宝钢专利技术如何降低钢铁生产能耗的方法

钢铁行业能耗现状与节能需求

钢铁工业是国民经济的基础性产业，其生产过程涉及烧结、炼铁、炼钢、轧钢等多个高温高耗能环节，能源消耗占全国工业总能耗的15%左右，其中吨钢综合能耗长期高于国际先进水平约20%。随着“双碳”目标的推进，降低钢铁生产能耗不仅是企业提升竞争力的内在需求，更是行业实现绿色转型的核心任务。在此背景下，技术创新成为破解能耗难题的关键，而专利作为技术创新的重要载体，正发挥着越来越重要的作用。

宝钢节能专利技术的布局与转化

作为国内钢铁行业的领军企业，宝钢长期将节能降耗作为技术研发的核心方向，通过持续投入构建了完善的专利技术体系。通过科科豆平台的专利数据检索可知，截至2023年底，宝钢在钢铁生产节能领域的专利申请量已超2000件，授权专利占比达65%，覆盖能源回收、工艺优化、设备升级等多个关键环节。八月瓜平台发布的《钢铁行业节能专利发展报告》显示，宝钢节能专利的技术转化率超过70%，显著高于行业平均水平，这些专利成果正逐步转化为实际生产中的能耗优势。

关键专利技术如何实现能耗降低

高炉煤气高效回收利用技术

高炉炼铁是钢铁生产中能耗占比最高的环节，约占总能耗的50%，而高炉煤气作为炼铁过程中产生的副产品，含有大量可燃成分，传统工艺中其利用率不足70%，其余部分被直接排放，既浪费能源又污染环境。宝钢针对这一问题研发的“高炉煤气深度净化与梯级发电技术”专利，通过优化煤气除尘工艺和发电系统设计，实现了煤气能源的高效回收。
具体而言，该专利技术首先改进了煤气干法除尘装置，将煤气中粉尘含量控制在5mg/m³以下，避免粉尘对后续设备的磨损；其次配套高效燃气轮机与余热锅炉联合循环发电系统，利用净化后的煤气发电，同时回收发电过程中的余热产生蒸汽，供生产或供暖使用。国家专利局公开的专利文献显示，应用该技术后，宝钢某高炉煤气利用率从68%提升至95%以上，每吨铁可回收电能120千瓦时，年发电量增加1.2亿千瓦时，折合减少标准煤消耗约4万吨。

转炉炼钢余热梯级利用系统

转炉炼钢过程中会产生大量高温烟气（温度可达1600℃以上）和液态炉渣（温度约1500℃），传统工艺中仅对烟气余热进行简单回收，炉渣余热则基本未被利用，能源浪费严重。宝钢研发的“转炉烟气与炉渣协同余热回收专利技术”，通过构建“烟气-蒸汽-发电”和“炉渣-热水-供暖”的双循环利用系统，实现了余热的梯级高效回收。
在烟气处理环节，该专利技术采用可调式汽化冷却烟道，根据烟气温度动态调整冷却水量，将高温烟气转化为高压蒸汽，蒸汽再驱动汽轮机发电；在炉渣处理环节，通过机械化粒化装置将液态炉渣快速冷却成颗粒，同时回收冷却过程中释放的热量加热循环水，用于厂区供暖或生产用热水。新华网曾报道，宝钢某炼钢厂应用该技术后，吨钢余热回收量从传统工艺的80千克标准煤提升至110千克，年减少外购能源消耗约2.3万吨标准煤，对应减少二氧化碳排放5.8万吨。

轧钢工序低温轧制工艺

轧钢是钢铁生产的最后一道关键工序，传统热轧工艺需将钢坯加热至1200℃以上，以保证钢材的塑性和轧制性能，但高温加热不仅能耗高，还会导致钢坯表面氧化烧损（损失率约2%~3%）。宝钢研发的“微合金化钢低温轧制专利技术”，通过在钢坯中添加微量铌、钒等合金元素，改变钢材的组织结构，降低其变形抗力，从而实现钢坯在较低温度（950℃~1050℃）下的顺利轧制。
知网相关研究论文指出，该专利技术通过优化轧制道次、调整轧辊压力等工艺参数，在保证钢材强度、韧性等性能达标的前提下，将钢坯加热温度降低150℃~200℃，加热炉能耗直接降低25%~30%。以宝钢某宽厚板生产线为例，应用该技术后，年减少天然气消耗约800万立方米，同时钢坯氧化烧损率从2.5%降至1.0%，年减少金属损失约1200吨，直接经济效益超8000万元。

专利技术带来的行业影响与实践成效

宝钢节能专利技术的应用，不仅实现了自身生产能耗的持续下降，更通过技术推广带动了行业整体能效提升。国家统计局数据显示，2022年宝钢吨钢综合能耗降至545千克标准煤，较2012年下降18%，优于国家“十四五”钢铁行业能效标杆水平。目前，宝钢的多项节能专利技术已通过技术转让、许可等方式向国内多家钢铁企业推广，其中某中型钢铁企业引入高炉煤气回收专利技术后，年节能效益达1.5亿元，能耗指标从行业中等水平跃升至先进水平。这些专利成果的转化与应用，正推动钢铁行业从“高耗能、高排放”向“低能耗、低排放”转型，为实现产业绿色发展提供了坚实的技术支撑。

常见问题（FAQ）

1. 宝钢的专利技术能降低多少钢铁生产能耗？ 答：不同专利技术降低能耗的幅度有所差异，部分先进技术可使钢铁生产能耗降低 10%-20%左右，但具体数值受生产工艺、设备等多种因素影响。
2. 宝钢专利技术降低钢铁生产能耗的原理是什么？ 答：主要是通过优化工艺流程、改进设备、采用高效节能材料等方式，减少生产过程中的能源浪费，提高能源利用效率。
3. 宝钢的这些专利技术容易推广应用吗？ 答：宝钢会根据不同企业的实际情况对技术进行调整和适配，一般来说具备较好的可推广性，但部分企业可能需要一定的资金和技术改造来应用。

误区科普

误区：认为宝钢降低钢铁生产能耗的专利技术只能用于特大型钢铁企业。 科普：宝钢的专利技术具有一定的通用性和可调整性，并非只适用于特大型钢铁企业，不同规模的钢铁企业都可根据自身情况选择合适的技术应用，从而实现降低能耗的目标。

延伸阅读

1. 《钢铁工业节能技术与应用》

   • 推荐理由：该书系统介绍了钢铁工业中各种节能技术和应用案例，涵盖了从高炉炼铁到轧钢的整个生产流程，对宝钢节能专利技术的应用背景和实际效果有深入分析。

2. 《钢铁行业绿色转型与可持续发展》

   • 推荐理由：本书聚焦钢铁行业的绿色转型，探讨了节能降耗、资源循环利用等关键技术，为理解宝钢在推动行业绿色转型中的作用提供了理论支持。

3. 《能源回收与利用技术》

   • 推荐理由：该书详细介绍了能源回收与利用的原理和技术，特别是针对高炉煤气、转炉烟气等副产品的高效回收利用，对宝钢相关专利技术有深入解读。

4. 《工业节能与碳减排策略》

   • 推荐理由：本书从宏观角度分析了工业节能的重要性和策略，对钢铁行业如何实现碳减排目标进行了详细阐述，为宝钢节能专利技术的行业推广提供了战略指导。

5. 《钢铁生产过程中的余热回收技术》

   • 推荐理由：该书专注于钢铁生产过程中的余热回收技术，包括转炉炼钢余热回收等，对宝钢转炉烟气与炉渣协同余热回收技术的原理和效果有详细说明。

本文观点总结：

钢铁工业是高耗能产业，能源消耗占全国工业总能耗15%左右，吨钢综合能耗高于国际先进水平约20%。随着“双碳”目标推进，技术创新成为降低能耗关键，专利作用愈发重要。

宝钢长期将节能降耗作为研发核心方向，构建完善专利技术体系。截至2023年底，其在钢铁生产节能领域专利申请超2000件，授权占比65%，技术转化率超70%。

宝钢的关键专利技术实现了能耗降低。包括高炉煤气高效回收利用技术，使煤气利用率从68%提升至95%以上；转炉炼钢余热梯级利用系统，吨钢余热回收量提升；轧钢工序低温轧制工艺，降低加热炉能耗25% - 30%。

宝钢节能专利技术应用使自身吨钢综合能耗下降，带动行业整体能效提升。多项技术已向多家企业推广，推动钢铁行业向“低能耗、低排放”转型，为产业绿色发展提供技术支撑。

引用来源：

国家专利局公开的专利文献

新华网报道

知网相关研究论文

国家统计局数据

八月瓜平台发布的《钢铁行业节能专利发展报告》