钢铁生产流程环境负荷评价体系的研究方法

针对钢铁生产过程中的环境问题 ,建立了关于钢铁生产流程环境负荷的基本概念、评价指标和指标体系 ,引入 LCA方法和产品生命周期的概念 ,提出了钢铁产品半生命周期评价方法 。

钢铁生产流程中物流对能耗影响的计算方法

从“基准物流日”的概念入手，分析了含铁物料在实际钢铁生产流程各工序中可能发生的流动情况，给出了偏离“基准物流图”的各股物流对能耗影响的计算公式及其计算步骤．

钢铁生产流程的物流对能耗影响的表格分析法

在钢铁生产流程中 ,物流对能耗具有重要的影响·从基准物流图的概念入手 ,分析了含铁物料在实际钢铁生产流程各工序中可能发生的流动情况 ,说明了根据实际生产流程构筑基准物流图的方法 ,构造了计算偏离基准物流图的各股物流对能耗影响的分析表 。

钢铁生产流程的物流对大气环境负荷的影响

应用基准物流图 ,建立了钢铁生产流程的物流对大气环境负荷影响的分析方法。以某企业的典型流程为例 ,分析了生产中的各股物流对吨钢或吨材大气环境负荷的影响 ,指出了影响吨钢或吨材环境负荷的两类因素及减轻环境负荷应采取的措施。

先进钢铁生产流程进展及先进钢铁材料生产制造技术

简要回顾了20世纪钢铁工业生产总量、钢材质量、劳动生产率、原料及能源消耗的状况,介绍了氧气转炉炼钢、连续铸钢、炉外精炼及控冷控轧技术的特点及优势,指出了钢铁工业发展所存在的环境污染严重、能源及资源循环使用率低、钢材服役周期短等问题,描述了现代钢铁生产流程连续、高效、柔性、可控的发展特征。展望了21世纪先进钢铁生产流程中氢冶金、第2代薄板坯连铸连轧及铸 轧 材一体化等流程技术的实现。在此基础上,简要介绍了先进钢铁材料的特征及生产制造技术进展。

钢铁生产流程的铁流对铁资源效率的影响

提出了衡量钢铁生产过程中铁矿石等天然资源节约程度的重要指标——铁资源效率,给出了生产流程的基准铁流图,分析了偏离基准铁流图的各股铁流对铁资源效率的影响,讨论了流程铁资源效率与工序铁资源效率之间的关系.以某钢厂年平均生产数据为例,分析了生产流程的铁流对铁资源效率的影响.

钢铁生产流程铁资源效率与工序铁资源效率关系的分析

以钢铁生产流程铁流图为基础,推导了实际钢铁生产流程铁资源效率与工序铁资源效率的关系式．以某钢厂年均生产数据为例,分析了流程铁资源效率与工序铁资源效率的关系,并讨论了工序铁资源效率对流程铁资源效率的影响．

典型钢铁生产流程的环境负荷分析

借鉴和应用产品生命周期评价方法分析钢铁生产流程的环境负荷,建立了关于钢铁生产流程环境负荷的基本概念、评价指标和指标体系,通过对两类典型钢铁生产流程环境负荷的对比分析,研究不同生产流程对环境负荷产生的影响,指出降低环境负荷的方向和途径,为钢铁企业优化生产流程、降低环境负荷提供指导和参考。

面向绿色制造的钢铁生产流程优化及其评价

绿色制造是实现可持续发展战略的有效途径。钢铁企业面向新世纪的时代命题之一是走绿色制造的道路。探讨了基于绿色制造的钢铁生产流程功能,对钢铁生产流程进行了优化,并运用资源效率、能源效率和环境效率3个指标对优化程度进行了评价,从而使钢铁生产低成本、高效率、低耗、连续、紧凑及环境友好成为可能。

钢铁生产流程发展及先进钢铁材料研究的展望

简要介绍了氧气转炉炼钢、连续铸钢、炉外精炼及控冷控轧技术的特点及优势,指出20世纪中国钢铁工业发展所存在的问题,展望21世纪先进钢铁生产流程中氢冶金、新一代可循环钢铁流程、铸—轧—材一体化技术的实现。在此基础上,介绍先进钢铁材料的研究开发现状。

钢铁生产流程CO_2编目分析评价

对钢铁生产的几种流程在研究的系统边界内进行编目分析,结果表明:吨铁产品累计CO_2排放量,直接还原海绵铁>高炉铁;吨钢产品累计CO_2排放量,BF-BOF流程的粗钢CO_2排放量最大,DRI-EAF次之,EAF最小,吨粗钢累计CO_2排放量BF-BOF流程高于EAF流程18%;CO_2排放主要在铁前工序,铁后工序CO_2排放量相对较少,因此减少铁前工序能耗是减少CO_2排放量的主要矛盾;由于我国吨钢能耗大于国外先进水平,导致CO_2排放量高于国外35%左右。

钢铁生产流程污染贡献综合评价方法研究

采用层次分析法,建立了钢铁生产过程污染贡献综合评价的指标体系和评价方法,并将其应用于不同生产规模和技术水平的2个典型案例(钢铁联合企业A和B)的各工序污染贡献整体性评价.结果表明:企业A和B各工序污染贡献排序基本相同,与实际情况相符,但企业B各工序污染贡献综合评价值低于企业A,表明规模效应和技术进步可以大幅降低过程的污染强度;铁前工序是钢铁行业污染最为严重的环节,是清洁生产技术升级的关键所在.

钢铁生产流程的物流对能耗的影响

提出了钢铁生产流程基准物流图的概念，分析了偏离基准物流图的各股物流对吨材能耗和吨钢能耗的影响．以某钢厂生产数据为例，分析了生产流程的物流对能耗的影响．

典型钢铁生产流程理论极限能耗与CO_(2)排放分析

高炉-转炉流程是钢铁生产的主要流程,该流程也是典型的铁-煤化工过程,其物质、能源消耗和CO_(2)排放一直居高不下,在双碳目标下,钢铁生产流程节能与CO_(2)排放面临巨大压力和挑战。因此,以典型高炉-转炉长流程炼钢以及电弧炉短流程炼钢工艺为基础的极致能耗和CO_(2)排放的研究具有重要意义。围绕钢铁生产过程反应机理,采用热力学和热化学理论,对相应的生产工艺进行假设,基于实际的原料、燃料参数和反应条件,从工序和全流程的角度计算了典型钢铁生产过程的理论极限能耗和理论CO_(2)排放量,并剖析了其影响因素。结果表明,轧制过程为冷装料情况下,原料为全铁水时高炉-转炉长流程的理论极限能耗(以标准煤计)和CO_(2)排放为389.29 kg/t和824.08 kg/t(以CO_(2)计);15%废钢比的条件下,高炉-转炉长流程的理论极限能耗(以标准煤计)和CO_(2)排放减少,为338.56 kg/t和681.30 kg/t(以CO_(2)计)。采用电炉短流程炼钢工艺时,钢铁生产过程的能耗进一步降低,如采用100%废钢时,短流程炼钢工艺的理论极限能耗(以标准煤计)和CO_(2)排放分别为72.76 kg/t和328.79 kg/t(以CO_(2)计);而当原料为DRI或铁水时,电炉炼钢工序的能耗减少,但不利于全流程能耗的降低。探讨了不同原料结构、冶炼工艺对全流程能耗和CO_(2)排放的影响,以期为钢铁生产流程极致能效、极限碳排放分析提供理论依据,从而挖掘典型钢铁生产流程节能降碳潜力,助力钢铁行业碳达峰碳中和目标实现。

钢铁生产流程物流-能流-环境作用机理及广义热力学优化

将有限时间热力学、构形理论和(火积)理论等现代热学理论与冶金流程工程学相结合,提出钢铁生产流程广义热力学优化理论.在搭建钢铁流程能耗排放仿真平台和建立分析与生命周期评价结合的物流-能流-环境作用评价方法的基础上,基于钢铁生产流程广义热力学优化理论对单体组件、工序模块、功能子系统和流程进行物流-能流-环境作用机理研究,并开展多学科、多目标的广义热力学优化.优化后流程和工艺的选择、物流和能流的分配、余能余热综合利用更加合理,流程系统得到集成、运行调控更加合理,物流-能流-环境得到综合协调,实现流程能源的高效配置和余能的梯级利用,系统能耗和排放显著降低.本文通过探索钢铁生产流程高效、节能、减排技术途径为钢铁联合企业能源环保中心的设计运行提供了理论支撑,也为一般物质转化过程高效节能的相关共性问题的解决提供了研究平台,奠定了科学和技术基础.

钢铁生产流程物质转化与能量转换评价指标

为了量化描述钢铁生产制造流程的物质转化与能量转换效率,区分不同钢铁产品制造流程的物质转化与能量转换效果,基于对钢铁制造的炼铁-炼钢-连铸-热轧主流程及其主工序/装置的制造单元物质转化与能量转换特征的分析,提出了以流程物质转化率和流程能量耗散率、过程物质转化率和过程能量耗散率分别作为制造流程和制造单元评价指标的多尺度评价方法。采用某钢铁企业炼钢厂全流程的生产实绩数据,计算了制造流程的物质转化与能量转换效率,发现同类型钢种经过不同的流程其效率有所不同,同时不同制造单元之间衔接关系的紧密程度也会对流程物质转化与能量转换产生明显影响。该评价方法可为物质能量协同优化的生产管控提供指导。

钢铁生产流程铁素流网络建模与仿真

针对钢铁生产流程的铁素流网络,采用系统动力学方法构建了全流程铁素流运行的动态模型。仿真了首秦、鞍钢老区和鞍钢西区3个实际钢铁生产流程从原料加入设备到产品稳定输出阶段的产品铁素流、损失铁素流和铁素存量的动态特性。结果表明:首秦流程的烧结工序、炼铁工序和炼钢工序紧凑性较好,烧结工序和轧钢工序的铁资源利用率有较大提高空间,同时需要提高轧钢工序的技术水平和生产能力;鞍钢老区的炼铁工序和轧钢工序铁资源利用率较好,需要提高炼钢工序的铁资源利用率;鞍钢西区的炼钢工序铁资源利用率较好。

钢铁生产流程的物质流仿真研究

在现代工业智能化发展的要求下,钢铁等工业流程的整体性研究越演越烈,物流仿真技术在工业流程研究中的应用也越来越广泛。目前,对于钢铁生产流程的物质流仿真研究方法还不普遍,研究者还未认识到物流仿真方法对流程整体性研究带来的实际益处。介绍了目前为止应用广泛的物流仿真工具,重点概述它们在钢铁生产流程上的相关应用,并从钢铁生产流程的设计与优化、问题分析与优化两个方面详细介绍了钢铁生产流程物质流仿真的研究思路。最后对物流仿真技术在钢铁生产流程研究中的应用提出了展望,指出了进一步研究要提高仿真模型的通用性、制定并完善钢铁生产流程的物质流仿真的相关评价指标、以及深入挖掘并推广钢铁生产流程的物质流仿真研究。

连续铸钢在钢铁生产流程中的作用及现代连铸技术简介

阐述了连铸在钢铁流程中的重要作用,回顾了连铸技术在我国发展的曲折历程,扼要介绍了我国高效连铸系统技术、薄板坯连铸的技术进步,展望了连铸技术的发展方向.

基于流程的钢铁生产过程环境负荷分析与优化

叙述了生命周期评价方法在钢铁工业中应用现状和发展前景,并对钢铁生产传统工艺流程和钢铁生产新工艺流程和新技术的环境负荷进行分析和评价。基于钢铁生产新工艺流程和新技术的不断应用,对熔融还原炼铁和薄板坯连铸连轧生产工艺和流程的环境负荷进行了评价,与传统高炉流程相比,熔融还原炼铁废气污染物和废水污染物减排效果十分明显;与传统热连轧工艺相比,薄板坯连铸连轧工艺吨材煤气消耗降低2/3,吨材烟粉尘排放降低约27%。此外,针对我国钢铁生产矿物资源和能源消耗过大、环境污染问题十分突出的现状,指出通过改进原料和能源结构,加强环境排放控制和管理,有利于较大幅度地减少污染物的发生量和排放量。最后结合钢铁企业发展循环经济的实例,提出用生命周期评价方法对实施循环经济前后的环境负荷和循环经济发展程度进行分析研究。结果表明,钢铁企业采用新工艺流程和新技术,尤其是建设循环经济型企业,有利于从根本上降低钢铁生产过程环境负荷。