我國(guó)還真就造出了鋼鐵產(chǎn)業(yè)“永動(dòng)機(jī)”。根據(jù)能量守恒定律，能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。而在煉鋼領(lǐng)域，有一種負(fù)能煉鋼技術(shù)，目前我國(guó)眾多大中型鋼鐵企業(yè)已實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼，煉鋼需要煤炭燃燒帶來(lái)熱量，而國(guó)內(nèi)煉鋼工序能耗已經(jīng)降至負(fù)30公斤標(biāo)準(zhǔn)煤一噸鋼鐵。通俗來(lái)說(shuō)相當(dāng)于煉一噸鋼，不僅沒(méi)有能源消耗，還賺了30公斤煤。
這個(gè)看似不可思議的結(jié)果，究竟是怎么實(shí)現(xiàn)的？
負(fù)能煉鋼是一個(gè)工程概念，是指在煉鋼過(guò)程中所回收的能量大于所消耗的能量，煉鋼過(guò)程中需要用到水、電、氣、煤氣、氧氣等多種能源，業(yè)內(nèi)為了便于統(tǒng)一計(jì)算，便將這些能源折算為標(biāo)準(zhǔn)煤，當(dāng)煉鋼工序耗能為正，也就是能耗消耗大于回收量時(shí)，為耗能煉鋼，當(dāng)煉鋼工序?yàn)?，也就是能源消耗等于回收能量時(shí)，為零能煉鋼。當(dāng)煉鋼工序能耗為負(fù)時(shí)，也就是負(fù)能煉鋼。
負(fù)能煉鋼是目前煉鋼工序中的核心技術(shù)，國(guó)內(nèi)外眾多企業(yè)也將負(fù)能煉鋼作為提高經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保水平的衡量標(biāo)準(zhǔn)。負(fù)能煉鋼也并不是一項(xiàng)單一的技術(shù)，而是將所有煉鋼環(huán)節(jié)結(jié)合，形成了一種綜合技術(shù)。按照煉鋼能耗的計(jì)算公式來(lái)看，要想實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼有兩大關(guān)鍵影響因素。第一是降低煉鋼過(guò)程中的能源消耗。第二是提高能源回收量。例如用過(guò)的熱水、氧氣、電等進(jìn)行二次回收，當(dāng)回收的能量大于所消耗的煤炭時(shí)，負(fù)能煉鋼也就隨之實(shí)現(xiàn)。
我們先來(lái)說(shuō)第一點(diǎn)：降低能源消耗。煉鋼廠通過(guò)優(yōu)化煉鋼工藝，提高煉鋼生產(chǎn)效率，穩(wěn)定鋼水質(zhì)量，最終提高合格產(chǎn)品產(chǎn)量，在一種耗能不變的情況下，合格產(chǎn)品產(chǎn)量的提高，將大幅降低能源消耗，除了提高合格產(chǎn)品產(chǎn)量外，鋼鐵廠在加強(qiáng)對(duì)水、電、氣等能源介質(zhì)的管理，有效防止能源浪費(fèi)，最終減少能源消耗。
不過(guò)，降低能源消耗，并不等于不用能源，更不可能降為零。因此，要實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼，更關(guān)鍵的是提高能源回收水平，尤其是煤氣回收量，當(dāng)鋼鐵在轉(zhuǎn)爐煉鋼中，回收的能源主要為煤氣和蒸汽，這兩種能源也是負(fù)能煉鋼的關(guān)鍵所在，占整個(gè)工序能源回收80%以上。一般當(dāng)轉(zhuǎn)爐煤氣回收量大于100立方米1噸鋼，蒸汽回收量大于80公斤一噸鋼時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼，轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的煙氣溫度高達(dá)1450到1600攝氏度左右，這些煙氣富含的煤氣，是一種熱值極高的燃料，里面夾雜著大量粉塵，要想回收利用這些煤氣，必須除掉其中的粉塵，并將溫度降低至合適水平。對(duì)此，研發(fā)人員開(kāi)發(fā)了干法降溫祛除工藝，通過(guò)蒸發(fā)冷卻器，將高溫煤氣降溫，再利用電除塵器去除煤氣中的灰塵，然后通過(guò)煤氣冷卻液再次降溫，將其變?yōu)?0度左右的干凈煤氣，并儲(chǔ)存至煤氣柜。當(dāng)蒸發(fā)冷卻器在工作時(shí)會(huì)采用冷卻裝置進(jìn)行降溫，這個(gè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量蒸汽，而蒸汽會(huì)再次進(jìn)行回收并用于發(fā)電。按照當(dāng)前的水平，五座120噸的轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的蒸汽可以建造一套15兆瓦的發(fā)電機(jī)組，研發(fā)電量超過(guò)9000萬(wàn)千瓦時(shí)。
國(guó)內(nèi)眾多煉鋼廠每年儲(chǔ)存的煤氣和發(fā)電量可以抵消煉鋼煤炭浪費(fèi)能源。根據(jù)計(jì)算得出，每一噸鋼材則可以節(jié)省30公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，這就是我國(guó)的負(fù)能煉鋼。中國(guó)負(fù)能煉鋼其實(shí)已經(jīng)經(jīng)歷了30多年。1989年，寶鋼集團(tuán)率先實(shí)現(xiàn)負(fù)11公斤標(biāo)準(zhǔn)煤負(fù)能煉鋼，并于1996年全面實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼，1999年正式開(kāi)始全國(guó)推廣，鞍鋼，武鋼，馬鋼等眾多鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐工序負(fù)能煉鋼。
近年來(lái)，隨著技術(shù)工藝不斷進(jìn)步，我國(guó)煉鋼能耗進(jìn)一步降低，部分鋼鐵企業(yè)煤氣回收量達(dá)到160立方米，1噸鋼蒸汽回收量達(dá)到100公斤1噸高以上，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的近2倍，技術(shù)水平領(lǐng)先全球，世界鋼協(xié)曾公開(kāi)稱(chēng)，全球最先進(jìn)最清潔的鋼廠在中國(guó)，不過(guò)負(fù)能煉鋼雖然可以節(jié)省大量能源，但依舊屬于傳統(tǒng)能源，隨著我國(guó)對(duì)新能源領(lǐng)域大力投資，未來(lái)全球最先進(jìn)的清潔能源，必將在中國(guó)誕生。
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