面向绿色制造的钢铁生产流程优化

钢铁企业是制造人类财富的支柱产业，另一方面它又大量地消耗资源，产生废弃物，污染环境。面对绿色制造的综合目标，必须对钢铁生产的流程进行优化，才能真正使钢铁产业在保持产量快速稳定增长的同时，提高产品质量，提高劳动生产率，大幅度降低生产成本，走上可持续发展的道路。

我国钢铁工业在“九五”期间取得了高速发展，钢产量实现年均增长600多万吨。2007年全年中国粗钢总产量预计将达到4.8亿吨左右，比上年增长14%，已成为世界钢铁大国。但我国还不是钢铁生产强国，差距主要表现在3个方面：

(1)工艺技术及装备水平低:①落后工艺技术和装备还占相当比例;②能耗高，环境污染严重;③重大冶金技术装备国产化率低，先进生产软件技术掌握少。

(2)产品结构不合理，质量水平低:①我国钢材市场需求板管比为50%，先进产钢国家板管比已超过60%;②部分高附加值钢材品种满足不了需求;③产品质量低。钢水洁净度低，钢中有害气体与夹杂物含量高。

(3)在生产流程方面，随着生产过程中成分、氧势和温度的变化，使得传统生产流程超长化，进而使流程投资大型化，生产成本提高。

绿色制造的目标是使产品在从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中对环境影响最小，资源利用最优。21世纪的钢铁工业可以理解为兼顾社会整体节能、降低社会环境负荷的协同优化生产体系—绿色钢材生命周期体系，如图1所示。

因此绿色化的钢铁生产流程应该具备下列3种功能:

(1)钢铁产品制造功能。这是钢铁生产的基本功能，即将原料和能源转化为质量好、成本低、环境负荷小且能够满足用户要求的钢材。

(2)高效的能源转换功能。钢铁生产过程中输入的能量流并没有完全被铁素流利用，应该通过各种不同的转换技术，将之回收利用，也等于相应降低了社会的环境负荷。

(3)大宗社会废弃物处理-消纳功能。可以利用钢铁生产流程来消纳-处理大量的社会废弃物，例如:①处理各种不同来源的废钢。废钢是重要的再生资源，对于节约天然资源、降低能源和原材料消耗、减少环境污染、降低成本和增加就业都具有重要的意义。②处理大宗废塑料，包括通过高炉风口喷吹或热压处理后装入焦炉。在高炉风口喷吹1t废塑料，相当于喷入1t油的热量(德国1座高炉可以年处理9万吨废塑料);③处理废轮胎，即利用钢厂内制氧机的液氮将废轮胎进行深冷处理，粉碎、分离处理，或是加人电炉内燃烧处理;④处理社会垃圾，可利用钢厂熟悉的焚烧原理和钢铁厂的可燃气，在专用焚烧炉中处理大量社会垃圾;⑤处理社区废水和污水，可利用钢铁厂庞大的水处理系统处理临近的社区污水等。