基于“双碳”背景的钢铁企业节能低碳发展技术路径探析.pdf

第45卷第4期2023年8 月/节能减排基于“双碳 背景的钢铁企业节能低碳发展技术路径探析（山东钢铁集团安全环保部，山东济南2 50 10 1）摘要：钢铁行业也是我国能源消耗和碳排放的重点行业，是实现绿色低碳发展的重要领域，从钢铁制造流程的碳素流转化与能量耗散过程分析入手，提出山钢以“引进借鉴、自主研发、协同研发、积极跟随”相结合的方式全面推进低碳技术创新，分阶段有侧重的开展低碳技术科技创新。探寻了通过原料结构优化，流程结构优化、能源结构优化、生物质能及非化石能源替代，工艺技术创新、节能及能效提升、智能化、钢化联产、突破性技术、绿色产品等方向的钢铁低碳生产技术路径。关键词：钢铁行业；低碳生产；技术路径中图分类号：X757山东冶金Shandong Metallurgy杨富廷文献标识码：BVol.45 No.4August 2023文章编号：10 0 4-46 2 0(2 0 2 3)0 4-0 0 51-0 5人大气。碳素的化学变化主要发生在由焦化、烧1 前 言结、高炉组成的炼铁系统以及转炉炼钢的脱碳过程钢铁行业是国民经济的重要基础产业，也是我中，由燃料中的固定碳转变为气态的CO、C O 2。国能源消耗和碳排放的重点行业，是实现绿色低碳据研究表明，钢铁企业煤炭约占其外购能源的发展的重要领域。我国明确提出，力争2 0 30 年前90%以上，可见钢铁制造流程中的能量转换核心问实现碳达峰、2 0 6 0 年前实现碳中和，在中央层面成题是煤的高效转换及碳素能量流的高效运行。从立了碳达峰碳中和领导工作小组，“双碳”工作被纳焦化工序开始，洗精煤中的碳元素被转化为焦炭、人生态文明建设整体布局，党中央国务院出台了一焦油、粗苯和焦炉煤气等二次能源（能源一次转系列重磅政策，建立了碳达峰碳中和“1+N政策体换）；焦炭和喷吹煤在高炉内经过燃烧和还原反应系，出台了工业领域碳达峰行动方案，党的二十大报转化为铁水中溶解的碳和高炉煤气（能源二次转告指出“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”，换)；铁水中溶解的碳在炼钢工序转化为钢水中的2023年政府工作报告指出“推动发展方式绿色转溶解碳和转炉煤气（能源三次转换）；焦炉煤气、高炉型”对钢铁行业绿色低碳高质量发展提出了更高的煤气和转炉煤气经过净化、回收与储存，并用于钢铁目标和要求。本文从钢铁制造流程的碳素流转化与制造流程中需要加热的工序,转化为烟气显热或电能量耗散过程分析入手，探寻钢铁低碳生产新技术，能（能源四次转换）。在每次能源转换过程中，部分提出钢铁企业低碳发展的技术路径与对策建议。能源还会转化为中间产品或副产品的高温显热，比如烧结矿显热、铁水显热、高炉渣显热、钢水显热、钢2钢铁制造流程碳素流分析1-2 渣显热、铸坏显热、钢材余热和各种烟气显热等。总之，煤炭主要以洗精煤、喷吹煤的形式被输在钢铁制造流程中各工序、装置之间通过物入到钢铁制造流程中，各种形式的煤在钢铁生产过质、能量或者信息交换等方式相互作用，存在以物程中,经过复杂的物理和化学变化过程被转化为焦质形式为载体的物质流，以能源形式为载体的能量炭、煤气及各种烟气余热等独立运行的二次能源和流和信息形式为载体的信息流。能量流是制造加铁水、钢水中溶解的碳以及铁水显热、钢水显热、铸工过程中驱动力、化学反应介质、热介质等角色的坏显热、热轧材显热等伴随物质流运行的二次能扮演者,包括碳素化学能、热能、电能、压力能等,其源。从钢铁制造流程中碳素流（能量流)的衰减、耗中碳素化学能（碳素流）是主要类型的能源形式。散过程，可以看出钢铁制造流程降低碳排放的方向碳素输入主要以单质碳或碳水化合物的形式来源包括：一是减少或替代碳素输入，二是提升碳素流于燃料，包括洗精煤、高炉喷吹煤粉以及烧结用煤能量转换效率，三是对产生的二次能源(副产煤气）粉等，部分以碳酸盐的形式输人，主要来源于熔剂；和余热余能等进行充分的回收利用。碳素输出除少量或者微量的碳元素或化合物形式存在于产品中外，最终接近10 0%的转变为CO2,排收稿日期：2 0 2 3-0 4-15作者简介：杨富廷，男，196 9年生，1994年毕业于中国矿业大学能源学院矿山通风与安全专业。山钢集团安全环保部高级工程师，长期从事节能、环保、安全工作。3年钢铁制造流程减碳技术路径分析3.1长流程钢铁生产减碳技术分析3.1.1火烧结工序烧结是将铁矿石(精矿粉、富矿粉)通过高温焙512023年8 月烧成块的加工过程。烧结工艺以处理粉状铁矿石原料为主，搭配处理一部分精矿粉，主要包括三部分，即原料混匀、高温烧结、筛分处理。烧结工序可以高温回收处理钢铁企业内的含铁粉尘、含碳除尘灰、钢渣、污泥等废弃物，能够使用高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等可燃气作为点火介质。烧结工序固体燃料消耗和煤气消耗占烧结工序能源消耗的90%以上，电力消耗占烧结工序能耗的9%以上，降低工序能耗应从降低固体燃料、电力和点火煤气消耗以及充分回收过程中余热着手。目前烧结工序成熟的实用技术包括低碳厚料层烧结技术、低温烧结技术、降低烧结系统漏风率技术、环冷机高效密封技术、烟气循环烧结技术等，已在多家钢铁企业成熟应用，取得了良好的节能减碳效果。近期可工业化技术包括复合造块技术、双层烧结技术、生物质能烧结技术、烧结过程智能控制、氢系燃料喷吹清洁烧结技术、富氧烧结技术。这些技术基本处于工业化试验研究进程中,其中复合造块技术、生物质能烧结技术、氢系燃料喷吹清洁烧结技术可取得显著的减碳效果,应予以深入研究。前沿技术包括烧结竖罐冷却及余热发电技术、预还原烧结技术、金属化微波烧结技术、CO催化氧化技术等，其中预还原烧结技术、金属化微波烧结技术减碳效果显著，应重点关注。3.1.2球团工序球团生产过程包括配料、混合、润磨、造球、筛分、干燥预热、焙烧等。球团工序能源消耗主要为煤气消耗和电耗。降低球团工序能耗应从降低焙烧温度，提升热利用效率、降低漏风率、提高余热回收利用率等方面开展工作。成熟减碳技术包括基于球团原料优化的低温焙烧技术；近期可工业化的技术有球团智能化生产技术、熔剂性球团技术、新型黏结剂球团焙烧技术；前沿技术包括球团内配碳技术等。3.1.3焦化工序焦化工序包括备煤、炼焦、熄焦、焦处理、煤气净化等生产系统（或装置）。焦化工序CO2的排放主要来源于燃料燃烧如焦炉烟排放废气、干熄焦放散排放废气以及解冻库、管式炉、开工锅炉等燃用煤气设施排放的废气，还有焦化生产消耗各种能源和载能工质间接带来的CO,排放。焦化工序能量流主要是洗精煤在配煤、粉碎、装炉、结焦和熄焦等过程的转换和耗散。重点关注焦炉煤气的优化利用和焦炉加热用煤气热能的有效利用以及过程中产生的余热（红焦物理热、荒煤气物理热、废气物理热等)回收和高效利用。成熟52山东冶金减碳技术包括清洁高效大容积焦炉炼焦技术、单孔炭化室压力调节技术、负压脱苯技术、焦炉煤气甲烷化制LNG联产富氢尾气合成氨技术等，以上技术已在多家钢铁企业成熟应用，取得了良好的节能减碳效果。近期可工业化低碳技术包括余热蒸氨技术、热泵蒸氨技术、亚临界超高温干熄焦余热发电工艺技术、煤调湿技术，以上技术基本处于工业化试验研究进程中，其中余热蒸氨技术、热泵蒸氨技术可取得显著的减碳效果,应予以深人研究。前沿低碳技术包括换热式两段焦炉技术、焦炉高温荒煤气直接重整制还原性气体技术、氨分离膜从废水中分离氨技术、焦炉烟气低温脱硫脱硝及一体化脱除CO的超低排放技术等，其中热式两段焦炉技术、焦炉高温荒煤气直接重整制还原性气体技术减碳效果显著，应重点关注。3.1.4高炉炼铁工序高炉冶炼工艺是按规定的配比从炉顶装人铁矿石、焦炭、造渣熔剂，并使炉喉料面保持一定的高度，焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构，从位于炉子下部圆周方向的风口吹入经预热到9 0 0 1350 的空气。焦炭与鼓人热空气的氧燃烧生成一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中夺取铁矿石中的氧，从而还原得到铁，并在2 0 0 0 以上的炽热高温中成为液态。炼出的液态铁水从出铁口流出，运送到炼钢工序或浇铸成铁块。铁矿石中难还原的杂质和熔剂结合生成炉渣，从出渣口排出。产生的煤气从炉顶导出，经除尘后作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的气体燃料。高炉工序输入能源介质主要包括焦炭、煤粉、电力等，输出的能量主要是热铁水的显热和潜热、高炉渣的显热、高炉煤气的潜热和显热、喷吹煤的分解热、水分分解热及冷却水带走热量和炉体散热等。碳素流在高炉炼铁工序中表现得尤为明显,某企业32 0 0 m高炉炼铁工序能耗中，煤炭（焦炭、喷吹煤）消耗占95.31%。在高炉炼铁工序应重点关注高炉用碳素的替代、热风炉烟气余热回收、炉顶煤气显热和余压能回收、高炉渣显热回收及高炉煤气充分回收利用等方面。其中，减碳实用技术包括高炉智能生产技术、炉顶均压煤气回收技术、三段式高炉脱湿鼓风技术、基于炉腹煤气指数优化的智能化大型高炉节能技术、BPRT技术等已在多家钢铁企业成熟应用，取得了良好的节能减碳效果。近期可工业化技术包括高炉复合喷吹应用技术、高炉生物质炭应用技术、高炉炉渣显热回收技术、高炉煤气CO2脱除技术，其中高炉复合喷吹应用技术、高炉生物质炭应用技术可取得显著的减碳效果，应第45卷杨富廷予以深入研究。前沿技术包括Ferro-coke技术、氧气高炉，应重点关注。3.1.5炼钢工序转炉炼钢过程是将高炉来的铁水兑人转炉，并按一定比例装入废钢，然后降下水冷氧枪以一定的供氧、枪位和造渣制度吹氧冶炼，主要承担钢水脱碳、脱磷和升温的任务。转炉炼钢过程中，铁水物理热和化学热是炼钢过程的热量来源，来自铁水的含碳化学能转换为钢水热量和转炉煤气的潜热、显热；转炉煤气潜热、显热的及时、有效回收利用是提高能源利用率、实现“负能”炼钢的有力保障，也是转炉能源转换功能的充分体现。余热余能主要有转炉煤气的化学热、转炉烟气的显热、转炉炉渣显热。减少转炉煤气的二次燃烧，提高转炉煤气回收量，对降低工序能耗具有积极作用。连铸工序消耗的能源主要是电力，通过提高连铸坏的拉速，提高铸坏的出坏温度，为实现连铸坏的热送热装甚至直接轧制奠定基础，从而降低轧钢加热炉的煤气消耗。成熟减碳技术包括一罐到底技术、鱼雷罐/铁水罐/钢水罐加盖技术、连铸坏热送热装技术等，已在多家钢铁企业成熟应用，取得了良好的节能减碳效果。近期可工业化减碳技术包括高效低成本洁净钢冶炼技术、超高废钢比转炉冶炼、CO,炼钢技术、电炉密闭加料及废钢预热技术、连铸坏质量在线预报及控制技术、钢渣热能利用技术等，对炼钢工序碳减排具有积极作用，应予以深入研究应用。前沿技术包括大功率新型直流电弧炉电源供电技术，应重点关注。3.1.6轧钢工序轧钢工序总能耗约占钢铁联合企业能源消耗总量的10%，近年来通过蓄热式加热炉技术、变频调速控制技术、热轧全线温度精准控制技术、控轧控冷技术、高精度轧制技术等技术，工序的节约能耗、降低碳排放已取得了非常大的进步。前沿技术包括薄带铸轧技术、型钢近终型铸轧一体化技术，应重点关注。3.1.7公辅系统公辅系统包括为钢铁生产各工序提供电力、供水、冷风、氧气、氮气、氩气、蒸汽、煤气等能源介质，并处置生产工序产生的废气、废水、固废，对工序产生余热进行回收利用等，涉及污染物治理的技术较多。成熟的减碳技术包括单段式橡胶膜密封型煤气柜技术、高炉冲渣水余热回收技术、转炉煤气中低温余热回收技术、焦炉烟道气余热回收利用技术等；近期可工业化技术包括多能互补技术、工业炉窑黑体强化辐射节能技术等，对碳减排具有积极作基于“双碳”背景的钢铁企业节能低碳发展技术路径探析程的发展受阻。气基竖炉是直接还原铁生产工艺中比较成熟、单机产能较大（最高可达2 50 万t/a)的工艺，是业内公认的占据主导地位的直接还原工艺。山西中晋矿业破解了一系列制约气基还原铁技术工程转化的技术难题之后，我国第一套30 万t/a焦炉煤气制直接还原铁工业化试验装置一一中晋太行矿业有限公司氢气直还铁项目于2 0 19年10 月调试投产。在气源上中晋公司选择了国内资源量相对富裕的焦炉煤气，中晋公司与中国石油大学共同提出的CSDRI气基竖炉还原炼铁技术适应我国国情，摆脱了气基还原铁技术对天然气的依赖，大幅度减少了污染物的排放，这一技术的成功及推广将大力推动我国气基竖炉及短流程工艺的发展。采用氢的直接还原炼铁工艺及配套炼钢技术，氢能源主要是利用非化石能源产生的（如核能制氢或新一代电解水制氢），高反应性的氢气与铁矿原料发生反应，生成直接还原铁（DRI），过程不产生CO,等温室气体，实现绿色炼铁生产。后续将直接还原铁与废钢一起装入电炉炼钢，或者制成热压块532023年第4期用，应予以深入研究。3.2非高炉炼铁及氢冶金在全球努力减少温室气体排放的大背景下，国内外正积极开发减少炼铁过程CO排放的前沿性、突破性技术研发,其中最主要的研究方向就是非高炉炼铁及氢冶金，如瑞典SSAB公司突破性氢能炼铁技术(HYBRIT)项目、欧洲超低二氧化碳排放炼钢工艺ULCOS项目、德国Car-bon2Chem项目等。3.2.1熔融还原炼铁熔融还原技术主要以煤为主要能源、以气体作为还原剂的氧-煤工艺,或者使用煤作为还原剂、以电作为主要能源的电-煤工艺的数十个熔煤工艺熔融还原技术，熔融还原法不仅可以节省昂贵的焦炭的使用，而且可以免去烧结球团工艺以减少污染，目前比较成熟和突出的技术有Hismelt、C O R EX、FINEX、I Sa r n a 工艺等。3.2.2直接还原炼铁与氢冶金直接还原铁工艺按还原剂可以分为煤基法和气基法，目前气基竖炉炼铁工艺几乎都基于富氢气体，可以说气基竖炉炼铁是一种富氢冶金技术，直接还原炼铁作为DRI生产的主流工艺，生产效率高，技术成熟，前提是必须有大量廉价还原气资源（全世界气基竖炉生产直接还原铁大多利用天然气作为制取大容量氢的气源）。在天然气富裕的地区，直接还原铁+电炉炼钢短流程崛起，是钢铁业的一次革命和创新，而天然气短缺的地区，钢铁短流2023年8 月铁储存或出售。这一技术是钢铁冶金工业的重大突破性技术，钢铁工业发达国家均在重点研究和示范相应技术，如瑞典钢铁公司（SSAB）已开展HYBRIT项目，旨在联合开发用氢替代炼焦煤和焦炭的突破性炼铁技术。3.3可可再生能源的利用技术3.3.1光伏发电技术光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。根据钢厂屋顶、水面资源特点就地安装，直接接入附近车间单元中低压配电系统，就地消纳，减少输电损耗。光伏发电系统具有安全可靠、无噪声、低污染、无须消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电，建设周期短的优点。如宝钢建设厂房屋顶光伏发电项目，总装机容量为50 MW，为国家金太阳示范工程。项目采用合同能源管理模式，整个项目总投资4.7 0 49亿元。电站总计包括2 0 个并网站点，使用屋面建筑面积约10 2 万m，太阳能光伏系统安装面积约35万m,并网方式为“并网不上网”,所发电量全部自已消纳，年平均发电量50 16 万kWh，每年可节约标煤1.6 8 万t，每年可减排二氧化碳4.15万t，年平均节能收益为17 50.59万元。3.3.2风力发电技术风力发电的基本原理是风的动能通过风轮机转换成机械能，再带动发电机发电转换成电能。充分利用钢厂厂区空地开发分散式风电，就近接入钢厂车间10 kV或35kV配电系统，就地消纳，能够有效降低钢厂电力成本，提高钢厂绿电占比。风力发电技术已实现工业化应用。如在江苏某港口安装了7 台分散式风电发电系统，一台分散式风机，相当于种了50 0 0 棵树,在整个的生命周期,能够节省16万t的二氧化碳排放，相当于节省了8 万t的煤。3.4钢化联产钢铁-化工联产是通过钢铁、化工、氢能三大行业跨工业生产系统的网络协作和一体化网络集成，在保留高炉前提下实现高炉-转炉长流程最合理、最可持续的减排方式，也是通过钢铁-化工协同，实现碳排放趋零的解决方案。钢化联产涉及主要技术路径有以下几个：(1)低能耗煤气合成甲醇、乙二醇、乙醇等化工产品技术：转炉煤气CO含量高、焦炉煤气H2含量高，通过合成，生产甲醇、乙二醇、乙醇等化工产品。应用实例有达州钢铁用焦炉气和转炉气为原料合成甲醇，具有成本优势，实现年产10.6 万t甲醇。河北首钢郎泽引进全球领先的生物发酵法制乙醇技术，2 0 18 年5月首套工业化项目调试成功，年产燃54山东冶金料乙醇4.5万t，工业尾气生物发酵法制乙醇项目在宁夏等地陆续布局并投产。2 0 2 0 年8 月，山西立恒钢铁以焦炉煤气和转炉煤气为原料的年产30 万t乙二醇联产LNG项目投产。（2)石灰窑尾气制碳素氢钠：2 0 14年4月16 日，北京凌云制药利用新兴铸管石灰窑尾气排放的CO2,建设了年产6 万t碳酸氢钠原料药生产基地。(3)转炉煤气制甲酸联产草酸：2 0 18 年4月，国内第一个转炉煤气制甲酸项目联产草酸项目一山东石横特钢所属的阿斯德化工年产2 0 万t甲酸、5万t草酸等顺利投产。对于利用CO2合成化工产品的相关技术目前正处于积极研发中，包含：一步法合成三嗪醇技术、二氧化碳液相催化还原制甲醇、二氧化碳加氢合成甲烷、二氧化碳加氢合成二甲醚、光催化CO,还原制甲醇、二氧化碳电催化制乙烯、二氧化碳微生物发酵法生产乙酸技术、CO2合成有机高分子材料等。这些研究目前不够成熟，但有些已取得了一定进展，前景良好，加强这方面的研究应用，使CO2成为有用的化工资源，对解决环境问题实现碳减排具有重大意义。3.5碳捕集、利用与封存与低碳冶金技术不同,CCS/CCUS技术是一项新兴的、具有大规模二氧化碳减排潜力的技术，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中进行循环再利用或封存。作为目前唯一能够实现化石能源大规模低碳化利用的减排技术，CCS/CCUS是我国实现2 0 6 0 年碳中和目标技术组合的重要组成部分。4山钢低碳生产技术路径探析山钢低碳科技创新的总体思路为：以“引进借鉴、自主研发、协同研发、积极跟随”相结合的方式全面推进低碳技术创新，分阶段有侧重的开展低碳技术科技创新。重点方向为：原料结构优化，流程结构优化、能源结构优化、生物质能及非化石能源替代，工艺技术创新、节能及能效提升、智能化、钢化联产、突破性技术、绿色产品等方向。4.1第一阶段：碳达峰(2 0 30 年前）以已应用技术推广、原料结构优化，生物质能及非化石能源替代，工艺技术创新、节能及能效提升、全流程智能化技术为重点，开展低碳技术的研发与应用；积极融人全球低碳冶金创新联盟等创新平台，关注并跟踪氢冶金、CCS/CCUS等突破性技术。(1)原料结构优化。原料结构优化是源头减碳技术，应持续开展高块矿/高球团比高炉冶炼、超高废第45卷杨富廷钢比转炉冶炼等原料结构优化技术研究，以绿色低碳人炉料比例提升，促进吨钢碳排放强度的降低。(2)生物质能及非化石能源替代通。过生物质能烧结、氢系燃料喷吹烧结、高炉生物质炭替代、废塑料废轮胎及焦炉煤气等富氢燃料（气）高炉喷吹等技术的研发应用，优化现有工艺能源结构，实现清洁低碳生产。(3)工艺技术创新。开展复合造块烧结、双层烧结、蒸汽喷吹辅助烧结、微波点火、新型黏结剂球团焙烧、干燥煤炼焦、超高富氧率高炉冶炼、高效低成本洁净钢冶炼、CO,捕集及钢铁流程循环利用等先进工艺技术的研发和工业化应用，推进“高效、低碳、低成本”冶炼技术的创新发展。(4)节能及能效提升。加快高炉渣、钢渣显热回收、低温烟气余热回收技术的研发，进一步深度开发降低烧结系统漏风率、电炉密闭加料及废钢预热等技术,实现余热余能极致回收及能源的高效利用。(5)智能化技术。深化各工序智能化技术开发，如：智能料场技术、烧结球团智能控制模型、高炉炼铁过程智能化关键技术、废钢智能判定、绿色智能电炉技术、连铸坏质量在线预报及控制等，推进全流程智能化系统建立，研发基于深度感知的冶金流程数字李生技术、基于物联网及数字定位的智能库区技术、钢铁制造全流程“数字李生”关键技术、钢铁全流程工序界面协同融合技术等，推进实现生产过程“数字化、可视化、智能化”,以智能化技术的应用提升企业资源和能源的利用效率，降低碳排放。(3)跟踪前沿突破性技术。积极参与各类钢铁低碳突破性技术创新平台，与一流企业、科研院所共同研发、紧密跟踪关注国内外非高炉炼铁（熔融还原、直接还原）、氢能冶炼、电解铁矿石、低成本高效CCS/CCUS技术等。4.2第二阶段：减碳30%(2 0 30 2 0 35)在进一步优化原料结构、能源结构的基础上，有序调整流程结构，重点研究开发低碳前沿共性技术及末端CO,固化技术，保障钢铁制造流程持续稳定降碳。(1)优化流程结构。以熔融还原炼铁、直接还原+电炉、全废钢电炉、近终型铸轧一体化等绿色智能化短流程工艺替代部分现有高炉-转炉长流程工艺，实现流程结构优化降碳。(2)现有流程前沿技术开发。开展预还原烧结、金属化微波烧结、Ferro-coke等新型炉料技术的开发，推进换热式两段焦炉、煤气脱除的CO,与CH4干重整合成气高炉喷吹、氧气高炉、等离子高温冶基于“双碳”背景的钢铁企业节能低碳发展技术路径探析流程深度脱碳。引进消化吸收氢冶金（氢直接还原、高炉氢气喷吹等）、核能冶金、太阳能炼钢、电解炼铁等革命性突破性工艺，发展无碳冶金前沿技术，推进钢铁制造流程近零碳排放。这些技术需密切跟踪国内外研发进展情况，实现技术突破并工业化示范应用后积极结合山钢实际予以引进应用。积极开发应用钢化联产固碳（CO2合成有机高分子材料、光催化CO2还原制甲醇等）逐步示范并大规模应用低成本高效CCS/CCUS技术,实现CO2的低成本捕集、高值化利用、大规模封存，贡献碳中和。5结论钢铁制造流程的碳素流在钢铁生产的各工序进行转化与能量耗散,采取相应的节能低碳技术降低能源消耗至关重要。山钢从碳素流的转化和能量耗散过程分析人手，系统梳理了已应用的成熟低碳生产技术、近期可工业化的先进低碳技术，及进一步跟踪和研究的前沿技术，提出山钢以“引进借鉴、自主研发、协同研发、积极跟随”相结合的方式全面推进低碳技术创新，分阶段有侧重的开展低碳技术科技创新。探寻了通过原料结构优化，流程结构优化、能源结构优化、生物质能及非化石能源替代，工艺技术创新、节能及能效提升、智能化、钢化联产、突破性技术、绿色产品等方向的钢铁低碳生产技术路径和对策建议，为绿色低碳高质量发展指明了方向。参考文献：1张福明，颉建新，殷瑞钰.钢铁制造流程炼铁区段耗散结构的解析J.钢铁,2 0 2 2,57(3)：1-9.2李爱军，曹寅雪，杨霞.钢铁生产过程的碳素流分析J.冶金能源,2 0 12,31(6):13-15.(下转第6 2 页）552023年第4期金、低成本制氢储氢技术等低碳前沿共性技术的研究、示范及推广应用，实现源头减碳及过程降碳。(3)钢化联产技术。目前国内多地进行了钢化联产项目的示范，但当前钢化联产项目能耗较高，减排效果不明显，需要进一步深入研究，开发一种低能耗的煤气合成甲醇、乙二醇、乙醇等化工产品的技术,研究开发CO2一步法合成三嗪醇技术，将煤气中的碳固定到产品中去，减少企业碳排放。4.3第三阶段：深度脱碳(2 0 36 一)以绿电、绿氢占比大幅增加的能源结构变革为基础，以无碳冶金（氢冶金等）、钢化联产、CCS/CCUS技术研发及广泛应用为手段，构建钢铁-化工-氢能相融合的一体化智能生产模式,实现钢铁2023年8 月棒材螺纹钢系列产品，对产品质量没有显著的影响。从降本增效角度考虑，廉价的除尘焦粉作为部分增碳剂替代品具有较好的经济性。参考文献：【1纪同森，齐姬，白朝亮.干熄焦除尘焦粉配煤炼焦技术的研究与应用J.山东冶金，2 0 11,33(3)：30-32.Production Test of Using Dust Removal Coke Powder as a Substitute for CarburizerAbstract:In order to reduce production costs,Laigang Steelmaking Plant allocated dedusting coke powder from the coking plant andconducted production experiments on dedusting coke powder replacing carburetors.The production experiment of using dust removal cokepowder to increase carbon instead of carbon increasing agent was conducted for 7 days.The production control during the experiment wasstable,and the average recovery rate of carbon elements in dust removal coke powder was 87.3%.The impact on the quality of threadedproducts was not significant,and the product performance was qualified.The cost per ton of steel was reduced by 2 Yuan,achieving theexpansion and value-added utilization of coke powder in the steelmaking process.Key words:dust removal coke powder;carburizing agent;carbonization;steelmaking cost(上接第55页）Analysis of Energy-saving and Low-carbon Development Technology Path of Ironand Steel Enterprises based on the Background of Double Carbon(The Safety and Environmental Protection Department of Shandong Iron and Steel Group Co.,Ltd.,Jinan 250101,China)Abstract:Iron and steel industry is also a key industry of Chinas energy consumption and carbon emissions,it is a significant area to achievegreen and low carbon development.Starting from the analysis of carbon flow transformation and energy dissipation process of iron and steelmanufacturing process,put forward that Shan Steel to introduce and reference,independent research and development,collaborativeresearch and development,actively follow the combination of ways to promote low-carbon technology innovation in an all-round way,wewill carry out technological innovation in energy-saving and low-carbon technologies in phases with emphasis.The paper explores the pathof steel energy-saving and low-carbon production technology through raw material structure optimization,process structure optimization,energy structure optimization,biomass energy and non-fossil energy replacement,process technology innovation,energy saving and energyefficiency improvement,intligence,temperingcoproduction,breakthroughtechnoogygreen products and otherdirectionsKey words:steel industry;low-carbon production;technical path(上接第57 页）Abstract:Zhaokou Mine is a state-level green mine,which has been perfected in mining environment,resource development mode,comprehensive utilization of resources,energy saving and emission reduction,scientific and technological innovation,enterprisemanagement,etc.At the same time,the construction of mine stacking shed and the development of track scale further improve the level ofgreen mine construction.In the process of the construction of green mine,it constantly explores and advances,and adopts the all-tailingcemented backfill mining method to increase the recovery rate to 87.1%,increase the prospecting research,and improve the mine resources.Key words:green mine;stowage shed;track scale;all tailings consolidated fill mining method(上接第59 页)Abstract:This article introduces the preparation work before the shutdown of Qingdao Special Steels No.2 blast furnace,the controlprinciples and specific operational measures for rapid material reduction surface.The key operating parameters such as air volume,toptemperature,and top pressure are properly controlled duringtheprocess oflowering thematerial surface.There is no detonation,no pipelineair flow,or suspended material in the furnace,and there is no burning loss or slag filling in the tuyere.The entire process takes 16 hours,andthe material surface is smoothly lowered below the tuyere.All 26 tuyeres are exposed,achieving safe,efficient,and environmentally friendlyfurnace shutdown.Key words:blast furnace;lowering charge level;blowing out62山东冶金2朱苗勇.现代冶金工艺学-钢铁冶金卷M.北京：冶金工业出版社，2 0 14.3柳建忠，薄玉发，崔红艳.中频感应电炉熔炼影响增碳剂吸收率的因素J.现代铸铁,2 0 10(6)：16 4-16 6.4刘子瑜，段莉萍.钢铁及合金物理检测技术M.北京：化学工业出版社，2 0 16.LI Shijing,LI Mingjun,WANG Jianfeng(Shandong Steel Laiwu Branch Steelmaking Plant,Jinan271126,China)Improvement of Green Mine Construction in Zhaokou Mine(Shandong Jingling Mining Co.,Ltd.,Zibo 255081,China)Practice of Quick Reduction Surface Shutdownof Qingdao Special Steel No.2 Blast FurnaceWU Yipeng,LIU Yumeng,YAN Hongyi,SUN Xiaofei,SUN Xudong(Qingdao Special Steel Co.,Ltd.,Qingdao 266200,China)第45卷YANGFutingZHANG Xiaodi