1? 引言

??? 2020年我國實現(xiàn)GDP翻兩番,鋼鐵材料是我國社會經(jīng)濟發(fā)展的必選材料。鋼鐵工業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展是我國GDP翻兩番和實現(xiàn)新型工業(yè)化的重要支撐條件。在強勁市場需求的推動下，近年來我國鋼產(chǎn)量以超過20％的增幅高速增長，2003年達2.234億噸，連續(xù)8年位居世界第一。我國已成為全球最大的鋼鐵生產(chǎn)國和消費國，鋼鐵業(yè)高速發(fā)展也造成了我國能源緊張，制約了鋼鐵工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。我國鋼鐵行業(yè)消耗的能源占整個工業(yè)總量的10％，能源消耗比發(fā)達國家高15%～20%，節(jié)能不僅是企業(yè)降低成本、提高產(chǎn)品市場競爭力的重要途徑，更是企業(yè)必須承擔的促進全社會資源永續(xù)利用的重要責任，也是促進企業(yè)以及整個國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的永恒主題，利用冶金自動化系統(tǒng)做好鋼鐵業(yè)的節(jié)能工作對我國經(jīng)濟和社會的可持續(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)的典型過程包括煉鐵、煉鋼和軋鋼3個主要工序。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)工藝和流程的改進和優(yōu)化、采用節(jié)能材料和技術等內(nèi)容，后者主要的措施包括物理能和化學能的回收利用、能量平衡和優(yōu)化等綜合節(jié)能等內(nèi)容。

(1) 煉鐵工序
??? 焦爐-高爐煉鐵流程的生產(chǎn)工序多，設備復雜，建設投資高，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，主要的節(jié)能措施有焦爐采用干熄焦技術、煤干燥技術和煉焦煤預熱工藝等，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、熱風爐余熱回收等技術。

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

(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)能技術主要有鑄坯(錠)熱送熱裝、加熱爐結構優(yōu)化、燃燒控制、煙氣余熱回收利用和加熱爐計算機控制等。熱軋工序節(jié)能技術主要有連軋、快速軋制、無頭軋制、一火成材、熱軋工藝潤滑、軋制工藝優(yōu)化、提高成材率、減少軋制間隙時間和提高軋機傳動效率等。

3? 鋼鐵工業(yè)節(jié)能對冶金自動化系統(tǒng)的需求

??? 鋼鐵工業(yè)節(jié)能對冶金自動化技術提出了新的挑戰(zhàn)，也帶來了新的發(fā)展機遇。

(1) 先進的檢測和控制系統(tǒng)是節(jié)能工藝和裝備的使能條件
??? 自動化裝備能夠保證節(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，煤氣回收需要煤氣分析儀，高爐煤氣余壓發(fā)電需要對煤氣溫度和壓力的穩(wěn)定控制等;自動化裝備也是節(jié)能工藝和裝備安全可靠運行的必要條件。以轉爐煤氣回收為例，轉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、靈敏可靠的檢測儀表、操作靈活的閥門及計算機自動控制系統(tǒng)。

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