多年来，我国钢铁工业污染排放总量占全部工业污染排放总量的比例逐年增加。“十二五”期间节能减排的任务十分艰巨和急迫，我国政府承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放要比2005年下降40%~45%，节能提高能效的贡献率要达到85%以上，这也给钢铁行业的节能减排工作带来巨大挑战。
因此，在当前钢铁工业处于低谷和困难的时候，更应该深入研究如何改变钢铁工业的经济增长方式，进行结构调整和提高企业的核心竞争力。同时，节能减排也是钢铁行业今后需要大力加强的、具有普适性的重点工作。
烧结：解决现有问题促节能
当前，钢铁企业新建的大中型烧结机多采用较先进工艺和节能环保装置，我国已有66台烧结机配有烧结余热回收利用装备，还有200多套烧结烟气脱硫或脱硫、脱硝综合治理装置，太钢采用活性炭脱硫、脱硝和脱除其他有害物质的装备已引起行业的广泛关注。然而，不容忽视的是我国烧结系统仍然存在以下问题：
一是我国现有烧结机平均面积偏小，技术装备水平差距大。我国有烧结机1200多台，但180m2~630m2的烧结机仅125台，中小型烧结机仍占烧结总面积的34%以上。
二是由于企业之间原燃料供应和价格等因素，生产条件差异较大，使烧结生产指标差距较大，返矿率、能耗等偏高。
三是我国现有烧结机漏风普遍高达60%以上，使烧结工序能耗显著增加，70%~80%能耗在主抽高压风机上。国外先进烧结机的漏风率在20%左右。降低漏风率是烧结工序增加产量、降低成本最直接有效的措施。
四是烧结烟气综合治理总体水平不高，中小烧结机烟气治理普遍不好。我国近年来上了一些脱硫装置，但仅少数有脱NOx装置，极少采用可同时脱硫、脱硝、脱二口恶英的技术。同时，脱硫效率低、产品利用率差等问题普遍存在。
五是我国每年仍有大量细精矿烧结，国外已极少见，精矿粉烧结必然带来产量低、质量差、能耗高和污染严重。
解决好以上问题，有助于推进烧结系统节能降耗。
焦化：煤调湿节能效果有待进一步提高
煤的湿度控制技术（简称煤调湿）是将炼焦煤在装炉前去除部分水分，与煤干燥的区别在于不追求最大限度地去除入炉煤的水分，而使水分稳定在6%左右，可以降低炼焦耗热量58kJ/kg~67kJ/kg干基煤，提高焦炉生产能力7%~10%。我国炼焦煤含水量普遍偏高，达11%，如果焦煤的含水量降至6%，可节约干煤10.6kgce/t焦，每t入炉煤可以减少35.8kg的CO2排放；可多配弱黏结性煤8%~10%，扩大焦煤使用资源，具有显著的节能环保效果。
以年产100万t焦化厂为例，采用煤湿度控制技术每年可以减少5126t标煤，减少废水5万t，降低煤粉碎电耗40%，提高焦炉生产能力4%~10%。直接经济效益1000万元/年。目前我国钢铁企业中已投产6套煤调湿装置，分布在济钢、昆钢、马钢、宝钢、太钢、攀钢。如果在全国推广，按入炉水分降低3%计，每年可以节约300万t标煤，减排CO21600万t。
但是，国内部分已经建成的煤调湿装置多以蒸汽为热源，能耗较高，节能效果有待提高，以焦炉烟道气余热为热源的煤调湿热效率高，节能效果好，应该成为我国重点推广的煤调湿技术；采用煤调湿后煤的水分降低，在转运和装煤过程中粉尘量等有害物质增加，有待采取有效措施解决。
高炉：以降低燃料比和提高利用率为重点
炼铁是整个钢铁企业节能减排、降成本的关键环节。而炼铁节能应以降低高炉燃料比和焦比为核心。
高风温技术：提高热风温度是有效降低焦比和燃料比最为廉价的方式。高风温是一项综合技术，要综合考虑高炉接受风温的能力、热风炉供应风温的能力和高温热风的输送。
我国≥1200℃的高风温高炉为数不多，重点企业近年平均风温仅为1150℃。设置前置加热炉、全烧高炉煤气的顶燃式热风炉的风温可以突破1300℃，首钢京唐5500m3高炉热风炉的实践已证明它的成功。首钢迁钢公司通过热风炉结构优化和煤气预热、燃烧系统仿真、燃烧自动控制系统等技术，2009年风温1259℃，以后一直稳定在1280℃，达国内外先进水平。
高炉长寿技术：据不完全统计，仅2000年~2011年国内企业就有23座高炉发生高炉炉缸、炉底烧穿事故，成为近年来高炉安全稳定生产的制约因素。一些企业的高炉炉龄仅6年~7年，高炉长寿的问题应当予以重视。
高炉长寿综合技术的使用可以有效控制高炉老化的速度，并且保持长年持续稳定生产。其中，提高高炉的设计和建设水平是高炉长寿的基础和根本保证，否则要想通过改善操作和维护技术来获得高炉长寿是十分困难和代价昂贵的。
目前，国内外高炉长寿技术的主要发展有：全炉体冷却技术，即从炉底到炉喉全部采用冷却器。无料钟炉顶，可使煤气流分布稳定合理，控制炉身热负荷。在炉腹、炉腰至炉身下部这些高炉工况条件最恶劣的区域，安装铜冷却壁，可确保在高利用系数的操作条件下此区域的寿命提高，而且不用使用价格昂贵的耐火材料，高炉炉体的维护工作大大减少。此外，在炉缸、炉底区域构筑炉缸长寿保护层，如采用具有高导热系数的热压碳砖或超微孔碳砖，或在炉缸碳砖表面增加一层低导热的优质莫来石或刚玉等耐火材料陶瓷杯，均可促进炉缸的长寿。
精料方针：高炉贯彻精料方针，包括原料精准配料，高品位、高碱度、高强度的烧结矿，酸性球团，冶金性能好的焦炭以及采用熟料技术等。通过全面改进原料质量，从而保证高炉在大风量、高风温、高压、高负荷的生产条件下稳定运行。实践证明，入炉品位每提高1%，则焦比下降1.5%，高炉产量提高5%，吨铁渣量减少30kg，允许高炉吨铁多喷15kg煤粉。因此，高炉应尽可能地做好精料工作，探索配矿和配煤技术，在资源日益劣化的今天也应该“粗粮细做”。
高炉精料应改变“低价劣品”的采购理念，提高入炉品位。坚持精料方针可能会增加采购成本，但可以显著降低制造成本，并有利于节能减排。目前高炉精料技术普及率80%。我国多数大型高炉入炉矿品位控制较好，一般在57%以上。首钢迁钢2650m3、4000m3高炉的入炉品位58.5%，宝钢4500m3级高炉为61%。这些企业从实践中和比较中得出体会：精料方针必须坚持，高炉能够在高水平下稳定顺行才是最大的降低成本。
提高煤气利用率：高炉煤气利用率的高低直接影响焦比和燃料比，通过对高炉装料和送风等制度的调整，可以实现高的煤气利用率。应该坚持稳定入炉原料的质量，粒度均匀、含粉尘少；使用好高风温和富氧，提高在较高煤焦置换比前提下的喷煤量；处理好煤气利用率与炉料透气性的关系，在高炉高水平顺行的前提下取得较高的煤气利用率。
目前，除了宝钢以外的11座大型高炉的煤气利用率没有超过50%，有的甚至不足45%，说明大型高炉如何通过管理和操作实现煤气流的合理分布还存在许多问题，燃料比都在500kg/t以上，没有完全发挥出大型高炉热效率高、节能降焦的优势。而小高炉热效率低、煤气利用率差、燃料比高是难以克服的缺陷，也成为冶金行业CO2减排的难点。
高炉喷煤技术：高炉喷煤可以节约冶金焦和降低铁水成本，是提高炼铁竞争力的重要标志。由于煤炭资源的质量劣化，近年来高炉喷煤量也有所下降。业内有人提出经济喷煤量，即以最佳的置换比决定喷煤量的大小，实现低燃料比炼铁。如果喷的煤粉不能被高炉所利用，未燃煤粉被煤气带出高炉炉顶，提高喷煤量则失去意义。高炉喷煤置换比决定于煤粉在风口前的燃烧率和高炉对未燃煤粉的承受能力，喷煤置换比是可变的，因此经济喷煤量也是可变的。从炼焦煤资源的短缺和降成本的压力出发，高炉大喷煤依然是炼铁技术工作者的追求目标。
高炉喷煤的技术发展方向是：提高煤粉在风口前的燃烧率，尽可能减少未燃煤粉，这就须优化与煤粉在风口前燃烧相关的工艺参数和喷吹设备；提高高炉对未燃煤粉的接受能力，研究未燃煤粉的利用率与高炉煤气流分布的关系，进而提高高炉经济喷煤量；深入研究煤种特性和配煤特性，以适应提高燃烧率和未燃煤粉接受能力的技术要求。
高炉煤气干法除尘和干法TRT：与湿法比较，经过干法除尘的高炉煤气的阻力损失小（约低20kPa-30kPa）、净煤气温度高（约150℃），而且因为没有净化过程带入的水分，煤气理论燃烧温度高，如果用于热风炉，可以提高热风温度50℃~90℃。
干法除尘的高炉煤气如果用于TRT发电，比湿式TRT的发电效率提高30%。据中钢协组织的调研，国内高炉562座，干式TRT为330套，湿式TRT有78套。我国70%大型高炉已采用煤气干法除尘技术。
今后，钢铁企业应继续完善煤气干法除尘技术，进一步解决煤气温度控制、高炉煤气中大量酸性介质对管道的腐蚀、设备检修量大、滤袋更换处理等问题。
高炉煤气发电与共同火力发电：高炉煤气（燃气）-蒸汽联合循环发电（简称CCPP）是利用高炉煤气发电的一项先进技术，比常规的锅炉蒸汽发电可以多发电20%。
目前我国有15套（10家钢铁企业）CCPP发电机组投产，CCPP的装机容量从50MW到300MW。除宝钢等少量企业使用全高炉煤气外（热值约为700kcal），其余均为高炉煤气和焦炉煤气混合，热值约为1300kcal。该技术应该进一步解决燃气除尘和叶片损坏等问题。国外企业十分重视CCPP的入口高炉煤气条件和保证CCPP满负荷运行，我国企业在这方面做得尚不到位，40天~50天的停机大修时间和高额的大修费用使钢铁企业犹豫。
需要指出的是，提倡钢厂自发电，“只买煤，不买电”，不是要企业建设全烧煤的火电机组，也不是富裕多少煤气发多少电，应该根据企业煤气平衡，合理配置混烧煤气和煤的发电机组，以达到稳定、高效、缓冲和降低煤气放散之目的。
回收的各种类型煤气应根据用户的不同需求，尽量合理分配、就近利用、梯级利用，富余的高热值煤气优先作为原料或集中制氢。企业往往重视回收而对有效利用重视不足，常常会造成一定程度的无效回收现象。回收的余热应尽量在本工序直接利用，减少没有必要的能量转换。
在煤气资源利用方面，应鼓励钢铁企业与电力企业合作，利用钢厂的副产煤气和发电厂的大型蒸汽锅炉、大容量发电机组，开展共同火力发电，在投入较少的情况下可以得到好的经济效益。共同火力发电比常规的发电机组灵活。在煤气富余时，共同火力的蒸汽锅炉可以将其消耗掉，使煤气不再放散，也降低了发电成本；在煤气不足时，共同火力的蒸汽锅炉可以烧煤，保证供电正常。共同火力发电对于钢厂和电厂都有好处。目前由于缺乏相应的政策支持，煤气价格主要由电厂确定，其折算价格远低于市场标准煤价格，导致优质燃料低价销售，在一定程度上影响钢厂共建积极性。
炼钢：抓住重点技术不断突破
转炉煤气干法除尘技术：转炉煤气热值较高，一般为7500kJ/Nm3~9000kJ/Nm3（1800kcal/m3~2200kcal/m3），转炉煤气回收占炼钢回收总热量的80%，可以显著降低转炉炼钢工序能耗。
目前世界上大部分转炉采用未燃法来净化回收转炉煤气，通常又分为OG湿法和LT干法两大类。
OG湿法以其成熟稳定和安全可靠、操作简单而在全世界广泛应用，目前国内广泛应用第四代OG湿法为喷淋塔-文氏管（RSW喉口）净化回收系统，处理后烟气含尘量达到50mg/Nm3~80mg/Nm3。
LT干法虽然投资高于OG湿法，但具有节水节电、除尘效率高、风机寿命长、维护工作量小、经济效益好等优点。我国目前已经有40余套，处理后烟气含尘量达到10mg/Nm3~20mg/Nm3，当铁水比为90%时，干法回收煤气可达100m3/t钢以上，是今后转炉煤气净化回收的技术发展方向。
转炉高效挡渣技术：减少转炉出钢到钢包的下渣量，可以减少精炼过程中钢水的回磷及氧化物夹杂，提高钢水清洁度，同时也提高合金的收得率，减少脱氧剂、合金消耗，降低炼钢成本。
转炉高效挡渣技术是在转炉炉壳出钢口安装液压滑动水口，配备远红外下渣监测装置，实现精确自动控制滑板出钢。不仅操作方便、控制精确，自动化程度高，降低了劳动强度。国内的滑板挡渣效率≥95%，合金收得率提高1%～2%，钢包下渣厚度小于30mm。三明钢铁、宝钢、京唐、莱钢等十几个钢厂，在超过40座转炉（60t~300t）上先后应用，此技术的应用前景良好。
RH精炼用干式真空泵系统：重钢RH干式真空系统生产实践表明其脱氢效果与国内使用多级蒸汽喷射泵的RH基本一致。RH脱碳前钢水初始碳含量300ppm~450ppm、氧含量500ppm~650ppm、驱动气体流量为90m3/h~120m3/h时，经20min左右脱碳处理，可将碳最低脱至10ppm。其不受蒸汽温度、压力的影响，生产组织灵活，由于采用布袋干法除尘，设施简单，粉尘便于回收利用。
热送热装技术：连铸坯的直装（DHCR）和热装（HCR）是提高生产率、节能降耗和降低热轧工序成本的重要措施。
DHCR的关键技术包括：炼钢-热轧作业计划一体化编制、DHCR连铸坯顺序动态调整技术和连铸坯无缺陷技术。根据宁波钢厂的统计，采用DHCR时一座加热炉煤气消耗为5600m3/h，传统轧制时一座加热炉煤气消耗为35000m3/h，2009年4月~2010年3月三座加热炉节约标准煤27600t，减少CO2排放7.45万t，减少金属烧损25035t。
节能减排技术的发展是实现钢铁产业升级、产品结构调整的重要环节，也是行业转型升级的主攻方向和突破口。钢铁行业作为节能减排的重点区域，应继续加强对节能减排先进技术的重视和应用，真正构建起低耗、绿色、环保、可持续的发展模式，推动全行业转型升级。
