钢铁行业中的绿色冶金技术研究与应用

引言

钢铁行业作为国民经济的支柱产业，在推动经济发展的同时，也面临着资源消耗大、污染物排放多等问题，严重制约着行业的可持续发展。绿色冶金技术作为解决这些问题的关键，其研究与应用成为钢铁行业转型的必然选择。但部分技术在应用中仍存在适配性不足、推广难度大等问题。

一、钢铁行业绿色冶金相关理论与技术基础

1.1 绿色冶金技术核心内涵

钢铁行业绿色冶金技术是以全流程绿色化为核心的技术体系，其本质是通过技术创新对钢铁生产各环节进行优化重构，在保证生产效率的同时最大限度降低环境影响。其核心特征体现为四方面：节能强调通过技术手段减少能源消耗，如余热回收、高效电机应用等。减排聚焦污染物源头控制与末端治理，涵盖废气净化、废水处理等；高效注重提升资源转化效率，减少生产过程中的物料损耗。循环则以变废为宝为目标，实现废渣、废水、废气的资源化利用。这一技术体系并非单一技术的应用，而是多环节技术的协同整合，最终实现钢铁生产从高消耗、高排放向低消耗、低排放、高效益的转型。

1.2 钢铁生产工艺流程与污染环节

钢铁生产主要分为长流程和短流程两类。长流程以铁矿石为原料，经烧结、炼铁、炼钢、轧钢等环节完成生产；短流程以废钢为原料，通过电炉炼钢、轧钢等环节生产钢材。污染与资源消耗贯穿多个环节：烧结环节会产生粉尘和有害气体；炼铁环节消耗大量焦炭和能源，同时排放高炉煤气与粉尘，炼钢环节存在烟气与钢渣排放；轧钢环节需消耗大量冷却水，产生含油废水，各环节的设备运行还会产生噪声污染。传统流程中废渣、废水的回收利用率较低，不仅造成资源浪费，还会增加环境处置压力，这些环节成为绿色冶金技术的主要应用切入点。

1.3 绿色冶金技术在钢铁行业的应用价值

从环境价值看，绿色冶金技术能有效减少污染物排放，降低钢铁生产对周边生态环境的影响，助力行业满足日益严格的环保标准，缓解区域环境承载压力。经济价值体现在两个方面，通过资源循环利用降低原料与能源消耗，减少废弃物处置成本，应用绿色技术生产的钢材可满足市场对绿色产品的需求，提升产品市场竞争力。社会价值则表现为推动钢铁行业可持续发展，为行业从业者创造更安全健康的工作环境，同时契合绿色发展理念，增强社会对钢铁行业转型的认同，为行业长期稳定发展奠定社会基础。

二、钢铁行业主要绿色冶金技术研究

2.1 节能减排技术

节能减排技术通过能源高效利用与损耗控制实现绿色目标。余热回收技术针对钢铁生产中的高温烟气、蒸汽等余热资源，采用专用设备回收热量并转化为电能或用于供暖，减少额外能源消耗。高效电机与变频调速技术则通过优化动力设备性能，降低风机、水泵等辅助设备的能耗，同时根据生产负荷动态调节转速，避免大马拉小车式的能源浪费。在能源优化方面，煤气高效利用技术通过净化与加压处理，将高炉、转炉产生的煤气转化为稳定的燃料，替代部分外购能源。智能能耗监控系统能实时追踪各环节能耗数据，识别高耗能节点并发出优化提示，为节能措施提供精准指引。

2.2 资源循环利用技术

资源循环利用技术聚焦废弃物资源化，实现物质闭环流动。钢渣处理技术通过破碎、磁选等工艺回收其中的含铁物质，剩余部分可加工为建筑材料，既减少废渣堆存占地，又替代天然建材资源。废水循环技术采用分级处理模式，含油废水经除油、过滤后可回用于冷却系统，高盐废水通过脱盐处理实现循环利用，大幅降低新鲜水消耗。含铁尘泥回收技术则通过配料、制团等工艺，将除尘收集的尘泥重新用于烧结或炼铁环节，提升原料利用率。

2.3 清洁生产工艺技术

源头减污减耗、生产过程绿色化的清洁生产工艺技术。以废钢为原料的短流程炼钢生产工艺省去了高污染工序的烧结、炼铁等，经电炉炼钢，生产过程更短更清洁。无毒无害、少带或不带污染物的辅料。对一些有毒有害的辅料采用无毒或低毒的环保型辅料。对带杂质较多、难以清理的工艺辅助物料，尽量采用含量少且无毒无害的辅料。利用数学计算智能技术进行科学配料配比，减少配入的杂质。源头上减少氮氧化物排放的低氮燃烧技术。采用合理、优化的燃烧方式和燃烧条件，减少 NOx 的产生。

三、推动钢铁行业绿色冶金技术应用的对策建议

3.1 技术研发与改进

从技术入手。实现科技研究—中试—工业化的技术链条完整。加强企业及大学研究院所联动研发技术，面向制约现有技术升级的瓶颈问题，开展技术研究，如针对低品位矿冶炼周期长、废渣有价元素回收率低等方面难题的研究攻关。重视中试，通过开展典型行业示范中试基地，解决技术成果转化中存在的实验室技术到工业技术的中试匹配问题，减少技术进入工业化应用的不确定性。

3.2 应用推广支持

在政策层面形成以激励为主、引导为辅的支持政策。比如设立绿色技术应用补贴，减轻企业在尝试过程中资金压力，对应用绿色技术的企业减免税收，在具体的使用过程中做到让企业的环保获得实实在在的经济收入。创建绿色技术应用认证及推广平台，通过认证寻找、筛选成熟可靠的技术方式并编写技术应用手册，帮助钢铁企业找到适合自己的技术。在金融政策上支持有专门的针对应用绿色冶金技术的银行贷款，还贷款的期限和利率，降低钢铁企业的还款成本与压力。建立钢铁企业技术交流平台，召开应用成功的技术应用交流会，通过参观了解、互相讨论的方法消除钢铁企业对于新技术的“陌生”感，促使绿色技术在行业的运用与扩散。

3.3 行业协同发展

推进产业链协作。鼓励钢铁企业和钢铁上下游企业建立绿色供应链企业联盟，比如钢铁企业和废钢企业联合搭建标准化回收系统，确保短流程炼钢的原料供应，和下游制造企业合作开发绿色用钢，在生产—用钢上形成闭环利益链。行业协会应搭建桥梁作用，统一绿色冶金技术使用行业的规范，完善技术使用的流程和评价方式。打造行业共享平台，盘活分离的各技术、各设备及各人才资源，为中小企业提供技术咨询、设备租赁服务。同时推动区域间的协力，形成区域间的资源共享和技术互补的格局，提高行业整体的绿色化转型进程。

结语

本文研究了钢铁行业绿色冶金技术及应用，明确其核心内涵与价值，分析主要技术、应用问题及对策。绿色冶金技术是钢铁行业绿色转型的关键。后续需持续研发与推广技术，加强行业协同。相信通过各方努力，绿色冶金技术将助力钢铁行业实现可持续发展，为绿色经济发展贡献力量。

参考文献

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[2] 柴立元， 王云燕， 孙竹梅， 等. 绿色冶金创新发展战略研究[J]. 中国工程科学，2022，24（02）：10-21.