發展生態高爐是進一步發揮高爐煉鐵工藝優勢,保證以礦石為基礎的鋼鐵生產流程可持續發展的需要。發展生態高爐,面臨兩大課題:
第一.減少高爐對優質煉焦煤的依賴
高爐煉鐵工藝的主要問題是對優質煤炭資源的依賴。2006年全世界高爐煉鐵共消耗焦炭2.82億噸,而每煉1噸焦炭需要1.4噸煉焦洗精煤,每生產1噸煉焦洗精煤又需要耗費2噸左右的原煤,因此,僅2006年一年,全世界高爐煉鐵消耗的煉焦煤原煤量高達7.9億噸。大量噴煤高爐要求焦炭熱強度高,很多鋼廠煉焦配煤中肥煤和主焦煤配比已超過50%。按50%計算,2006年全世界高爐煉鐵消耗的主焦煤和肥煤原煤量高達3.95億噸。然而,中國煤炭的可開采儲量是1450億噸,其中肥煤和主焦煤合占9.34%,儲量約135億噸。中國煉焦煤一般是中灰、中硫品種,低灰、低硫的優質煉焦煤比較少,而且中國煉焦煤在地理分布上極不平衡,一半以上儲量集中在山西省,更加快了中國煉焦煤資源的消耗速度。以2006年的消耗速度估計,中國的主焦煤和肥煤資源在70年內將消耗殆盡,全世界的主焦煤和肥煤資源也將在90年內消耗殆盡。因此,如何減少對優質煉焦煤的消耗量,就成為決定高爐煉鐵工藝能否可持續發展的關鍵之一。
第二.削減對環境的污染物排放
高爐本身對環境造成的負荷主要表現在溫室氣體的排放方面,而粉塵、酸雨氣體等主要來自鐵礦石造塊和冶金焦的生產。鐵礦石燒結是主要污染源。除粉塵和二氧化硫氣體以外,燒結和煉焦還排放很多種污染物,有些至今沒有在國內引起足夠的重視,但卻對人體和自然環境造成嚴重危害。例如燒結過程中排放的堿金屬、重金屬的氯化物、二惡英等以及煉焦過程排放的BaP、BSO、COD、揮發酚、氰化物、油類、氨氮等。據統計,中國重點企業高爐煉鐵總能耗在552.0~609.1kg/t,與世界先進水平相比,中國要多11~68.1kg/t。與此同時,中國重點企業高爐煉鐵工藝二氧化碳總排放量為1660~1832kg/t,比世界先進水平1627kg/t高出33~205kg/t。