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目录第一章钢铁工业污染源监测第一节我国钢铁工业的现状一、我国钢铁工业体系及消费结构二、我国钢铁工业的规模三、我国钢铁企业数量四、我国钢铁工业存在的问题五、钢铁行业的产业政策第二节烧结球团工艺污染核算一、烧结及球团生产的原料与能耗二、烧结及球团生产设备三、烧结与球团生产工艺四、烧结及球团生产工艺的大气污染核算五、烧结及球团工艺的废水与废渣污染核算第三节炼铁工业的污染核算一、炼铁工业的原料与能耗二、炼铁生产设备三、炼铁生产工艺四、炼铁工业的大气污染污染核算五、炼铁工业的废水污染核算六、炼铁工业的废渣污染核算第四节炼钢工业污染核算一、我国炼钢工业现状二、炼钢工业的原料与能耗三、炼钢生产设备四、炼钢生产工艺五、炼钢工业污染核算六、炼钢工艺的污染防治技术第五节轧钢工业污染核算一、轧钢工业的原料二、轧钢生产设备三、轧钢工艺四、轧钢工业大气污染核算五、轧钢工业水污染核算六、轧钢工业固体废物污染核算七、轧钢工业的污染处理技术第四章钢铁工业的污染源监测第一节我国钢铁工业的环境问题一、我国钢铁工业体系及消费结构我国钢铁工业作为基础工业在“十五”期间快速扩张，进入了加速结构调整、提高竞争力为主的新发展阶段。经过多年的建设我国钢铁工业已形成了包括由矿山、烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢以及相应的铁合金、耐火材料、炭素制品等多生产部门构成的庞大工业体系。钢铁工业体系见图1—1。图1—1钢铁工业体系我国钢铁产品消费主要集中在建筑、机械、汽车、造船、铁道、石油、家电、集装箱八大行业，这八大行业钢材消费量占全国消费量的80％以上。其中建筑行业消耗占钢材总量的51.82％。二、我国钢铁工业的规模进入新世纪以来，仅10年的工业化进程，中国产钢量从2000年的1.29亿吨上升到2010年的6.27亿吨，钢产量升至占世界总产量（14.14亿吨）的44.3％。我国是钢铁生产和消费大国，粗钢产量连续13年居世界第一。三、我国钢铁工业企业数量中国钢铁工业协会近日的一份报告称，中国2011年的粗钢产能将达到8亿t，而2010年的产能约为7.7亿t。其中，小高炉等落后产能就达到1.6亿t左右。另一方面，粗钢产量最多的10家钢铁企业产量只占粗钢总量的42.5％，产业集中度低，企业规模小而且分散，无序竞争突出。（来源：中国企业新闻网）。“十一五”我国钢铁工业节能减排淘汰落后工作取得明显成效。2010年，重点钢铁企业吨钢综合能耗、吨钢耗新水分别从2005年的741㎏标煤和8m3新水降至619㎏标煤和4.4m3新水。四、我国钢铁工业存在的问题目前，中国钢铁工业的资源和能源综合利用指标与国际先进水平相比，行业平均差距在10％～30％。钢铁工业加大淘汰落后产能和替代低水平工艺装备的任务还任重道远。必须要通过关闭和淘汰落后的钢铁烧结厂采矿场炼铁厂炼钢厂轧钢厂冷轧厂焦化厂炼铁铁合金厂产能，进行技术改造、设备更新以及联合重组，提高产业集中度等项措施来节能降耗、减少污染促进钢铁工业的产业结构优化。（一）产业集中度偏低已成为钢铁工业节能减排的主要矛盾钢铁企业的最佳规模为800～1000万t/年，在世界上的发达国家，产业集中度都相当高。国际上钢铁联合企业都实现了装备大型化，企业规模化。在产业集中度差的情况下，我国钢铁业存在着大量落后产能。因此，加快推进中国钢铁联合重组，提高产业集中度，是节能减排进一步深化的根本。提高钢铁行业的产业集中度也是我国《钢铁产业政策》的要求。《钢铁产业政策》提出：到2010年，国内前10家钢铁公司钢产量达到全国总产量的50％，到2020年，这个比例要达到70％。（二）落后和低水平工业装备仍然是钢铁工业节能减排的难点我国中小钢铁企业中普遍存在规模小，基本采用落后或低水平的工业装备、能源环保设施不到位等问题，导致我国钢铁工业工艺装备总体水平不高，如世界先进焦炉为炭化室高度6m以上，而我国的主体水平仅为4.3m；先进大型高炉为3000-5000m3，我国主体水平仅为300～3000m3；先进炼钢转炉为200—350t，我国主体水平为20-100t。从而造成了能耗高，二次能源回收低，污染处理难度大。因此加大淘汰落后和替代低水平工艺装备的力度仍是推进节能减排的难点。中小钢铁企业集中的河北、江苏、山东、河南四省，钢铁产量占全国的一半以上。（三）我国现有能源结构、铁钢比问题是造成钢铁工业能源差距的主要原因铁钢比较高：由于我国正处于经济快速发展阶段，废钢资源积累少，必然造成电炉钢比例低。美国电炉钢比约为55％，德国约为30％日本为25％，而我国仅为10％左右，这就造成了中国钢铁工业铁钢比较高，2010年为0.95。按目前我国钢铁工业实际情况测算，铁钢比每提高0.1t钢综合能耗上升约20kg标准煤，中国比其他国家铁钢比高0.4左右。2008年全国重点钢铁企业高炉燃料比为532kg/t。钢铁工业是能源消耗大户，约占全国总能耗的15%左右；是物耗大户，生产1t钢材，约需消耗23t自然资源；是污染物排放大户，废水排放占工业废水总排放量的8.53%，粉尘排放总量占我国工业粉尘排放总量的15.18%，CO2排放量占全国9.2%，固体废弃物排放占全国工业总排放量的17%，SO2排放占全国总排放量的3.7%。中国钢铁工业协会常务副会长罗冰生指出，由于产业集中度低，装备大型化同发达国家有明显的差距，加上节能环保先进技术普及率低，二次能源回收利用率低等原因，我国钢铁工业全行业能耗同世界先进水平比较，还存在20％左右的差距。表1—1钢铁工业各生产工序能耗占钢铁工业总能耗比例烧结球团炼铁焦化转炉电炉轧钢6.06％0.49％48.17％14.69％2.27％3.08％9.60％据2008-2010年中国高炉煤气发电项目投资调查咨询报告显示，2007年，我国大型钢铁企业吨钢能耗比发达国家高10％，中小型企业高25％-30％左右。目前，我国钢铁工业总能耗已占全国工业总能耗的15％左右，而钢铁企业生产过程中的能源有效率仅为30％左右；炼铁系统能耗占钢铁企业总能耗78.87％，污染物排放占2／3。钢铁行业的能源消费中煤炭占70％，主要是炼焦用煤、燃料煤和高炉喷吹用煤。2003年全国生铁产量2亿t，全年共消耗煤炭1.8亿t。近年来，各钢铁企业加大了节能工作力度，使我国重点钢铁企业吨钢综合能耗、吨钢可比能耗不断下降，各工序能耗也有所改善。2008年钢铁行业高炉煤气平均放散率为6.01％，焦炉煤气平均放散率为2.25％，分别比2007年下降40％和20％。干熄焦普及率由2000年的6％升至2008年的约50％。（四）污染治理不到位，导致污染减排任务艰巨钢铁工业生产过程包括采选、烧结、炼铁、铁合金冶炼、炼钢（连铸）、轧钢等生产工艺。钢铁工业中污水、废气、废渣的产生量都很大，尤其废气量更大。我国钢铁工业中来自烧结、炼铁、焦化等炉窑产生的含尘和有害气体的废气，原料运输、装卸、加工产生的无组织含尘废气，钢铁企业已成为许多地方的主要污染源，引起了人民群众的强烈不满，也是政协和人大代表比较集中关注的问题之一。钢铁工业产生的污水量也很大，钢铁工业单位产品消耗新鲜水6～20m3/t钢（不计重复水量），考虑重复用水和生产消耗，平均污水量约4～10m3/t钢。全国钢铁工业平均重复用水率约为87％，其污水的70％来自冷却水，其余来自设备和场地的清洗水和除尘冲渣水。钢铁工业废渣包括冶炼渣、燃料渣、尘泥等，数量很大。第二节烧结球团工艺污染核算烧结是是利用铁矿粉、熔剂、燃料及返矿按一定比例制成块状冶炼原料的一个过程。目前铁矿粉造块主要有两种方法：烧结法和球团法，两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。主要工艺过程是将选矿厂来的精矿粉和回收的含铁尘泥，混以燃料和熔剂，在高温下经过烧结或球团工艺制成烧结矿或球团矿。一、烧结及球团生产的原料与能耗烧结生产使用的主要原料为含铁原料（精矿粉、富矿粉、高炉瓦斯泥、转炉泥以及轧钢氧化铁皮等）、熔剂（石灰石、白云石、菱镁石、生石灰和消石灰等）、燃料（无烟煤、焦粉、煤气等）。烧结燃料耗量为40～50㎏标煤/t产品，综合能耗为55～70kg标煤／t产品。球团生产的原料为矿粉、焦炭粉（或煤粉）和熔剂（石灰石灰或白云石）。球团使用的含铁原料主要有精矿粉、富矿粉等，但它比烧结使用的原料粒度细得多。多以焦粉、重油、煤气为燃料，燃料耗量为18～20㎏/t矿。综合能耗30～45㎏标煤/t矿。二、烧结及球团生产设备烧结工艺主要设备是带式烧结机。带式烧结机是由头尾星轮带动的装有混合料的台车并配有点火、抽风装置的烧结机械设备，台车在头部加料并点火，至尾部卸料。通过抽风机抽风助燃，在有效烧结长度内，将混合料由上至下烧透，生成烧结矿。烧结机工艺设备图球团生产的主要设备有竖炉、带式焙烧机、链箅机-回转窑三大类，主要设备包括造球机、焙烧设备、冷却设备。球团生产大致分三步：①将细磨精矿粉、熔剂、燃料(1％～2％，有时也可不加)和黏结剂(如皂土等约0.5％，有时也可不加)等原料进行配料与混合；②在造球机上加适当的水，滚成10～15mm的生球；③生球在高温焙烧机上进行高温焙烧，焙烧好的球团矿经冷却、破碎、筛分得到成品球团矿。竖炉是用来焙烧铁矿球团的最早设备，竖炉按其断面形状分类，有圆形和矩形两种，结构包括燃烧室、导风墙。带式焙烧机带式焙烧机基本结构形式与带式烧结机相似，但两者的生产过程完全不同。球团带式焙烧机的整个长度上可依次分为干燥、预热、燃料点火、焙烧、均热和冷却等六个区。链箅机-回转窑是一种联合机组，包括链箅机、回转窑、冷却机及其附属设备。这种球团工艺的特点是干燥预热、焙烧和冷却过程分别在三台不同的设备上进行。生球首先在链箅机上干燥、脱水、预热，而后进入回转窑内焙烧固结，最后在冷却机上完成冷却。球团竖炉设备及产品烧结工艺的冷却有带式和环式两种，鼓风式带冷机是与各式烧结机（环烧、带烧、平烧）配套的高效通用烧结矿冷却设备。鼓风环式冷却机是冶金企业大中型烧结机的主要配套设备,用于冷却经破碎筛分后的热烧结矿。环冷机是使装有热烧结矿的台车回转运动，在加料与卸料部位之间,鼓风机冷空气由台车底部进入并穿透热烧结矿层,带走热量,使烧结矿冷却。三、烧结与球团生产工艺（一）烧结生产工艺烧结生产就是把铁金矿等含铁原料和燃料、熔剂混合在一起，由布料器铺至烧结机台车上，点火炉点火燃料燃烧，下部强制抽风，从而使散料结成块状，并具有足够的强度和块度的过程。经机尾破碎机（一次热破）破碎后进入冷却机，冷却后的烧结矿经二次破碎机破碎和数次筛分后，按粒度分成成品矿、铺底料和返矿。成品矿送往高炉，铺底料送铺底料槽，返矿则送返矿槽参加配料再使用。同时，烧结过程中产生的废气由主抽风机通过下部风箱进入主排气管，废气经除尘脱硫后从烟囱排出。烧结生产工艺流程见下图：图4—5烧结生产工艺流程（二）球团生产工艺球团生产的工艺流程与烧结相似，主要包括含铁原料的干燥，配料、混合、造球、筛分、铺底边料、布料、焙烧、冷却和成品输出等工序。球团生产工艺流程见下图：铺底料热返矿冷返矿焦粉、无烟煤破碎配料混合布料点火筛分破碎石灰石、白云石精矿粉、富矿粉轧钢皮10-0mm高炉灰、轧钢皮烧结抽风除尘破碎热筛分烟囱冷却冷筛分3-0mm富矿粉10-0mm25-0mm排入大气成品天然气、煤气或重油水品除尘灰水品水品图4—6球团生产工艺流程四、烧结及球团生产工艺的大气废气污染核算监察混合料在烧结时，会产生含有粉尘、烟气、SO2和NOχ的高温废气。废气有组织污染主要是机头（抽风箱）、机尾（卸矿端）产生的废气，废气中主要污染物含大量粉尘、SO2，少量CO、NOX、氟化物、Hg、H2O蒸汽、氯化物、氟化物、二噁英、重金属等。一般钢铁厂会进行收集净化，有组织排放。烧结机机头机尾产生的废气量约为2900～3400Nm3/t烧结矿，球团生产过程产生的废气污染比烧结生产少许多，球团生产过程产生的烟气量约2800～3200Nm3/t球团矿。烧结厂生产工艺中，如下生产过程产生无组织排放废气：原料装卸、破碎、筛分和储运过程产生含尘废气；混合料系统产生水汽～粉尘的共生废气；破碎、筛分、冷却、贮存和转运过程产生含尘废气。原料混合系统、烧结