文献综述

1 研究背景和意义

我国是一个钢铁大国，钢铁冶金行业更是我国基础工业最为重要的行业之一。近年来，我国的钢铁工业处于高速增长的阶段。冶金企业属于高耗能型企业，其能耗占全国能耗的10%左右，占工业部门能耗的15%左右，能源费用占企业生产总成本20%～30%。因此，实现节能减排、提高能源利用率是处在工业化中后期阶段的中国的主要目标^[1]。冶金企业从焦化、烧结、炼铁、炼钢、连铸到轧钢的生产过程中产生大量含有可利用热量的废气、废水、废渣，约占总能耗的30%。除了生产工艺相对落后、产业结构不合理的因素外，工业余热利用率低，能源没有得到充分综合利用是造成能耗高的主要原因。

余热的利用对于钢铁行业降低成本降低环境污染具有非常重要的意义，近年来，我国钢铁行业在余热利用等方面的研究力度不断加大，其中高温气体余热已经得到了有效的利用，但是对于低温余热的利用率与发达国家相比还远远不够，在现有基础上加大余热利用技术的研究，将其应用于钢铁行业的发展中，促进钢铁行业节能效果的提升具有非常重要的意义^{{【（(林伟, 2016 #163}】）)[2]}。

2国内外发展现状

2.1国外发展现状

德国是世界上最早开展循环经济实践的发达国家，在回收利用副产品方面，德国制定了重新再利用的战略规划。德国每年生产大约1300万吨炉渣，包括高炉炉渣、转炉炉渣、电路炉渣和其他炉渣。其中，高炉炉渣利用率达到了100%，炼钢渣的利用率也超过了90%。而且德国建立了炉渣研究所，一直在进行扩大炉渣使用范围的研究^[3]。

目前，美国钢铁工业与相关产业建立了生态产业链，形成了企业间的工业代谢和共生关系，大幅度节约了资源，接近实现零排放。同其他国家一样，美国积极推广钢铁工业最新的工艺流程，其节能降耗的主要措施有：淘汰效率低的老旧设备，先后投入数十亿美元；应用喷煤技术以减少焦炭用量，使大多数钢厂关闭其炼焦炉，转而进口焦炭，以减少能源消耗；对高炉进行技术改造，增加了顶压发电，提高了炉顶气体利用率；配合使用预热废铁的电炉熔炼，为电炉提供热铁水；采取热装热送、直接熔炼等技术，并率先开发出废钢电炉薄板坯连铸连轧工艺，尽量减少工序转换过程中的能源消耗。

在废弃物的回收利用方面，美国钢铁企业一直走在世界同行的前列。由于美国的废钢积蓄量大，他们根据钢铁生产流程总结出一套废弃物采集、回收、储存、运输、转化处理系统，从而保证了美国钢铁工业在世界的竞争优势^[3]。