施包括生產(chǎn)工藝和流程的改進(jìn)和優(yōu)化、采用節(jié)能材料和技術(shù)等內(nèi)容，后者主要的措施包括物理能和化學(xué)能的回收利用、能量平衡和優(yōu)化等綜合節(jié)能等內(nèi)容。

(1) 煉鐵工序
??? 焦?fàn)t-高爐煉鐵流程的生產(chǎn)工序多，設(shè)備復(fù)雜，建設(shè)投資高，是鋼鐵生產(chǎn)中耗能最多的工序，耗能量占總耗能量的35％左右，各企業(yè)都將煉鐵工序作為節(jié)能工作的重點(diǎn)，主要的節(jié)能措施有焦?fàn)t采用干熄焦技術(shù)、煤干燥技術(shù)和煉焦煤預(yù)熱工藝等，煉鐵高爐采用噴煤煉鐵、高爐煤氣余壓發(fā)電、高爐干式除塵、熱風(fēng)爐余熱回收等技術(shù)。

(2) 煉鋼工序
??? 煉鋼節(jié)能技術(shù)主要集中在推廣新工藝、淘汰陳舊設(shè)備和落后工藝，施行余能、余熱回收等。前者有轉(zhuǎn)爐淘汰落后的平爐煉鋼、連鑄取代模鑄、采用鐵水預(yù)處理和精煉技術(shù)，后者有轉(zhuǎn)爐煤氣回收和再利用、綜合能量?jī)?yōu)化、電爐二次燃燒和廢鋼預(yù)熱、鋼渣熱能回收技術(shù)等。

(3) 軋鋼工序
??? 軋鋼工序是鋼鐵材料生產(chǎn)能源消耗的主要工序之一。在軋鋼加工費(fèi)用中，能源消耗占65％～70％。從軋鋼生產(chǎn)主要工藝流程看，坯料加熱、熱軋、冷軋和退火是主要的能耗環(huán)節(jié)。其中耗能最大且節(jié)能潛力最大的是坯料加熱工序，其次是熱軋工序。坯料加熱節(jié)能技術(shù)主要有鑄坯(錠)熱送熱裝、加熱爐結(jié)構(gòu)優(yōu)化、燃燒控制、煙氣余熱回收利用和加熱爐計(jì)算機(jī)控制等。熱軋工序節(jié)能技術(shù)主要有連軋、快速軋制、無(wú)頭軋制、一火成材、熱軋工藝潤(rùn)滑、軋制工藝優(yōu)化、提高成材率、減少軋制間隙時(shí)間和提高軋機(jī)傳動(dòng)效率等。

3? 鋼鐵工業(yè)節(jié)能對(duì)冶金自動(dòng)化系統(tǒng)的需求

??? 鋼鐵工業(yè)節(jié)能對(duì)冶金自動(dòng)化技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，也帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。

(1) 先進(jìn)的檢測(cè)和控制系統(tǒng)是節(jié)能工藝和裝備的使能條件
??? 自動(dòng)化裝備能夠保證節(jié)能工藝和裝備發(fā)揮節(jié)能效果，如高爐噴煤需要多相流煤粉檢測(cè)，煤氣回收需要煤氣分析儀，高爐煤氣余壓發(fā)電需要對(duì)煤氣溫度和壓力的穩(wěn)定控制等;自動(dòng)化裝備也是節(jié)能工藝和裝備安全可靠運(yùn)行的必要條件。以轉(zhuǎn)爐煤氣回收為例，轉(zhuǎn)爐煤氣是一種高毒性、易燃易爆氣體，煤氣的產(chǎn)生又是間斷的，其質(zhì)量、成分也在不斷變化。為了保證煤氣中的氧量含量低于2％、CO的含量高于45％，回收系統(tǒng)必須配有精度高、靈敏可靠的檢測(cè)儀表、操作靈活的閥門(mén)及計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

(2) 電氣傳動(dòng)設(shè)備本身的節(jié)能構(gòu)成了鋼鐵工業(yè)節(jié)能的重要組成部分
??? 鋼鐵工業(yè)中有眾多的風(fēng)機(jī)、水泵、皮帶機(jī)及其它電機(jī)設(shè)備，其耗電量約占行業(yè)總用電量的50％以上。這些設(shè)備中，有一半以上的工作負(fù)荷周期性變化，如轉(zhuǎn)爐排煙機(jī)、高爐除塵風(fēng)機(jī)、沖渣水泵、皮帶運(yùn)輸機(jī)等。一些企業(yè)仍采用落后的方式調(diào)整這些設(shè)備的負(fù)荷，浪費(fèi)了大量的電力。采用交流變頻調(diào)速等自動(dòng)化技術(shù)，可取得節(jié)電20％～40％的效果。