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【摘 要】铁合金企业是一种高耗能的生产企业，产品的生产成本直接影响企业的竞争力。其中能源消耗的多少直接关系到生产成本，也就是它对企业竞争力具有巨大的影响。能耗作为生产成本中可控的主要部分，对它的深入研究对于控制能耗水平，降低生产成本具有重要意义。本文结合铁合金冶炼的生产工艺，对影响能源消耗的各种因素进行深入的分析研究，为铁合金企业提供科学合理、切实可行的能源计划，从而实现能源节约，提高企业经济效益。
【关键词】铁合金；能源；消耗；节能
一、引言
能源对各个国家的经济发展都是十分重要的，国家大力提倡节能降耗，它是企业生存的根本，也是实现企业可持续发展的重要条件。节能就是对各种用能设备进行科学管理，运用各种技术和经济等手段，来降低企业生产中各个环节中对能源的浪费，最大发挥出能源的作用。铁合金企业是一个高耗能的企业，在铁合金企业产品的生产成本中，消耗的电能所占比例约为60%～70%。所以在铁合金企业中，节约能源并科学合理的利用，最大限度的发挥出能源的作用，将会为社会和经济带来巨大的效益。因此，对铁合金能源消耗的研究具有重要的意义。
二、能耗系统概况
（一）铁合金生产任务
铁合金主要是指铁与一种或几种元素组成的中间合金，主要用于钢铁冶炼。铁合金生产的主要任务就是将矿石或氧化物中的合金元素分离出来，通常使用的是还原剂还原法。铁合金如果从使用设备方面进行分类可将其分为高炉法、真空法、电弧炉法等；如果是根据热量来源进行分类可将其分为金属热法、电热法和碳热法等。而在本文中主要研究的是以AOD炉作为冶炼核心的电弧炉冶炼生产法，这种冶炼方法更加的快捷高效，可以有效的提高低碳合金的降碳能力。
（二）能耗的分布
一个铁合金企业不仅要求具备完整的生产设施，同时还要根据铁合金冶炼生产工艺的特点，要求各个生产车间之间有紧密的的生产联系和相互之间的协作配合。通常情况下，企业车间平面布置必须符合以下条件。①车间间距符合安全标准的同时尽可能紧凑，这样能够少占土地面积。同时也能最大限度的减少各种管线、运输及构件等的长度或体积。②运输能力适应车间的实际产量和生产特点，尽可能的实现进料、冶炼和成品的一条线进行，避免交叉进行。③车间设置要求具备可扩建性，可以实现在基建的同时，也能够进行生产，做到互不干扰。
（三）系统能耗的特点
（1）国内的铁合金生产依然采用的是传统的三步法工艺，也可以称为硅热法。这种工艺中使用了三台电炉，除第一台外，二、三台电炉分别以前一台生产的产品作为原料，进而生产出新的产品，分别是碳素铬铁，硅铬合金，中、低、微碳铬铁。国外普遍使用的“波伦法”也需要三台电炉，不过它的区别在于炉外的“倒包”上，确保铬矿、石灰熔体与硅铬合金之间发生完全的化学反应，进而生产出中、低、微碳铬铁。
（2）在冶金行业中，空分装置是一种具有代表性的生产设备，在AOD炉的生产过程中，主要是为碳铬铁的生产提供必要的氧气。电气设备的组成部分通常都包括了空气控制器、压缩机、除尘装置等，它的主要工艺流程为压缩、冷却、分馏、纯化等。
三、能源消耗分析
（一）电弧炉能耗分析
1、电耗与产量之间的关系。电耗与产量之间的关系主要体现在以下两方面：一是产量越高，电能的总耗量也就越大，这也可以看出两者间成一种正相关的关系，消耗总能源随产品的增对而增多；二是产量越高，电能单耗就会越小，单耗的具体公式如下：
B=Q/P
在式中，B代表电能单耗；Q代表总电量；P代表炉子小时产量。根据公式可以得出，当总电能在不变的情况下，单耗与小时产量成反比关系。冶炼速度的快慢不会影响到电弧炉的热负荷变化，这主要是因为在进行冶炼时电炉中同时具有充足的电量和氧气，就可以对铁合金的冶炼速度和电能消耗量进行有效的调节，这样就可以减少20～25%的冶炼时间，也可以降低80-10度/t的电量耗能。当电炉热负荷变化稳定的条件下，影响单耗大小的因素就主要有产量的高低以及生产速度快慢。所以，高产实现低耗能的重要条件。
2、氧气量与用电量之间的关系。对于辅助燃烧以及吹氧助熔的方式，从表1中的电炉热平衡表中可以发现，热量耗费最大的为熔化期，如果选择吹氧助熔的方式进行，就能够尽可能的减少熔化时间和氧化时间，可以节约大量的电量资源。根据国外一些研究资料显示，每吹1立方米的氧气就可以节约电能5～10度。如美国钢铁企业使用了500吨电炉油氧进行助熔，分别耗费了9公升的油和65立方米的氧气，就大约可以节约220度的电能，这也就相当于用32千克的标准煤的油换取84千克标准煤的电量。
表1 电炉热平衡表
（二）AOD炉能耗研究
在进行铁合金生产时，AOD炉再次对感应炉中的钢水进行提炼，从而使钢水满足低碳合金的提炼要求并且也不减少铬元素。AOD炉这种生产方式逐步改变了铁合金传统生产中硅热法的生产，这样可以避免铁合金在进行生产时炉外出现“倒包”所导致的炉渣飞溅、热气向外溢出等环境污染和资源浪费的问题。AOD炉是一种简单的生产设备，所消耗的能源低并且所生产的产品质量也非常好。降低了生产成本，提高了企业的经济效益。
在铁合金冶炼过程中，AOD炉主要是利用制气工厂生产出的氮气、氧气和氩气置于空气装置等相应的电气设备当中，从而为低碳合金的生产提供所需的原料。
四、总结
铁合金企业是高耗能企业，能源消耗是否合理直接关系到企业的健康发展和经济利益。因此，在铁合金冶炼生产过程中，企业要不断对铁合金冶炼工艺进行研究分析，找出能源消耗的影响因素并进行改进，对能源进行最大限度的利用，从而实现节能增效，促进铁合金企业的健康可持续发展。
参考文献：
[1]王威. 铁合金冶炼过程能耗监测与分析研究[D].长春工业大学，2011.
[2]王晓博. 电炉生产过程能耗监测与电耗智能分析方法的研究[D].长春工业大学，2012.
[3]黄秋月. 铁合金生产余热资源评估及节能潜力分析[D].浙江大学，2013.
[4]储少军. 铁合金学科发展动态分析与展望[J]. 铁合金，2007，01：34-42.
【关键词】铁合金；能源；消耗；节能
一、引言
能源对各个国家的经济发展都是十分重要的，国家大力提倡节能降耗，它是企业生存的根本，也是实现企业可持续发展的重要条件。节能就是对各种用能设备进行科学管理，运用各种技术和经济等手段，来降低企业生产中各个环节中对能源的浪费，最大发挥出能源的作用。铁合金企业是一个高耗能的企业，在铁合金企业产品的生产成本中，消耗的电能所占比例约为60%～70%。所以在铁合金企业中，节约能源并科学合理的利用，最大限度的发挥出能源的作用，将会为社会和经济带来巨大的效益。因此，对铁合金能源消耗的研究具有重要的意义。
二、能耗系统概况
（一）铁合金生产任务
铁合金主要是指铁与一种或几种元素组成的中间合金，主要用于钢铁冶炼。铁合金生产的主要任务就是将矿石或氧化物中的合金元素分离出来，通常使用的是还原剂还原法。铁合金如果从使用设备方面进行分类可将其分为高炉法、真空法、电弧炉法等；如果是根据热量来源进行分类可将其分为金属热法、电热法和碳热法等。而在本文中主要研究的是以AOD炉作为冶炼核心的电弧炉冶炼生产法，这种冶炼方法更加的快捷高效，可以有效的提高低碳合金的降碳能力。
（二）能耗的分布
一个铁合金企业不仅要求具备完整的生产设施，同时还要根据铁合金冶炼生产工艺的特点，要求各个生产车间之间有紧密的的生产联系和相互之间的协作配合。通常情况下，企业车间平面布置必须符合以下条件。①车间间距符合安全标准的同时尽可能紧凑，这样能够少占土地面积。同时也能最大限度的减少各种管线、运输及构件等的长度或体积。②运输能力适应车间的实际产量和生产特点，尽可能的实现进料、冶炼和成品的一条线进行，避免交叉进行。③车间设置要求具备可扩建性，可以实现在基建的同时，也能够进行生产，做到互不干扰。
（三）系统能耗的特点
（1）国内的铁合金生产依然采用的是传统的三步法工艺，也可以称为硅热法。这种工艺中使用了三台电炉，除第一台外，二、三台电炉分别以前一台生产的产品作为原料，进而生产出新的产品，分别是碳素铬铁，硅铬合金，中、低、微碳铬铁。国外普遍使用的“波伦法”也需要三台电炉，不过它的区别在于炉外的“倒包”上，确保铬矿、石灰熔体与硅铬合金之间发生完全的化学反应，进而生产出中、低、微碳铬铁。
（2）在冶金行业中，空分装置是一种具有代表性的生产设备，在AOD炉的生产过程中，主要是为碳铬铁的生产提供必要的氧气。电气设备的组成部分通常都包括了空气控制器、压缩机、除尘装置等，它的主要工艺流程为压缩、冷却、分馏、纯化等。
三、能源消耗分析
（一）电弧炉能耗分析
1、电耗与产量之间的关系。电耗与产量之间的关系主要体现在以下两方面：一是产量越高，电能的总耗量也就越大，这也可以看出两者间成一种正相关的关系，消耗总能源随产品的增对而增多；二是产量越高，电能单耗就会越小，单耗的具体公式如下：
B=Q/P
在式中，B代表电能单耗；Q代表总电量；P代表炉子小时产量。根据公式可以得出，当总电能在不变的情况下，单耗与小时产量成反比关系。冶炼速度的快慢不会影响到电弧炉的热负荷变化，这主要是因为在进行冶炼时电炉中同时具有充足的电量和氧气，就可以对铁合金的冶炼速度和电能消耗量进行有效的调节，这样就可以减少20～25%的冶炼时间，也可以降低80-10度/t的电量耗能。当电炉热负荷变化稳定的条件下，影响单耗大小的因素就主要有产量的高低以及生产速度快慢。所以，高产实现低耗能的重要条件。
2、氧气量与用电量之间的关系。对于辅助燃烧以及吹氧助熔的方式，从表1中的电炉热平衡表中可以发现，热量耗费最大的为熔化期，如果选择吹氧助熔的方式进行，就能够尽可能的减少熔化时间和氧化时间，可以节约大量的电量资源。根据国外一些研究资料显示，每吹1立方米的氧气就可以节约电能5～10度。如美国钢铁企业使用了500吨电炉油氧进行助熔，分别耗费了9公升的油和65立方米的氧气，就大约可以节约220度的电能，这也就相当于用32千克的标准煤的油换取84千克标准煤的电量。
表1 电炉热平衡表
（二）AOD炉能耗研究
在进行铁合金生产时，AOD炉再次对感应炉中的钢水进行提炼，从而使钢水满足低碳合金的提炼要求并且也不减少铬元素。AOD炉这种生产方式逐步改变了铁合金传统生产中硅热法的生产，这样可以避免铁合金在进行生产时炉外出现“倒包”所导致的炉渣飞溅、热气向外溢出等环境污染和资源浪费的问题。AOD炉是一种简单的生产设备，所消耗的能源低并且所生产的产品质量也非常好。降低了生产成本，提高了企业的经济效益。
在铁合金冶炼过程中，AOD炉主要是利用制气工厂生产出的氮气、氧气和氩气置于空气装置等相应的电气设备当中，从而为低碳合金的生产提供所需的原料。
四、总结
铁合金企业是高耗能企业，能源消耗是否合理直接关系到企业的健康发展和经济利益。因此，在铁合金冶炼生产过程中，企业要不断对铁合金冶炼工艺进行研究分析，找出能源消耗的影响因素并进行改进，对能源进行最大限度的利用，从而实现节能增效，促进铁合金企业的健康可持续发展。
参考文献：
[1]王威. 铁合金冶炼过程能耗监测与分析研究[D].长春工业大学，2011.
[2]王晓博. 电炉生产过程能耗监测与电耗智能分析方法的研究[D].长春工业大学，2012.
[3]黄秋月. 铁合金生产余热资源评估及节能潜力分析[D].浙江大学，2013.
[4]储少军. 铁合金学科发展动态分析与展望[J]. 铁合金，2007，01：34-42.