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關鍵詞:地鐵深基坑 地下連續性圍護結構 鋼筋籠吊裝
中圖分類號:TU753 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)05(a)-0071-02
1 工程概況
本工程為某市一地鐵工程的其中一站的車間深基坑開挖工程。本地鐵深車間基坑工程位于該市經濟技術開發區,本工程在設計時采用明挖順做法。根據本工程的工程地質情況。水位條件以及周邊環境的情況,經過設計、施工等相關單位的共同探討和分析之后,決定采用地下連續墻作圍護結構兼作地下室外墻的二墻合一的方案,墻厚為800 mm,鋼管的直徑為609 mm。本工程分為兩段,分別為端頭井段和標準段,兩段的連續墻深度不同,端頭井處的開挖深度為17.3 m,而地下連續墻的深度為30 m,標準段的開挖深度為15.7 m,相應的地下連續墻的深度則為28 m。每幅地下連續墻的長度為4.4~6 m,布置形式主義有三種,分別為一字型,L字型以及Z字型,采用C35、P8水下混凝土。在施工過程中應采用精密的儀器對基坑變形進行實時的檢測,以達到動態施工控制的目的。
2 地下連續墻施工工藝
本深基坑工程地下連續墻的主要施工工序為修筑導墻泥漿制備與處理槽段開挖鋼筋籠制備與吊裝混凝土澆筑。
2.1 導墻施工
在地下連續墻的施工中,導墻起到控制平面位置、引導垂直方向、擋土以及穩定漿液面護槽的作用,通常導墻修筑在地下連續墻軸線的兩側位置,在槽段開挖之前,應先進行導墻的修筑,這樣可以起到穩固地面土的作用,方便成槽施工。導墻施工的主要工序為平整場地測量定位挖槽澆筑墊層綁扎鋼筋支模板澆灌混凝土拆模板并設置支撐導墻外側回填土。如圖1所示為導墻施工示意圖。
在進行導墻施工時,應保證導墻的基底與土面能夠緊密的結合在一起,這樣可以防止泥漿滲入到導墻的后面。導墻采用分段施工的方式,在對每段導墻進行施工時,應預留一段水平鋼筋作為連接鋼筋,在相鄰導墻施工時可通過預留的水平鋼筋連接在一起。在成槽施工時,導墻是起到引導液壓抓斗施工的作用,因此應確保導墻的位置、尺寸以及垂直度能夠精確的滿足規范的要求。通常情況下墻面與縱軸線距離之間的偏差不得超過10 mm,內外導墻間距的偏差不得超過5 mm,導墻頂面應確保水平,全長范圍內的水平偏差不得超過10 mm,局部的偏差不得超過5 mm。
在導墻混凝土澆筑、內模拆除之后,應沿著縱向,在導墻溝內設置木支撐,每間隔1m設置兩道,這樣可以確保在導墻溝內土方回填施工時,導墻之間不產生位移。對導墻進行自然養護,當導墻的混凝土強度達到設計強度的50%以上時,才可進行成槽施工。在導墻混凝土強度為達到設計要求時,應禁止重載車輛機械接近導墻,與導墻之間的距離應控制在3 m以上。
2.2 泥漿配制及使用
本工程進行配制的泥漿采用的材料為膨潤土、自來水以及純堿。應嚴格根據設計配合比選擇泥漿材料的用量并做好配制,對于配制完成的泥漿應將其儲存在半埋式磚砌泥漿池中。本工程中的泥漿循環系統由泥漿泵和軟管組成。在地下連續墻的施工過程中,護壁泥漿必然會與砂土、地下水以及混凝土等接觸,這會使泥漿中夾雜各種雜物,遭受污染而無法在進行使用,因此當泥漿在進行一次循環使用之后,應采取措施對泥漿進行分離凈化處理,將其中的各種有害物質清除,盡可能的提高泥漿的重復使用率。雖然泥漿經過分離凈化處理,但是仍然無法達到在此用于泥漿護壁的功能,這是因為泥漿在進行護壁使用終,會與地基土以及地下水接觸,這不僅會消耗泥漿中的膨潤土、純堿等有效成分,而且泥漿中會夾雜各種有害離子,遭受污染的泥漿會大大減弱護壁的功能。因此泥漿在經過分析凈化之后,還應采取措施對泥漿進行再生處理,以調整泥漿的性能指標,恢復泥漿的護壁作用,從而達到循環利用的目的。施工中,應時常對泥漿的各項性能指標進行檢測,如有發現不符合要求的性能指標時,應采取措施對其進行調整,確保泥漿的護壁效果。
2.3 槽段開挖
本深基坑工程進行槽段開挖采用的主要機械設備為BH-12型液壓抓斗和KH180 履帶式起重機、50 t汽車吊配套的槽壁挖掘機。在抓斗進入導墻時應保持緩慢的速度,輕提慢放,這樣可以避免對泥漿造成較大的沖擊,以防止泥漿影響導墻下面、后面的土層穩定。在進行挖土時,應確保懸吊機具的鋼索緊繃不松弛,鋼索保持垂直緊張狀態,才能保證開挖的垂直度能夠精度滿足要求。在進行挖槽施工時,應密切關注側斜儀器,如果傾斜度超過要求,應及時采取措施進行垂直度的糾正。在每段槽段成槽施工結束之后,應立即將挖槽機駛離作用槽段。
2.4 鋼筋籠的吊裝
在本深基坑工程中,進行鋼筋籠的吊裝采用的機械設備為KH180履帶式起重機、50 t履帶式起重機。在進行鋼筋籠的吊裝時,應確保鋼筋籠的水平,同時主吊鉤和副吊鉤同時起吊,當鋼筋籠起吊到一定高度之后,應緩慢的將副吊鉤放松,同時繼續提升主吊鉤,從而使鋼筋籠從水平狀況轉變成垂直狀態,之后即可拆除副吊鉤,最后根據對應的位置將鋼筋籠放入槽內。如圖2所示為鋼筋籠吊裝示意圖。
在鋼筋籠吊裝過程中,應特別注意的是鋼筋籠吊點的布置和起吊方式,錯誤的吊點和起吊方式會造成鋼筋籠出現不可恢復的變形。在鋼筋籠起吊過程中,不得出現鋼筋籠在地面上拖拉的問題,同時應在鋼筋籠的下端綁一根拽引繩,通過人工操作拽引繩的方式以確保鋼筋籠在空中能夠穩定。在吊運鋼筋籠的過程中,只能單獨使用主吊鉤進行吊運,同時應確保鋼筋籠能夠保持垂直的狀態。
在將鋼筋籠放入槽內之后,應用吊梁穿入鋼筋籠最終吊環內,擱置在導墻頂面上。嚴格根據鋼筋籠的設計位置和高程對實際鋼筋籠的位置和高程進行調整,確保符合設計要求。
2.5 澆筑墻體水下混凝土
本工程下地下連續墻體采用的材料為混凝土C35、P8水下混凝土。水下混凝土的澆筑開始時間應在鋼筋籠入槽之后的4 h之內。混凝土的下料應采用混凝土導管,本工程中所采用的混凝土導管直徑為300 mm,同時經過耐壓試驗確保符合要求。對于導管的拎拔拆卸采用的機械為履帶吊。在進行地下連續墻水下混凝土的澆筑過程中,應確保埋管的深度符合要求,通常應控制在1.5~4.0 m處。混凝土面應做好高差的控制,通常不得超過0.5 m,墻頂面混凝土面的高程應超過設計標高的0.3~ 0.5 m。水下混凝土澆筑完成之后,應對其進行養護處理。在混凝土的養護齡期達到要求之后,根據規范的規定,應對混凝土進行采樣,并將試樣送到試驗室進行試驗檢測,主要檢測的技術參數指標為混凝土的抗壓和抗滲性能,符合要求才能確保地下連續墻的施工質量。
3 結語
文章通過結合某深基坑圍護施工實例,對該基坑采取地下連續墻的圍護方式。系統地總結了地下連續墻施工技術在深基坑圍護工程中的具體應用,提出地下連續墻施工的相應施工技術要點,為同類工程提供參考借鑒。
參考文獻
[1] 張建明.深基坑地下連續墻圍護工程施工工藝探究[J].福建建材,2013(4):30-31.
關鍵詞:鋼鐵生產;工藝技術;創新;模式
鋼鐵材料在我國工業生產中的應用十分廣泛,是工業生產的重要功能材料和結構材料,在國民經濟中起著重要作用,而且,鋼鐵行業作為我國的支柱產業,在國內和國外都有著較大的影響力。而隨著生產技術的發展,傳統的鋼鐵生產工藝技術已經無法適應經濟的發展。在這種情況下,鋼鐵企業需要研究鋼鐵生產工藝技術創新,積極創新鋼鐵生產工藝技術的流程和方法,加快設備創新,不斷調整工藝技術參數,創新工藝技術模式。因此,鋼鐵生產工藝技術創新模式成為鋼鐵行業的重要項目。研究鋼鐵生產工藝技術創新模式不僅能夠優化鋼鐵生產工藝技術,而且對鋼鐵行業的發展有著深刻意義。
1鋼鐵生產工藝技術創新模式的必要性
首先,現階段,我國鋼鐵生產工藝技術創新難度較大,創新機制不夠完善,很多大型的國有鋼鐵企業缺乏健全的創新管理制度,鋼鐵生產工藝技術創新缺乏動力。我國對鋼鐵生產工藝技術創新的理論研究程度較淺,鋼鐵生產工藝技術創新缺乏科學的理論指導。其次,鋼鐵生產工藝技術創新具有深刻的現實意義。我國的鋼鐵生產量較大,但是鋼鐵生產能力過剩,鋼鐵生產產品結構不合理,缺乏高附加值產品。鋼鐵行業在發展的過程中面臨著原材料漲價的問題,鋼鐵生產的環保壓力較大。在這種情況下,鋼鐵企業應積極創新鋼鐵生產工藝技術,解決原料問題和環保問題。最后,鋼鐵生產工藝技術創新能夠有效提高鋼鐵企業的競爭力,調整鋼鐵企業的產品結構,進而實現能源節約,適應市場的產品需求和綠色發展的要求。由此可見,鋼鐵生產工藝技術創新十分必要。
2鋼鐵生產工藝技術模式
2.1煉鐵工藝技術
煉鐵技術主要包括非高爐煉鐵技術和高爐煉鐵技術,高爐煉鐵技術是現代煉鐵技術的主導,現代煉鐵技術主要包括熔融還原法、直接還鐵法和高爐煉鐵這3種方法。但是,熔融還原法的生鐵產量較低,大多數鋼鐵企業仍采用高爐煉鐵技術,而且,世界上的生鐵生產也主要依靠高爐生產工藝。高爐生產主要包括高壓操作技術、加濕鼓風技術、自動控制技術、高風溫技術等。其中,高壓操作技術主要指使用30kPa以上的高壓爐的壓力進行操作。富氧鼓風技術主要指在高爐中加入工業氧氣,進而提高高爐大氣鼓風的氧氣濃度,加強風口燃燒,進而提高產量。加濕鼓風技術主要指向鼓風爐中加水蒸氣,進而增強鼓風濕度的穩定性。高風溫技術主要指在高爐借助熱風將鼓風的風溫加熱。
2.2煉鋼工藝技術
平爐煉鋼技術歷史較長,已經有130多年,在氧氣頂吹轉爐技術出現之后,平爐煉鋼技術的統治地位開始改變,并且,很多國家都已經淘汰了平爐煉鋼技術。而電爐煉鋼技術作為重要的煉鋼技術受到世界各國的重視,很多國家都采用電爐煉鋼技術。
3鋼鐵生產前沿技術和關鍵技術
3.1鋼鐵生產工藝的前沿技術
第一,低碳煉鋼技術。在綠色環保環境下,低碳生活成為未來生活的重要發展方向,低碳煉鋼技術正是低碳生活的產物。低碳煉鋼技術主要采用新型原料和設備,對原料進行循環利用,減少原料的浪費。具體來說,低碳煉鋼技術主要包括電解技術、氫利用技術、二氧化碳捕集和存儲技術等。第二,非高爐煉鐵技術。非高爐煉鐵技術能夠改變煉鐵能源結構,實現能源節約,而且,非高爐煉鐵技術能夠減少煉鐵過程中的有害廢棄物排放,保護環境。而非高爐煉鐵技術主要包括熔融還原技術、豎爐直接還原技術、混合氫技術、核氫還原技術等。第三,煉鋼二次資源利用技術。二次資源利用技術主要包括提高產品附加值的技術、元件回收技術、爐渣利用技術等循環利用技術。第四,一體化控制技術。一體化控制技術主要對鋼鐵生產的煉鋼、連鑄、冷卻、熱處理等流程進行一體化控制。具體來說,一體化控制技術主要包括潔凈鋼冶技術、連鑄凝固技術、熱軋控制技術、熱處理技術等。第五,薄待連鑄技術。薄待連鑄技術主要對連鑄、冷軋、熱軋和特處理進行自動化控制,提高產品性能。
3.2鋼鐵生產工藝的關鍵技術
首先,鋼包噴射冶金工藝技術,這一技術主要研究鋼包底噴粉原理,從理論上解釋噴粉元件的運動規律,合理掌握元件內在關系,保證粉氣流的穩定性。其次,鋼包噴射技術需要對噴粉元件進行研究,探索噴粉元件磨損的對抗方法,提高噴粉元件的使用性能。再次,高品質連鑄坯技術。這一技術主要研究連鑄坯質量控制和連鑄坯生產技術,提高微合金產品的質量。最后,熱軋鋼材控制技術。熱軋鋼材控制技術主要包括控制技術、控制設備和控制手段的創新,進而增強產品性能的穩定性。
4鋼鐵生產工藝技術創新模式
隨著鋼鐵生產技術的發展,鋼鐵生產技術正在不斷改進。鋼鐵生產工藝技術創新主要有合作創新、自主創新和模仿創新這3種模式,而且,每種模式都有自己的優勢和不足。鋼鐵生產工藝技術受到技術領域、鋼鐵行業發展階段、企業管理方式、企業發展方向等多種因素的影響。
4.1煉鐵工藝技術創新模式
首先,現階段,我國的高爐煉鐵技術比較成熟,技術創新能夠有效促進產量。而高爐煉鐵主要依靠焦炭煉鐵,具有高污染、高成本和高焦比等不足。在規模生產的過程中,鋼鐵生產采用破壞性技術創新,以減少焦化和污染。新的鋼鐵生產工藝技術在環境保護方面有著重要優勢,生態保護已經成為我國鋼鐵生產工藝技術創新的重要趨勢。現階段,我國的煉鐵工藝技術創新模式主要采用合作創新的模式,這是因為,合作創新能夠實現各合作主體之間的資源共享和技術共享,共同研究新型的煉鐵技術。另外,煉鐵技術創新的資金消耗較大,單一的鋼鐵企業無法依靠自身的力量來解決資金需求。而合作創新能夠讓各合作主體共同分擔創新資金,降低企業的資金壓力。其次,合作創新能夠利用各合作主體的人力資源優勢進行共同研究,縮短技術創新的周期,提高技術創新的速度。而自主創新對鋼鐵企業的資金要求、人才要求、技術要求等各方面的要求較高,我國大多數鋼鐵企業的發展水平還無法滿足自主創新的要求,因此很少有企業采用自主創新的模式進行生產工藝創新。另外,模仿創新受到技術原型的限制較大,不利于技術突破。因此,大多數鋼鐵企業都選擇合作創新的模式來進行煉鐵工藝技術創新。再次,鋼鐵企業在創新煉鐵技術的過程中十分重視能源解決技術和能源回收利用技術的創新,以實現能源的循環利用,減少能源浪費現象。最后,鋼鐵企業在創新煉鐵技術的過程中十分重視節水技術的創新,加強研究水循環技術,提高水資源的利用效率,減少煉鐵過程中的水資源浪費。
4.2煉鋼工藝技術創新模式
我國的煉鋼技術創新屬于工藝創新,而工藝創新作為產品創新的前提,與產品創新相互促進。產品創新需要根據市場需求進行創新設計,了解用戶對產品的要求,進而根據用戶要求來改進產品。在這種情況下,煉鋼工藝技術創新應積極重視用戶的產品需求和產品要求,根據用戶要求來創新煉鋼工藝技術,進而生產出用戶需求的鋼材產品。現階段,在用戶對鋼材產品要求不斷提高的情況下,我國鋼材企業應重視自身在生產工藝創新中的主體地位,積極與科研院所合作共同建立生產工藝技術創新體系,進而提高鋼鐵企業的自主創新能力。
作者:周學鳳 單位:燕山大學國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心
參考文獻
[1]張壽榮.構建可持續發展的高爐煉鐵技術是21世紀我國鋼鐵界的重要任務[J].鋼鐵,2004(9):7-13.
近幾年,山東省大力發展循環經濟,進行節能減排和清潔生產,使得能耗不斷降低,大幅度推動了山東低碳經濟的發展.
1.戰略政策打頭陣
山東省委、省政府適時提出“轉變經濟發展方式,建設經濟文化強省”的戰略,致力于“山東生態省建設”,實現經濟與人口、資源、環境協調發展。這一規劃為經濟社會低碳、快速、可持續發展奠定了政策基礎。
2.能源產業“領”
①清潔可再生能源。山東省的太陽能和風能比較豐富,它們作為可再生能源,同樣也是零碳能源。通過產業鏈的擴張、提升和科技的創新,走出了一條具有中國特色、融入山東經濟脈絡、促進山東新能源發展的低碳之路。山東省同時注重風能源建設,在威海、煙臺、濱州、東營、濰坊、青島等沿海地區建設大型風電場,并逐步向淺近海域發展海上風電項目,以促進節能減排和環境保護。
②清潔煤炭。山東煤炭行業勇于創新,大力實施“綠色管理”戰略,以循環為主、節能為本、綠色先行,打造循環低碳產業,推進山東節能減排的發展,使資源采出率最大化,廢物排出減少化,促進廢棄資源再利用,大力發展了煤炭行業的非煤產業。國家能源和環境保護司指出:2010年,山東省資源綜合利用企業共利用工業固體廢物5290.1萬噸“,十一五”期間年均增長8.9%;利用廢氣203.9億立方米,年均增長28.1%;利用廢水1286.1萬噸,年均增長14.5%。實現銷售收入357億元,年均增長13.6%;稅金24.3億元,年均增長14.4%;利潤37億元,年均增長18%。
③核電。與傳統發電方式相比,核電站只需消耗很少的核燃料,就可以產生大量的電能,每千瓦時電能的成本比火電站要低20%以上。2009年底,山東海陽核電一期工程舉行隆重開工儀式,此后核電廠的建設在經濟指標上顯示出獨特優勢,特別是在燃料費、運行費等方面都有較大幅度的降低。
3.地市“試比高”
①德州市2010年開始大力推行“建設生態德州”的戰略目標,走科技先導、結構優化、循環經濟、資源節約、環境友好的發展道路,在低碳經濟的發展上取得了一定的基礎。2005年德州被授予“中國太陽城”稱號,以太陽能為龍頭,成為全國最大的太陽能清潔能源研發和生產基地;同時,循環經濟也得到大力發展,引導不同企業、產業之間建立資源、廢物、能量相互轉換關系,形成了“低消耗、高產出,低排放、高效益,大循環、可持續”的生態集約型工業模式。
②淄博市把節能降耗作為調整經濟結構的突破口,實行新增能耗等量淘汰制度,對區域能耗進行總量控制,評估和審查固定資產投資項目的節能情況,實施重點裝備改造工程。通過大力推廣節能技術和節能產品,2008年萬元GDP能耗同比下降7.08%,萬元工業增加值能耗降低11.27%,名列山東省第一。
③2010年5月,榮成作為山東首個低碳經濟科技示范城市揭牌。其在新能源利用、傳統產業改造升級、碳匯漁業、低碳交通、建筑節能、森林碳匯、低碳服務業、低碳生活方式八個方面進行集成應用和示范,為山東低碳城市建設提供范本。
④菏澤市堅持走新型工業化道路,大力推進節能減排,出臺了一系列扶持“低碳產業”發展的優惠措施,以“低碳經濟”打造新的發展優勢。2010年6月,成立了山東首家,也是中國第一家“碳經營交易所”,從事省內和國內企業節余碳排放量指標的交易。
4.三大產業“競風流”
第一產業:山東陵縣是全國小麥主產區之一,低碳技術成為小麥節水增產的秘密武器。采用抗旱型種子包衣劑拌種技術,使傳統農業向現代科技農業轉變;山東的平邑有著較大的牧場,通過對養殖場的標準化改造,引導畜牧業向規模化、生態化的低碳畜牧業方向轉型。
第二產業:山東省低碳住宅建設走在全國前列,目前山東省已經有26個項目、780多萬平方米住宅被列為全國節能環保型康居示范工程,并且山東省在2009年完成了近600萬平方米建筑節能改造;鋼鐵冶金業正在研究“新一代富氫低碳全氧煉鐵新工藝技術”,以走出一條具有自主知識產權和創新性強的低碳煉鐵新工藝技術路線,實現鋼鐵冶煉業的轉型。
第三產業:旅游業本身具備一定的低碳產業性質,具備發展低碳經濟的良好基礎。2011年,山東省大力推進旅游信息化,以旅游目的地系統、網絡營銷系統、社交平臺為工具,推出電子導游、信息化自助游、智慧旅游、鄉村旅游等一系列低碳、便捷化旅游,實現了旅游的低碳化。濟南、青島、煙臺、泰安、威海等旅游業相對發達的城市,正借助信息化手段,快速打造國際化的“低碳旅游文化名城”。
二、結束語
【關鍵詞】鋼鐵業 隱含碳 減排對策
一、中國鋼鐵業隱含碳排放現狀
鋼鐵行業是我國國民經濟的支柱產業,也是工業領域的龍頭企業,素來被稱為“工業的糧食”,但同時它也是我國能源消費和碳排放大戶,它的發展是建立在巨大的化石能源消耗基礎上的,并且伴隨大量的二氧化碳的排放。自從1996年以來,我國鋼產量已連續十多年位居世界第一。2010年我國鋼鐵產量首次突破6億噸,約為6.37億噸,2011年約為6.85億噸,約比上年增長了7.5,2012年約為7.23億噸,到2013年我國鋼產量達到7.79億噸,占全球粗鋼產量的48.5%。2014年我國粗鋼產量82269.8萬噸,占全球粗鋼產量的49.5%,同比增長0.9%,創歷史新高,增幅為2001年以來最低,,比2013年下降0.2個百分點。2015年,全國生產生鐵69141.51萬噸,同比下降3.45%,生產粗鋼80382.26萬噸,同比下降2.33%,生產鋼材112349.52萬噸,同比增長0.56%;平均日產粗鋼220.23萬噸。隨著鋼鐵產量的增加,二氧化碳的排放趨勢也不曾減弱。在我國,鋼鐵行業二氧化碳的排放量僅次于電力系統和建材行業,居全國第三位。自改革開放以來,中國每年的二氧化碳排放總量都在增加,其中鋼鐵業二氧化碳排放所占比重甚高,從2002年開始,每年鋼鐵業排放的二氧化碳數量達5億噸以上,根據IPCC碳排放系數估算,2009年二氧化碳排放量約為8.5億噸,2010年碳排放量約為9.01億噸,約占全球的12%左右,2011年約為9.64億噸,而2012年碳排放量達到了10十億噸以上,約為10.02億噸,2013年約為10.53億噸。從2012年開始,中國已成為全球第一大碳排放國家,碳排放量約占全球的29%。目前全球每年增加碳排放的65%來自中國。從鋼鐵業最近幾年的碳排放數據可以看出,每年的碳排放總量都在增加,且增加幅度相差不大,這說明我國鋼鐵行業的碳減排措施仍未達到預期的功效。降低鋼鐵業二氧化碳的排放,是中國鋼鐵行業所面臨的一個重大問題,這也是我國鋼鐵冶金業的重要目標之一,是國民經濟實現低碳發展、走可持續發展之路的必嚴要求。
二、中國鋼鐵業隱含碳排放源頭分析
(一)礦床開采過程中碳排放
我國礦床的開采方式有兩種:露天開采和地下開采。目前主要采用露天開采方式。在露天開采工藝中,主要的碳排放源自采掘和運輸設備以及爆破技術器材。露天開采的主要作業方式有間斷式、連續式、半連續式。在這三種作業方式中,采掘和運輸所用設備不同,但其在使用過程中或多或少產生碳排放。另外,巖石炸藥、銨油炸藥等也相繼在露天開采爆破技術上得到應用,這些炸藥爆破過程中產生的粉塵、含碳、硫等污染性氣體,使得礦床周圍環境惡化。在地下開采工藝中,主要的碳排放源自采礦方法、鑿巖裝運兩個方面。在這些地下采礦方法中,大多用到爆破技術,其可能產生的碳排放不言而喻。而在鑿巖裝運上,設備的機械化是其產生碳污染的主要原因。
(二)選別作業中產生的碳氣體
開采出來的鐵礦石經粉碎后進入選別作業,使其中有用的礦物和脈石分離,或使各種有用礦物彼此分離。在選別方式中,主要有兩大類,即物理選和化學選。其中物理選包括揀選、重選、電選、浮選、磁選。在物理選方式中,電選、磁選會需要電力支撐,對電的消耗,會間接產生碳排放。而在化學選中經常要用到萃取劑、浸取劑等使之與礦石發生化學反應,在反應過程中會產生二氧化碳。
(三)產品運輸途中產生的碳
這里所指的產品是指鋼鐵冶煉所需的所有材料以及成型鋼材產品。鋼鐵冶煉不僅需要鐵礦石原料還需要燃料,在鋼鐵廠冶煉之前,這些材料都需要從各地運往冶煉廠,路途有遠有近,因鋼鐵廠的位置而定。另外,在鋼鐵廠冶煉出各種鋼鐵產品后,會將其運往所需地方,不論運輸工具是汽車或是游輪等等,在運輸過程中交通工具排放的尾氣中含有二氧化碳氣體,這增加了溫室效應。鋼鐵工業是資源密集型產業,鋼鐵企業每生產1噸鋼,廠內運輸量將高達5噸。鋼鐵企業物流實現方式主要包括鐵路、公路、水路、輥道、行車、臺車和皮帶運輸等。其中,公路運輸占比通常在20%以上,部分中小企業公路運輸的占比超過70%。公路運輸產生的揚塵,重載貨運卡車排放的尾氣都會造成污染,一些廠區內,道路路面未硬化處理、散落的物料未及時清理,運輸造成的污染更加嚴重。對于燃料煤炭來說,隨著我國煤炭產業主要產區的西移,商品煤的平均運輸距離已超過580km,并還在逐漸延長,隨著新疆自治區煤炭的大量外運,商品煤運輸距離還在加大。
(四)進入高爐冶煉以前所產生的碳排放
鐵礦石并不是運往鋼鐵冶煉廠后就可直接進入高爐冶煉,在此之前還需進行兩部分作業。一是進行煉焦煤焦化,二是鐵礦石燒結球團。在對煉焦煤焦化前,要對原煤進行清洗,原煤作為燃料,相比較氫氣 、天然氣、 液化石油氣等,污染是最嚴重的。它含碳、硫、磷等燃燒后生成有污染氣體的元素,直接作為燃料供應進行燃燒,產生的危害特別大。提前進行原煤清洗,可以消除部分污染物,能夠更清潔高效使用。原煤先集中進行洗選潔凈化和均質化后,留下灰分、硫分等污染物,再分散供應市場。此后再進行煉焦,而煉焦釋放的污染物也是焦化廠區污染和大氣污染的重要來源。在焦化過程中產生的碳顆粒、一氧化碳、二氧化碳等擴散到周圍環境中,造成污染。
(五)煉鋼、連鑄、軋鋼過程中碳排放
進入高爐流程以后,主要是煉鋼、連鑄、軋鋼過程,在這些過程中產生的碳污染主要是由于電力的使用所間接引起。鋼鐵業高爐流程以后主要靠火電廠供電來進行作業,而在我國,84%的火力發電燃燒煤炭,燃煤污染物排放嚴重,大量粉塵、碳、硫等氣體。
三、中國鋼鐵業低碳策略
(一)引進低碳采礦設備和技術
隨著礦業開采規模的擴大,對采礦設備的要求也越加嚴格。然而不管是露天采礦還是地下采礦,其采礦過程中,因其設備或是技術因素,二氧化碳的排放不可避免,對周圍環境造成污染成為慣例。因此,引進低碳采礦設備和技術成為綠色采礦的一個新途徑。國外露天采礦設備逐漸大型化、自動化、智能化。我們可以引進國外的先進設備,如大噸位礦用電動輪汽車、電鏟斗容、低孔徑牙輪鉆機鉆孔,露天礦大型設備單機載計算機實時監控等等。對于地下采礦設備,實現裝備的無軌化、液壓化、自動化、微型化、系列化、標準化、通用化。
(二)多采用揀選、重選、浮選方式,減少電選、磁選和化學選使用
為了減少碳排放,在選別作業中應多采用揀選、重選、浮選方式,而相應減少電選、磁選和化學選。揀選方式主要是用于丟除廢石,它包括手選和機械揀選。手選是人工揀選,消耗勞動量大,效率低。在這里主要建議采用機械揀選,可以采用光揀選、電性揀選和磁性揀等。重選主要是利用礦石在介質中顆粒比重的不同進行選別,它可以在其他選別方式使用之前對礦石進行預選。這種選別方式成本低、污染少,適合貧礦、細礦的揀選。浮選通常指泡沫浮選,它是指利用各種礦物原料顆粒表面對水的潤濕性(疏水性或親水性)的差異進行選別。它能用于選別各種礦物原料,適用性強,污染小。對于電選、磁選方式,在處理量小顆粒物時,應該盡量少用。化學選分離效果好,成本高,污染大,應努力研制生物化學法,以降低成本減少污染。
(三)優化鋼鐵工業布局,減少產品運輸量
我國鋼鐵工業總的布局特點是,大型鋼鐵廠比較接近原料、燃料產地或沿海消費區,中小型鋼鐵企業布局比較分散,廣泛分布于全國各地【5】。由于煤炭和鐵礦石是鋼鐵行業生產的兩大必備原料,鋼鐵業冶煉廠的建設也與這兩種原料的產地息息相關。我國重點鋼鐵企業的布局,按其離原料、燃料產地及消費地區的關系,大致可分為5種類型:及靠近鐵礦石基地又靠近煤炭基地,如本剛、攀鋼等;靠近鐵礦石基地,如鞍鋼、馬鋼等,靠近煤炭基地,如太鋼、唐鋼、撫鋼等;位于交通樞紐,接近消費中心,如首鋼、武鋼等;遠離原料產地,位于消費中心,如上海寶鋼、天津各鋼廠等。從這五種類型中可以看出,我國大部分鋼鐵企業選址存在不足,無法兼顧原料、燃料產地和消費地區,造成了大量的時間浪費在運輸途中,產生了大量運輸廢氣。又原材料運輸占總運輸量的73~83,故應將鋼鐵企業的地址選在靠近原料產地,減少運輸路程,即可以降低物流成本又可以減少碳排放。
(四)積極研發“非涉碳”冶金技術
鐵礦石從開采到最終軋制成各類鋼材產品,需要的不僅僅是原鐵礦石,還需要多種輔助材料,煤、焦、水、電、氣等。例如在燒結過程中,需要將礦粉、溶劑、燃料按一定比例進行燒結,焦粉、煤粉這些含碳物質的使用,經過燃燒發生化學反應會產生碳氣體污染環境。因此在冶煉過程中,盡量減少碳材料的使用,可以減少碳排放,積極研發“非涉碳”冶金技術也就成了鋼鐵業冶金技術發展的新方向,使用清潔能源冶金可以有效控制碳排放。清潔能源運行可與含碳能源共同運行,也可組成獨立制度運行,獨立運行的清潔能源鋼鐵生產系統一般具有高速反應與運行的特征,它可以進行多次能源的高效轉化和運行,與含碳能源共同運行可減少二氧化碳排放外,基本上無二氧化碳排放。例如利用風能冶金、太陽能冶金等,完全不涉及碳材料的使用和產生碳的化學反應,從根本上杜絕了二氧化碳的產生。
(五)積極采用清潔能源發電,減少煤炭源電的使用
在鋼鐵的整個生產過程中,對電力的使用不可避免,而且耗電量大。一般鋼鐵企業所使用的電力大多來源煤炭發電,這從間接上增加了化石能源的消耗,增加了二氧化碳的排放。因此要想減少碳排放,也可以從減少使用煤炭發電這一點出發,使用清潔能源發電,減少碳排放。目前,清潔能源的種類很多,有太陽能、風能等。對于鋼鐵企業來說,使用太陽能、生物質能發電較為有利。太陽能能源豐富,免費試用,不需運輸,無污染。而生物質能是化廢為寶,在冶金過程中產生的工業廢棄物,可以利用其中的有機廢棄物來發電反過來供鋼鐵的冶煉。這樣即可以減少煤炭的使用,減少二氧化碳的排放,也可以為鋼鐵業減少冶煉成本。
在清潔能源研究與應用方面,氫還原研究早已開始,如日本焦爐煤氣重整后制成高氫含量的煤氣輸入高爐,加速還原鐵礦石等;歐洲也開始利用太陽能進行高溫爐研究;韓國POSCO研究院還開展核能制氫氫還原的前沿研究等。鞍鋼鲅魚圈從風能發電供生活用電供軋鋼用電供冶煉用電的研究正逐步按計劃進行。多家高校、研究院開展氫冶金實驗研究。另外,除了使用清潔能源發電外,在鋼鐵的生產過程中還可以有效利用轉爐蒸汽、軋鋼加熱爐蒸汽和燒結余熱等進行發電,確保能源高效回收綜合利用。
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漣鋼100tRH爐生產W600無取向硅鋼的實踐
加熱爐自動化系統的作用
塑燒板除塵技術在熱連軋精軋除塵系統中的應用
漣鋼配加FMG粉的研究應用
我國發現遏制腫瘤生長的有效代謝物
六高爐高壓操作實踐
高爐精料技術
板卷樣的超低碳分析
600t/d麥爾茲石灰窯的工藝改進與效果
目前常用脫硫精煉渣
比例液壓技術在2#步進梁改進中的應用
我國鋼鐵行業淘汰落后產能的主要任務
轉爐傾動控制系統優化與改進
水電阻在錘破機高壓電機軟起動中的應用
接觸與非接觸式引伸計自動測定冷軋薄板斷后伸長率的結果比較
低碳經濟——中國的必然選擇
煉焦用煤檢驗指標相關性分析與研究
高爐大型化
煤質工業分析儀快速分析煤焦
CSP線鐵素體軋制與奧氏體軋制鋼板的組織性能比較
汽車鋼板生產工藝發展趨勢
淺析中性點經小電阻接地電網中Z形接地變壓器
ICP-AES法測定鉬鐵中雜質元素Si、P、Cu
結晶器水泵軸承發熱故障分析與處理
馬鋼含鋅塵泥脫鋅轉底爐成功點火烘爐
窄帶鋼三點差的原因分析及改進措施
冷軋板廠檢查機組1#張力輥減速機故障分析與改進
翻車機液壓系統常見故障的快速診斷、排除與預防
PGP-300P玻璃鱗片防腐涂料在煉鐵高爐渣處理煙囪內壁的應用
連鑄結晶器保護渣自動給料機
氨壓機組振動故障技術攻關與處理
漣鋼2250熱軋板廠CVC輥形曲線的分析與設計
雙切剪夾送輥聯軸器損壞原因分析及改進
漣鋼2200m3高爐開鐵口機改造方案分析
提高噴煤比的關鍵技術
熱軋均熱爐焦爐煤氣加壓機的變頻改造
梅鋼3200m3高爐干法除塵系統投用
斑跡產生的原因及消除方法
升降臺升降系統改造設計
屑狀鋼樣中氮的分析實驗
THYROMAT技術在125/32t行車主卷控制中的應用
寶鋼開發出冷軋帶鋼多功能檢測系統
冷軋板夾雜與氧化鐵皮壓入的形成原因研究及形貌辨析
漣鋼噸鋼新水消耗分析及降耗對策
微波加熱在鋼鐵工業中的應用概述
焦化配煤自動控制系統
高爐渣處理綜述及螺旋法水渣處理工藝的應用
我國鋼材出口大幅增長的原因
影響耐材制品加熱永久線變化檢測數據的主因分析
馬鋼與美國聯合電鋼公司簽訂合作項目
漣鋼CSP生產線的液壓活套控制系統
漣鋼30000Nm3/h制氧機組系統規劃中的幾個特點
我國能源安全的對策
頑強拼搏闖關爭變的五十年
“燒結機頭氨法煙氣脫硫系統”在柳鋼應用成功
單片機遙控軋機液壓換輥換槽裝置
構建高效、安全的企業網絡
一、科學合理分解各項指標,力求保證措施到位。
年初,根據公司工作會、常任制黨代表會、職代會及鋼司發[2005]4號文件有關精神,我廠嚴格按照橫向到邊、縱向到底的原則,科學、合理地層層分解各項責任制指標,制定了切實可行的保證措施。印發了《關于下達2005年攻關挖潛增效指標的通知》和《燒結廠2005年挖潛增效主要保證措施》(燒廠發[2005]8號),對各項責任制指標按照工序成本核算的原理,橫向分解到科室,縱向分解到工段、班組、崗位和個人,并制訂印發了《關于下達燒結廠財務預算的通知》(燒廠發[2005]2號)、《2005年燒結廠提質增量攻關實施方案》(燒廠發[2005]19號),明確了今年工作的重點任務和主攻方向,責任到人、考核到人,為實現全年生產經營目標奠定了堅實的基礎。
二、立足“誠信”,開拓創新,深化“保鐵”理念,確保生產經營取得新突破。
煉鐵高爐“一大帶五小”生產格局形成后,生產一直較為穩順,生鐵產量穩步提高,給我廠提出了質和量上更高的要求。為全面提高我廠全體員工的“保鐵”意識,將“誠信”理念落到實處,我廠加大了教育力度,利用工作會、先代會、形勢報告會、廠務公開欄等各種形式大力宣講“誠信保鐵”,將打造“誠信燒結”作為今年我廠完成各項工作的出發點和根本點,教育廣大干部職工認清當前的嚴峻形勢,保持清醒頭腦,緊緊圍繞“保鐵”這一核心來開展工作,牢固樹立一切為了煉鐵、一切服從煉鐵、一切服務煉鐵的誠信意識。從嚴制訂及落實各項保鐵措施,及時處理反饋煉鐵及各部門對燒結廠提出的意見,分析處理我廠發生的各類影響煉鐵生產的事故,努力提高產品實物質量,降低返礦率,提高成品率,確保高爐爐況穩順,從而最大限度地釋放燒結產能,使“誠信”二字落在實處,確保了生產經營的穩順和健康發展。
一是在工藝控制上嚴格按章辦事,工藝紀律進一步強化。
針對煉鐵產量大幅升高,供礦問題矛盾突出的現狀,我廠進一步細化了對工藝紀律和能源管理的責任考核。及時分析通報各類工藝違規事故,責任到人,考核到人。要求主管科室牽頭,各工段自查自糾,加強工藝紀律整頓,強化工藝技術點檢,穩定生產過程,努力改善入爐礦質量,加強生產協調組織,穩定水碳,穩定燒結過程,堅定不移地推行低水、低碳、厚料層燒結工藝,無條件地滿足高爐對燒結礦和球團礦的需求,為煉鐵高爐的穩順提供了良好的外部條件,產品實物質量不斷提高,基本實現了對煉鐵生產的零影響。
二是強化設備管理,合理安排計劃檢修,確保燒結產能進一步釋放。
今年制約燒結廠生產經營的主要因素是進入工序限制環節(產量供不應求)后如何有效提高作業率、降低設備故障停機率,盡可能滿足煉鐵質和量的需求。對此,我廠不等不靠,努力從自身挖掘潛能,對影響生產的關鍵環節兩機(燒結機、翻車機)、兩爐(2×8m2豎爐)、兩倉(高料倉、成品倉)、兩場(中和場、塊礦場)及關鍵設備(主抽風機、圓筒、振動篩、翻車機、三燒進出料系統等)從嚴管理,制訂了周密的事故應急預案、設備事故管理辦法、設備點巡檢管理制度、計劃檢修管理考核辦法、物資管理及考核辦法、“四項費用”管理辦法,明確了設備維修系統區域及職責范圍劃分,進一步強化了設備管理責任。抓住有利時機合理安排計劃外檢修,努力縮短事故搶修時間,落實點巡檢職責,從嚴管理,加大隱患自查整改力度,建立完善激勵機制,充分調動了維修系統人員工作積極性。要求操作人員和設備維修人員盡快全面掌握設備控制與操作、維護知識,加強設備隱患、故障排查力度。加強備件與各類物資的管理,提高備件的準確性與及時性,降低檢修、搶修、故障排除的時間,提高設備作業率。一季度,未發生一起大設備事故,設備作業率達95.57%,尤其是3月份40m2燒結機作業率超過97%,130m2、180m2燒結機作業率超95%,創歷史最好水平,有力地保障了生產的穩順進行。
由于措施得力,在全廠職工群眾的共同努力下,燒結礦產量達111,6823噸,球團礦17,6865噸,產量連破歷史最好記錄。燒結礦合格率92.02%,球團礦合格率96.97%,堿度穩定率89.66%,燒結礦品位穩定率97.67%,確保了煉鐵高爐對燒結礦質和量的需求。
三、從嚴管理,狠抓落實,攻關挖潛工作扎實有效。
2005年,漣鋼生產規模歷史性地跨上400萬噸鐵的臺階,通過對全年生產經營綜合計劃的分析,我廠將攻關挖潛的目標鎖定在提質增量上,印發了《燒結廠提質增量攻關實施方案》(燒廠發[2005]19號),明確了攻關時間、目標、組織機構、攻關措施和責任考核辦法,在保證燒結礦、球團礦質量的前提下,最大限度的挖掘燒結礦、球團礦產能成為實現全年成本降低額目標又一新的亮點。從強化生產組織與質量管理,提高豎爐、燒結機利用系數入手,廣泛宣傳發動,狠抓內部管理,加強設備管理,有針對性地提出優化措施,加大獎勵考核力度,充分調動了全廠員工提質增量的積極性。制訂了《2005年燒結廠污泥綜合利用實施方案》(燒廠發[2005]21號),重點抓好轉爐污泥的應用工作。充分利用球團、二燒、三燒、中和場、備料工段的污泥利用項目,力爭全年轉爐污泥利用率達95%。切實加強對瓦斯灰、除塵灰和粗污泥的管理,積極研究和開發大高爐瓦斯泥利用的途徑和方法。據統計,一季度累計配加轉爐污泥16825噸,綜合利廢總量達51292t。及時合理調整配礦結構,加強了中和料場料堆取樣檢測工作,預配料取得了良好效果。
3月份,我廠加大攻關挖潛力度,大力開展對標挖潛工作。瞄準公司的目標,瞄準全國先進水平,通過強化管理考核,優化工藝操作與控制,嚴格原料進廠、出廠全過程管理,把好原料結算關,實施優化配礦,實現了節能降耗攻關工作的穩步提高,其中:含鐵原料及熔劑降成本553.777萬元。
四、創新管理,從嚴治企,形成規范的績效考核模式。
按照“效益優先、兼顧公平,以崗定薪,崗變薪變,寬帶薪酬,區間浮動”的原則,制訂并印發了《燒結廠崗效工資管理辦法》(燒廠發[2005]9號),以工作分析為基礎,以崗位工資為主體,以組織的整體效益和崗位的工作績效作為分配依據,充分體現崗位價值、勞動價值和市場價值。對崗位按管理類、技術類、生產操作(維護類)進行劃分,進行分序列管理,對工資結構進行了合理調整,員工個人的崗位工資實行動態管理,以崗定薪,崗變薪變,并嚴格與本單位內部經濟責任制掛鉤。制訂并下發了《2005年燒結廠經濟責任制實施辦法》(燒廠發[2005]13號),加強內部分配管理,合理確定各工段、科室之間的分配關系,充分發揮經濟責任制的激勵和約束作用,以量化考核為主、定性評價考核為輔的原則,對全廠各單位的經濟責任制考核指標均分為否決指標和掛鉤指標兩部分,所有單位及科室均以成本為中心,采取成本“分檔否決”的經濟責任制模式。將成本指標、安全環保、質量、能源、三大費用、作業率、績效考核、誠信保鐵等各項工作均納入考核體系,同時加大了單項獎總額,加大了效益獎提獎比例,員工工作積極性得到進一步激發。廠黨委印發了《燒結廠2005年班組經濟核算責任考核辦法》(燒黨發[2005]4號),著力于“誠信保鐵”大局,注重內部系統優化,大力實施全員節能降耗,為全面改善經濟技術指標、實現整體效益最大化提供了有力保障。強化全員績效管理,印發了《燒結廠2005年績效管理實施辦法》(燒廠發[2005]4號)、《燒結廠關鍵崗位實施尾數淘汰競爭上崗管理辦法》(燒廠發[2005]5號)、《燒結廠基層管理人員考核評價及激勵約束辦法》(燒廠發[2005]11號)等一系列文件,進一步規范和加強了全員績效考核管理,真正發揮全員績效考核的激勵與約束作用,形成了全員動態競爭的良性循環。在績效管理上,積極探索適應我廠實際和發展要求的新路子,嚴格執行公司績效管理有關要求,對全廠員工進行按崗位分序列分線排名,并及時張榜公布,在月度排名的基礎上,季度、半年度、年度進行綜合排名并實行相應考核。要求各工段、科室根據員工的崗位性質、崗位特點制定考核指標和核定額度,根據員工完成的工作質量、工作數量、工作效率、工作態度、工作難度、工作環境、技術水平、業務能力、所起的作用等關鍵指標正確評價員工,定量考核與定性考核相結合,量化指標,用數據、業績、事實和結果說話,工作內容和考核標準定到個人,考核結果公開,并在當月工資中體現。經過一個季度的實施與完善,目前我廠全員績效管理已逐步走上正軌。
五、全員參與,精心組織,技改工程建設穩步推進
2005年燒結廠技改工作的主要任務是完成原料場二期工程改造和實現280m2燒結機工程節點。一方面要確保公司提質增量,實現產鋼425萬噸、產鐵400萬噸、熱軋薄板250萬噸目標,燒結廠要確保產能實現最大化,生產組織面臨嚴峻挑戰;另一方面技改建設要克服時間緊、任務重、新老系統交錯等困難,確保原料場二期工程和280m2燒結機工程按期投產,技改與生產再度交織,困難重重。為此,我廠要求各職能科室和工段要積極配合燒結項目部工作,抽調一批精干的工程專業技術人員充實項目部工作,確保全員參與,保證了工程的順利施工。截止3月份止,原料場二期工程已順利實現工程節點,280m2燒結機工程場地平基完成總量的60%,擋土墻、主廠房樁基均實現工程節點,成品倉月底已投入生產,部分設備采購、監制計劃已完成,預計4月上旬可完成場地平基和主廠房樁基工程。
六、存在的問題和解決辦法
1、由于市場原因,進廠大宗原材料質和量均得不到很好的保證,燒結用含鐵原料不僅品種多、成份很不穩定,有些品種不能滿足燒結的要求,導致燒結礦化學成份波動大,物理質量也很難滿足高爐的需要。燒結用熔劑不僅量保不住,造成頻繁變料,而且幾家供貨單位質量水平不一致,給穩定燒結礦質量帶來很大困難。在外部影響較大情況下,我們采取了一系列措施,來保證產品的質量和高爐的需要。如:降低產量,加大成本投入,加強進廠原材料質量把關,提前制訂應對措施,加強內部工藝控制,穩定燒結過程,加強員工的責任心,杜絕事故的發生等等。球團用含鐵原料同樣存在成份不穩定、雜物多、粒度達不到要求,給豎爐的生產帶來了很大的困難,制約了產能的發揮,造成球團一季度欠產嚴重,特別是爐內結塊處理非常困難,處理的時間很長,我們針對一季度球團的生產召開了幾次分析會,制訂了措施,希望公司能采取有力措施,確保燒結用原材料質量的基本穩定,為燒結提質增產創造條件。
關鍵詞鋼鐵產業;生態設計;政策
中圖分類號C93文獻標識碼A文章編號1002-2104(2012)07-0162-05doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.07.026
產業生態化發展能夠有效緩解鋼鐵工業面臨的環境壓力和資源約束,通過把生產過程和消費環節有機有效地聯系起來,使之對環境容量的占用和自然資源的消耗降低,促進各個產業之間的有效關聯、相互耦合和循環共生,使得經濟活動對環境造成的負面影響降到最低程度。推進鋼鐵產業生態化設計是落實科學發展觀,推動生態文明建設,加快轉變經濟發展方式的必然要求。近年來,鋼鐵企業節能減排、清潔生產與綠色制造得到了廣泛的關注[1];工業生態學和循環經濟理念下鋼鐵工業生態園區設計、評價與模式構建成效明顯[2-6];鋼鐵制造流程的本質、功能與鋼廠未來發展模式得到了深入系統的研究[7]。本文在梳理我國鋼鐵產業現狀及“十二五”鋼鐵產業發展環境保護規劃目標的基礎上,設計鋼鐵產業生態化方案,嘗試構建鋼鐵產業生態化政策體系,以推動我國鋼鐵產業轉型升級和走中國特色的新型工業化道路。
1我國鋼鐵產業現狀與節能減排壓力
1.1我國鋼鐵產業發展現狀
“十一五”時期,我國粗鋼產量由年產3.5億t增加到6.3億t,年均增長12.2%。2010年,鋼鐵工業實現工業總產值占全國工業總產值的10%,達到7萬億元;鋼鐵工業資產占全國規模以上工業企業資產總值的10.4%,總計達到6.2萬億元,為家電、機械、建筑、汽車、造船等行業提供了加工原料,為國民經濟的快速發展提供了重要保障。
在鋼鐵產業快速發展的同時,節能降耗成效突出。“十一五”期間,煤氣回收利用及蓄熱式燃燒、高爐爐頂壓差發電等節能減排技術得到廣泛應用,很多大型企業建立了各種形式的能源管理中心,有效促進了鋼鐵工業節能減排,這期間共淘汰落后煉鐵產能12 272萬t、煉鋼產能7 224萬t。2010年,固體廢棄物綜合利用率由90%提高到94%。重點統計鋼鐵企業各項節能減排指標有了全面顯著的改善,噸鋼綜合能耗降至605 kg標準煤、二氧化硫排放量1.63 kg、耗新水量4.1 m3,與2005年相比分別下降12.8%、42.4%和52.3%。
與此同時,對鋼鐵行業發展具有重要意義的能源、環境、原材料約束增強。鋼鐵企業節能減排管理有待進一步完善,二次能源回收利用效率有待提高,重點統計鋼鐵企業燒結、煉鐵、煉鋼等工序能耗與國際先進水平相比還有不小的差距,成熟的節能減排技術有待進一步系統優化。燒結脫硫尚未普及,綠色低碳工藝技術開發還處于起步階段,高爐、轉爐煤氣干法除塵普及率較低,SO2、CO2減排任務艱巨。
1.2鋼鐵產業面臨巨大的節能減排壓力
“十二五”期間,我國鋼鐵工業將步入轉變發展方式的關鍵階段,既面臨結構調整、轉型升級的發展機遇,又面臨環境壓力增大的嚴峻挑戰。綜合預測,2015年國內粗鋼導向性消費量約為7.5億t。我國粗鋼需求量最高峰將可能出現在2015-2020年期間,峰值約7.7-8.2億t,
張雅:鋼鐵產業生態化設計與政策選擇中國人口·資源與環境2012年第7期2011年12月15日的國家環境保護“十二五”規劃明確規定,加大鋼鐵等行業落后產能淘汰力度,制定年度實施方案,將任務分解落實到地方、企業,并向社會公告淘汰落后產能企業名單。提高冶金等行業污染物排放標準和清潔生產評價指標,鼓勵各地制定更加嚴格的污染物排放標準。鋼鐵行業現役燒結(球團)設備要全部采用高效除塵器,加強工藝過程除塵設施建設。實施區域大氣污染物特別排放限值,對鋼鐵等行業進行重點防控。完善以預防為主的環境風險管理制度,落實企業主體責任。
按照國家節能減排總體要求和地區分解任務指標,降低鋼鐵企業單位增加值能源消耗、二氧化碳排放和用水量,減少二氧化硫排放總量。“十二五”期間,我國將淘汰400 m3及以下高爐(不含鑄造鐵)、30 t及以下轉爐和電爐。重點統計鋼鐵企業焦爐干熄焦率達到95%以上。單位工業增加值能耗和二氧化碳排放分別下降18%,重點統計鋼鐵企業平均噸鋼綜合能耗低于580 kg標準煤,噸鋼耗新水量低于4.0 m3,噸鋼二氧化硫排放下降39%,噸鋼化學需氧量下降7%,固體廢棄物綜合利用率97%以上。實現上述節能減排目標,鋼鐵產業面臨巨大壓力,必須推進鋼鐵產業生態化設計,從生產全流程推進節能減排。
關鍵詞:化學課堂;環保教育
現行的化學課本沒有專門的章節講述環境問題,但是根據教學內容,教師可以有意識地把環境保護知識滲透到教學各個環節中。接下來,筆者結合化學課堂教學中的一些案例,來談談如何在化學課堂教學中培養學生的環保意識。
一、精心準備實驗,有的放矢,不失時機地喚起學生的環保意識
在中學化學課本里,特別說明了Cl2的制取必須在密閉的環境下完成,這是因為Cl2具有較強的毒性。在Cl2、SO2、濃H2SO4、HNO3等實驗中,特別是分組比對實驗中,如果學生沒有處理好實驗尾氣,而把它直接排放進入空氣,就會污染實驗室內的空氣,危害實驗者的健康。因此,筆者建議,教師可以改進實驗裝置等。如在實驗室制取一氧化碳NO時,教師可以把實驗步驟改為把1ml左右的稀硝酸加入放有一小塊銅絲的試管中,然后立即用帶有兩根導管(一根導管中間用一橡皮管連接,在橡皮管上夾一個止水夾;另一根導氣管橡皮管上夾一個止水夾的另一端,插入盛有NaOH溶液的小燒杯中)的橡皮塞塞住試管口。此時,生成的無色氣體是一氧化氮NO。繼續打開橡皮管上的止水夾,讓空氣進入,可看到無色的氣體一氧化氮NO變為紅棕色的二氧化氮NO2氣體,打開止水夾,一氧化氮NO、二氧化氮NO2氣體則通過導管,進入NaOH溶液中。這樣一來,實驗中產生的有毒氣體一氧化氮NO、二氧化氮NO2可以與NaOH溶液發生反應,生成亞硝酸鈉。這個實驗改進的靈感來源于課堂教學,是教師與學生教學相長的智慧結晶,而這一改進極大調動了學生的學習積極性,他們也紛紛思考如何改進實驗步驟和過程,并設定了幾種方案,最后經過師生討論,選定一個最優方案。在實驗討論的過程中,學生對環境保護有了更加切身的感受。
二、聯系化工生產工藝,激發學生的興趣,對學生進行環保意識滲透
在教學制硝酸、硫酸、水泥以及冶煉鋼鐵等化工生產的內容時,教師都可以滲透環境保護知識,既有利于學生聯系實際,激發學生的學習興趣,又能培養學生的環保意識。
1.接觸法制硫酸
接觸法制硫酸的實驗會產生SO2等對人體健康有害的氣體,甚至會引起支氣管炎、氣管炎等上呼吸系統的疾病。在1952年的倫敦煙霧事件中,就有4000多人死于與SO2有關的有害氣體中。此外,SO2還會造成土壤、湖泊、河流的酸化,致使植物及農作物減產,甚至絕收。教師向學生介紹這些知識,不僅讓可以學生了解到各類有毒氣體的危害,而且意識到有效減少有毒氣體的排放,凈化有毒氣體的必要性。如在溶解SO2的實驗中,筆者使用氨水來完成實驗,可生成亞硫酸銨,制成生產氮肥的原料。這樣一來,就能變廢為寶,既避免了環境污染,又充分利用了原料,同時還能進一步向學生闡明:從化學角度來觀察,世上的任何物質都是“寶”,只有暫時未被利用的物質,沒有不能利用的“廢物”,一個工廠的“廢物”可能是另一個工廠的寶貴原料。
2.制水泥
在工業生產水泥的過程中會產生大量的粉塵,其危害眾所周知。在2008年北京奧運會期間,北京所有的工地全部停止施工,周邊工廠全部停業,就是為了降低粉塵的污染。現在,大多數水泥廠都安裝了除塵裝置,回收粉塵、粉煤灰、煤渣,然后利用回收廢料混合制成建筑用的墻磚,實現了廢物的高效利用,減少了普通黏土磚的使用,保護了土地資源,改善了環境。
3.煉鐵和煉鋼
在煉鐵的過程中,高爐煤氣內含有粉塵和一氧化碳CO等有害物質。一氧化碳CO被人體吸入后,會與人體內的血紅蛋白發生一系列化學反應,可能導致人的神經和心血管等方面的疾病,損傷人們的身體,甚至導致人死亡。因此,在高爐煤氣排空前,必須先除塵,回收一氧化碳CO氣體。此外,冶煉過程中產生的氣體也含有氧化鐵粉塵和高濃度的一氧化碳CO,所以必須凈化、回收與綜合利用,以防止其排入空氣,污染環境。如回收的氧化鐵可以運用于煉鋼,富含高熱值的一氧化碳CO可作為化工原料或燃料。
三、結合當前環境熱點問題,拓寬學生的知識面
自20世紀90年代開始,溫室效應、臭氧層破壞和酸雨成為三大全球性環境問題,引起了第二次環保浪潮。化學作為具有很強實用性的學科,高考化學就非常注重考查學生運用所學化學知識解決生活問題的能力。尤其是在近幾年的高考化學試卷中,與石油、煤化工等相關的環境問題出現率高達95%以上。如2014年高考化學試卷有一道選擇題就考查了臭氧層被破壞的問題。隨著高考新方案的改革逐步推進,化學這類實用性較強的學科在考試中的比重會越來越重,所以教師有必要把這類知識引入課堂,向學生普及。
1.溫室效應
溫室效應是指大氣中的CO2等氣體,能讓太陽短波輻射透過它到達地面,然后大量吸收后,地面長波又反射回地球表面,使地球表面溫度升高。目前,溫室效應的主要氣體是CO2,所以人們必須采用新措施來控制溫室效應的生成,致力于削減煤、石油、天然氣等能源的使用,找到新的可替代能源,并且加大植樹造林的面積,以確保環境的可持續發展。
2.臭氧層破壞
臭氧層能有效吸收短波紫外線,過濾掉99%以上的紫外線,護佑著地表各種生物的繁衍和生長,而破壞臭氧層的罪魁禍首就是氯氟烴。世界各國在環境可持續發展方面都做出了各種各樣的努力,為控制和淘汰破壞臭氧層的氟物質,各國都鼓勵人們使用無氟冰霜、代氯致冷劑等產品,并取得了一定的成效,極地上空的臭氧層空洞正在慢慢愈合。3.酸雨現在,國際上公認,pH值小于5.6的酸性降雨、降雪、濃霧統稱為酸雨。其對環境的影響體現在以下幾個方面:①它會造成土壤酸化,損害農作物及林木的生長;②它流入河流湖泊,會使沿線地表酸化,污染水源,危害漁業生產;③它會腐蝕建筑物、金屬材料、文物等;④它會影響人體健康。
四、結合新聞時事,培養學生的環保意識
教師可以引導學生多關心新聞時事,了解與環境問題有關的解決方案。如2015年8月12日23:30左右,位于天津濱海新區塘沽開發區的天津東疆保稅港區瑞海國際物流有限公司所屬危險品倉庫發生爆炸,教師可以借這則新聞,向學生介紹哪些危險品會爆炸,其危害是什么等,從而引導學生從自身做起,從身邊的小事做起,養成保護環境的自覺意識。當前,素質教育已深入人心,其目的就是培養學生的創新和實踐能力,最終提高全民族的整體素質。環保意識,是當今社會公民的必備素質,所以教師可以結合化學課堂教學滲透環境保護教育,可收到事半功倍的教學效果。
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關鍵詞:低碳經濟;產業結構;產業升級;產業經濟
當前我國正處于由傳統制造業向新型制造業的轉變時期,我國“十三五”發展規劃已經明確提出了加快傳統制造業改造發展的步伐,培養新的戰略性的產業,促進我國產業結構的升級,從而有效的改善我國的生態環境質量,發展低碳產業,倡導人們開展綠色生活及生活方式。隨著我國經濟的快速發展,在資源壓力、能源壓力、環境壓力方面的壓力不斷增大,傳統的以消耗能源、效率低產出效果低的粗放型經濟發展模式已經不適應當前經濟發展的需要,因此探討低碳經濟發展需求下促進經濟發展結構升級已經成為我國經濟及社會發展的根本需求,是實現節能減排及促進我國經濟及社會可持續發展的根本途徑。
一、低碳經濟產生及其內涵
1.低碳經濟產生的時代背景
所謂低碳經濟指在堅持正確發展觀的前提下,積極推動技術創新和制度創新,從而使得產業實現轉型發展,更好的提高能源的利用效率,更加科學有效的提高新能源的開發和利用效率,從而最大限度的減少對煤炭、石油等高碳消耗能源的依賴程度,降低溫室氣體的排放水平,從而在實現經濟社會發展的同時,實現良好的生態環境保護,是經濟發展與環境保護實現雙贏的經濟發展新形態。低碳經濟重視低能耗、低污染和低排放,是人類在農業革命、工業革命和信息革命后出現的又一次重大的社會轉型。這一概念在2003年第一次由英國能源白皮書《我們能源的未來:創建低碳經濟》中提出,之后隨著世界變暖及各類經濟及自然災害現象的不斷出現,人們對于發展低碳經濟越來越認可,在世界范圍內形成一致共識。當今時展低碳經濟已經成為經濟發展的重要呼聲,是促進人與環境和諧發展、和平共處的新型發展理念和可持續發展模式。
2.低碳經濟的內涵
低碳經濟其本質在于“低能耗、低污染、低排放”,但是如何實現這些目標、創建綠色可持續發展的環境是當前各國需要解決的重大課題。由于不同國家在經濟發展水平、經濟結構及社會發展水平存在的不同,每個國家對于低碳經濟的發展方案是不同的。尤其是對于發展中國家,特別是我國,傳統經濟是以高能耗為代價的粗放型的經濟發展模式,實現低碳經濟轉型是一個巨大的考驗。因此對于如何在我國實現低碳經濟,很多專家學者都進行了相關的研究并提出了相應的解決方案。在我國要發展低碳經濟首先需要面對的是對原有的經濟結構進行轉型發展,實施產業結構調整。
二、低碳經濟對產業轉型的促進作用分析
所謂產業結構的轉型及優化,是指產業結構內部逐漸向著更加科學化、合理化及高級化的方向發展,經濟發展模式從原有的粗放型向集約型轉變,從勞動密集型向資本技術密集型產業經濟發展,從產品的低附加值向產品的高附加值轉變。發展低碳經濟和推動產業結構轉型是相互促進、相互影響、相互依存的。低碳經濟是一種新的經濟發展模式,其根本要求就是低能耗、低污染和高效率。所以,低碳經濟首先對于產業發展的要求就是要做到碳排放量的降低,要實現低碳經濟的發展需要進行產業結構的升級。具體表現在:一方面,要實現低碳經濟需要提高能源的使用效率,做到節能、減排、提高能效,減少三次產業的碳排放強度,從而減少各個產業在碳排放方面的總量,從而有效控制碳排放量。要實行這些目標需要進行產業結構調整,大力發展低碳產業。如在工業結構發展方面要向節能降碳的方向發展,進行技術更新,淘汰傳統的高能耗的技術,積極支持企業開展技術創新和升級換代,應用節能減排技術,積極使用綠色能源,開展綠色制造,促進經濟循環發展。通過引入對環境污染小、資源利用效率高的技術,實現低碳經濟的發展。另一方面,從低碳產業角度來看,要限制高耗能的產業發展,轉向低碳產業發展,從而實現產業的發展轉型,提高低碳產業比重而降低高耗能產業的比例,從而促進經濟結構的調整,并有效控制碳排放水平。如需要大力發展新能源產業如風能、水能、太陽能產業,大力發展可再生能源產業,加大科技研發力度大力發展新材料產業,加快信息網絡及高端制造產業的發展,增加森林碳匯,推動低碳技術的研發及成果轉化,從而促進和推動低碳產業的發展。
三、低碳經濟背景下產業結構調整對策
發展低碳經濟實施產業結構調整是當前應對全球氣候變暖的必然要求。在全球重視和大力提倡發展低碳經濟的條件下,要積極促進我國實施產業結構的優化升級,更好的促進我國產業結構的調整,推動低碳經濟的發展。
1.打造適合我國發展需求的低碳產業鏈
當前我國產業鏈在價值分布方面主要面向資源型企業,而低碳經濟則需要發送巨大的變化。首先是要縮短在能源、汽車、鋼鐵、化工、建材等高消耗、高碳產業所發展起來的產業鏈條,將這些產業的上、下游產業進行“低碳化”發展;其次是要調整高碳產業的結構,通過發展逐步使得高碳產業尤其“重化工業”在國民經濟中的比重不斷降低,而促進兩端產業及產品的產業鏈的延伸發展,如向前端延伸發展,重視生態設計,促進自主知識產權的發展;而向后端延伸發展,則重視品牌及銷售網絡的發展,促進核心競爭力的提高,從而使得我國的經濟產業結構得到更好的延伸和發展,從而逐漸走向低碳經濟的發展路徑。
2.減少高碳產業的高能源消耗狀況,促進低能源消耗方向的轉型發展
現階段,我國還是處于發展工業化和推動城市化發展的發展過程中,傳統的鋼鐵產業、船舶制造業、機械制造業及建材、石化為代表的重化工業還處于較快的增長發展時期,而這些產業確實高能耗、高碳排放量的產業。我國仍然是發展中國家,不可能逾越工業化的發展歷史階段,因此要大幅度的降低重化工業的比重是行不通的。所以為了發展低碳經濟,就需要提高重化工業的能源利用效率,通過技術的革新挖潛,降低這些產業的能耗比重,實施產業轉型,從而實現節能減排的發展目標。要實現上述行業的能源效率的提高,就需要大力發展清潔生產,重視資源的節約使用,淘汰落后的技術,發展低能耗、低污染的產業,實現產業的轉型發展,重視資源節約及生態保護,淘汰高能耗、高污染的落后技術及產能,推動科技創新,促進節能減排,實施規模生產,實現產業集聚效應,從而有效降低發展成本,建立生態發展產業園區。根據我國在《清潔生產促進法》等方面的要求,積極應用最新的技術及設備設施,促進煉鐵、煉鋼及水泥生產的能源效率;大力淘汰低效的電機,積極引入調頻技術及調峰技術等先進的工業技術,實現節能減排的目標;要重視資源的回收再利用,從而最大程度的減低對資源的占有及消耗;積極促進和開發和這些行業有關的多個領域的低能耗技術等等。
3.大力發展新型低碳產業
大力發展低碳產業,主要有新能源汽車產業、建筑節能產業、循環經濟、資源回收產業、節能材料等等,這些都是有著較高發展預期的朝陽企業,有著很好的未來發展前景。同時也是新時期新型低碳產業,具有清潔生產的特征,有的則是可再生能源,能夠替代傳統的高碳化石能源,從而使得低碳經濟有實現路徑和可能,促進我國能源結構的創新發展,促進低碳技術體系的完善,有效的調整低碳產業結構,從而使得我國的經濟發展模式逐步走向低碳經濟發展模式轉變。
4.積極開發和應用
低碳技術開發和應用低碳技術,主要包括如可再生能源的開發和應用,如太陽能產業、水能產品、風能產業、海洋產業等,以及一些新能源產業,還有傳統能源如煤的清潔高效利用技術的開發和應用,以及如油氣資源及煤層氣的勘探開發和應用,另外還要開發二氧化碳的捕獲和埋存技術,從而更好的控制溫室氣體的排放,在這些方面需要涉及電力、建筑、冶金、化工等多個領域和部門。從發達國家的發展情況來看,這些國家都已經投入了大量資金開始進行技術方面的研發,逐漸開發出一些世界領先的技術及產品,有些國家的產品及技術已經成為世界低排放能源技術發展的制高點。因此,我國也需要積極組織和引導多方力量積極進行相關低碳技術研發,給予積極的技術資金支持,促進新型高效低碳技術的研發水平及速度的提高。
5.建立排放交易市場機制
通過發達國家的發展經驗來看,在發展低碳經濟中如果不引入市場機制,單單依靠某個企業和個人是無法實現節能減排目標的。因此要建立碳交易市場,引入投資資本,進行科學的環境容量劃分,對溫室氣體的排放權進行有效規定,構建新型的碳資產的資本類型,使得碳市場能夠有效建立,為碳資產的市場定價及自由流通提供可能。從歐盟發展來看,在總量控制及排放交易體系方面發展較為成熟,非常重視碳定價的促進作用,從而為保環保技術的發展提供了一個很好的交易市場。實施排放交易能夠有效降低能源成本,從而促進減排目前的實現,而恰當的總量控制及排放交易計劃能夠有效激發企業的積極作為,同時又為企業提供了自主發展的動力和權利,從而豐富減排的途徑。因此,我國需要構建一個由碳排放在內的排放權市場,從而使得各種資源及信息能夠通過這一市場平臺進行價格的自由調節,通過市場化的手段倆規范不同企業之間的交易行為,從而有效降低買賣雙方為了尋找項目而產生的相關成本,從而有效提高我國在國際碳交易方面的定價權。
6.建立健全相關法律制度體系
在促進低碳產業發展、實現結構升級換代方面還需要加強相關的法律制度的建設,從而其提供必要的法律保障,創建一個好的外部環境。歐盟在促進低碳經濟發展方面政策較為成熟,已經形成了較為靈活的市場機制及法律體系,很多發展計劃和目標有著很強的法律約束力。因此我國也需要對相關的能源、環保、資源等進行法律方面的制度完善及相關內容的充實和修改,如可再生能源、環境保護等方面的法律等,根據實際發展的需要進行立法及修改和完善,并積極采取措施貫徹落實。
7.建立淘汰機制,促進能源改造
對于傳統的落后技術,尤其是高能耗、高排污的技術及設備設施,要堅決予以關停,限期進行技術整改和更新,尤其是第二產業需要加快落后產能的淘汰力度,并構建相應的補償機制。各級政府及企業要積極進行溝通和協調,促進高效能源結構的優化升級。對于能源改造工程,要加快推進燃煤鍋爐的改造力度,大力控制溫室氣體的排放。積極推動熱電聯產,促進能源使用效率的提高。積極發展和應用新能源及清潔能源,使其逐漸代替煤炭和石油等傳統能源,從而有效控制碳排放量。在全社會范圍內實施改造工程從而大幅度的提高節能能力。
總之,為了更好地實現低碳經濟發展的目標,實現節能減排的發展目標,需要對目前的經濟及產業解耦股進行升級換代,發現低碳高技術含量產業,制定完善的配套政策和法律體系確保產業結構更快的實行轉型發展,降低能耗,提高能源利用效率,推動舊的耗能產業及企業的淘汰機制的執行,堅決關閉一批能耗高的企業,推動技術創新和能源改造,促進能源使用效率的提高,更好地推動我國經濟及社會的健康發展。
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