鐵合金是鋼鐵、鑄造和部分有色金屬冶煉行業不可或缺的重要爐料。鋼鐵行業的結構調整和產業發展離不開鐵合金產業的支持與進步。鐵合金產業是內蒙古自治區烏蘭察布市支柱產業之一。憑借有力的電力保障、便利的物流運輸等綜合優勢，烏蘭察布市鐵合金產能已占內蒙古自治區鐵合金總產能的50%以上，居全區各盟市第一位，是內蒙古自治區最大的鐵合金產業集聚地和全國最大的鐵合金生產地級市。
鐵合金生產主要采用火法冶煉工藝，能源消耗量和污染物產生量均較大，屬于國家嚴管的“兩高”行業之一。隨著國家和內蒙古自治區政策的加嚴，節能環保成為影響烏蘭察布市鐵合金產業實現高質量發展的主要因素之一。部分企業環保治理設施不完善、運行效果不佳等現象，成為中央和地方各項督查的重點，特別是2021年國家黃河流域生態保護和高質量發展專項督查組指出其礦熱爐未密閉、“點天燈”等問題后，引起了社會廣泛關注。落實整改要求，細化有效措施，指導全市鐵合金產業健康發展迫在眉睫。
研究背景——烏蘭察布市鐵合金產業節能低碳工作缺乏決策參考
產業發展現狀。2021年，烏蘭察布市鐵合金生產企業共計91家，生產裝備以礦熱爐為主。全市共有礦熱爐248臺，生產能力約890萬噸，居內蒙古自治區第一位。2021年全市鐵合金產量633萬噸，占自治區總產量的65%以上，占全國總產量的20%以上。烏蘭察布市鐵合金產品種類主要包括硅錳、鉻鐵、鎳鐵、硅鐵、硅鉻合金等，以及參考鐵合金管理的工業硅、富錳渣、高鈦渣等。
2021年初，烏蘭察布市共有未封閉礦熱爐133臺，其中普通合金未封閉礦熱爐10臺，因工藝原因未封閉礦熱爐14臺，長期停產未封閉礦熱爐3臺，特種合金未封閉礦熱爐45臺，限制類普通鐵合金未封閉礦熱爐61臺。
面臨挑戰。鐵合金產業是推進工業領域節能工作的重點行業之一。多年來，烏蘭察布市根據國家和內蒙古自治區相關節能工作部署，持續推進產業結構調整和轉型升級，大量淘汰或整改低能效的鐵合金企業，使區域鐵合金產業能源利用水平不斷提高。然而，當前，部分企業節能意識和管理水平仍需提高，行業先進節能技術仍須大力普及，尤其是煤氣放散“點天燈”等現象，既污染環境，又浪費寶貴能源，烏蘭察布市鐵合金產業節能低碳工作仍然面臨較大挑戰。
在國家和地方政府逐漸加強環境治理和污染源監管的背景下，烏蘭察布市鐵合金產業面臨的風險明顯加大。部分鐵合金企業仍然存在環保設施落后、煤氣放散、無組織排放嚴重等環保問題，成為各級環保督查的重點。全市鐵合金產業亟須采取有效舉措，加快提標改造，加速實現整體優化提升。
由于鐵合金品種繁多，生產工藝多樣，產量占比也差距懸殊，行業管理的政策依據需不斷完善細化。然而，國家和內蒙古自治區僅針對產量較大的錳硅合金、高碳錳鐵、高碳鉻鐵、鎳鐵等若干重點品種出臺了相關政策，針對市內部分特殊產品和企業，行業管理面臨無據可依的困境。
為此，針對全市鐵合金等行業礦熱爐密閉技改問題進行專題政策研究，提出符合區域政策導向、產業發展規律和企業發展實際的合理化建議和有效措施，作為烏蘭察布市指導鐵合金產業高質量發展的決策參考。
政策建議——實施分類管理編制礦熱爐密閉改造技術要求清單
完成全市礦熱爐分類。根據烏蘭察布市礦熱爐企業不同的產品種類和生產工藝，將全市礦熱爐裝備劃分為三大類：普通鐵合金礦熱爐、特殊鐵合金礦熱爐和其他礦熱爐，實現分類管理全覆蓋。
全市鐵合金產品納入普通鐵合金類管理的主要有錳硅合金、高碳錳鐵、高碳鉻鐵、鎳鐵、硅鐵等。納入特殊鐵合金類管理的主要有低碳錳硅合金、低鈦鉻鐵、硅鉻合金、鎳鉻合金、低碳低鈦硅鐵、高純硅鐵和精煉鐵合金產品等，該類產品特點是采用特殊原料、特殊工藝來組織生產相應產品。其中，特殊原料是指采用非合金原礦（錳礦、鉻礦、鎳礦、硅石等）及其富集料（富錳渣等）作為主要原料；特殊工藝是指采用精煉電爐來生產特殊質量的鐵合金產品；納入其他礦熱爐產品類管理的產品主要有工業硅、高鈦渣、富錳渣。
明確礦熱爐密閉政策適用范圍。針對烏蘭察布市不同鐵合金產品的生產工藝特點，經廣泛征求行業專家、典型企業和相關政府部門意見，課題組明確了要求密閉的礦熱爐產品范圍。
采用普通鐵合金礦熱爐生產的產品。錳硅合金、高碳錳鐵、高碳鉻鐵、鎳鐵生產過程中無需搗爐、推料等爐口操作，業內已普遍應用全封閉礦熱爐。建議生產該類產品時礦熱爐均采用全封閉爐型。硅鐵生產中需要搗爐、推料等爐口操作，業內尚無封閉實踐成功案例，建議硅鐵礦熱爐采用矮煙罩半封閉爐型。
采用特殊鐵合金礦熱爐生產的產品。低碳錳硅合金生產過程中無需搗爐、推料等爐口操作，雖不在國家政策強制要求應用封閉礦熱爐之列，但是已經有行業封閉實踐成功案例，具備進一步推廣的可能性，因此建議低碳錳硅合金礦熱爐采用全封閉爐型。低鈦鉻鐵生產過程現有爐口操作工藝，可通過精料入爐和技術創新實現無搗爐操作，具備全封閉可行性，因此建議低鈦鉻鐵礦熱爐采用全封閉爐型。硅鉻合金生產中需要搗爐、推料等爐口操作，不在國家政策強制要求應用封閉礦熱爐之列，且業內尚無封閉實踐成功案例，建議硅鉻合金礦熱爐采用矮煙罩半封閉爐型。鎳鉻合金生產采用不銹鋼酸洗污泥、電鍍污泥、鎳鉻除塵灰等為主原料，一方面入爐料含水量偏高，暫未解決爐口封閉安全問題；另一方面生產過程中需要爐口操作返回渣鐵，并且不在國家政策強制要求應用封閉礦熱爐之列，建議鎳鉻合金礦熱爐采用矮煙罩半封閉爐型。低碳低鈦硅鐵、高純硅鐵生產對于原料要求較高，需要搗爐、推料等爐口操作，業內尚無封閉實踐成功案例，建議采用矮煙罩半封閉爐型。精煉鐵合金包括中低微碳錳鐵、中低微碳鉻鐵等，該類合金生產時一般需要爐口觀察和實時取樣，不在國家政策強制要求應用封閉電爐之列，業內尚無封閉實踐成功案例，建議精煉鐵合金電爐采用（爐蓋+爐體）二次除塵工藝。
采用其他礦熱爐生產的產品。工業硅生產中需要搗爐、推料等爐口操作，業內尚無封閉實踐成功案例，建議工業硅礦熱爐均采用矮煙罩半封閉爐型。高鈦渣、富錳渣生產過程中無需搗爐、推料等爐口操作，業內已有全封閉礦熱爐應用成功案例，建議高鈦渣礦熱爐、富錳渣礦熱爐采用全封閉爐型，并參照鐵合金行業相關政策管理。
對不同產品礦熱爐密閉提出具體要求。課題組從產業政策準入、煤氣或煙氣回收與利用、爐口封閉或爐口煙氣治理、車間與全工序煙塵治理設施配套、原料場抑塵、固廢綜合利用和在線監測等方面進行要求，以礦熱爐爐口密閉、爐口煙氣治理和余熱回收為突破口，全方位提升目標企業環境治理、能源利用、固廢資源綜合利用水平。
可密閉礦熱爐以錳硅合金為例，具體技術要求包括：礦熱爐變壓器容量須大于25兆伏·安；須配置煤氣回收裝置和煤氣利用設施；礦熱爐須采用全封閉爐型，并配套全工序煙塵治理設施；除塵灰、爐渣等固廢須設置合理處置和利用設施，綜合利用和合規處置率為100%；根據區域環保監管要求，在線監測上線率為100%。
不可密閉礦熱爐以硅鉻合金為例，具體技術要求包括：礦熱爐變壓器容量應不小于12.5兆伏·安；須配套熱裝熱兌精煉爐，且精煉爐變壓器容量須不低于3000千伏·安，并滿足相應封閉技改要求；礦熱爐須配置煙氣余熱回收裝置和余熱蒸汽利用設施；礦熱爐采用矮煙罩半封閉爐型，并采用全工序煙塵治理措施；原料堆存場地全封閉，并且地面全硬化；對除塵灰等固廢須設置合理處置和利用設施，綜合利用和合規處置率為100%；根據區域環保監管要求，在線監測上線率為100%。
對鐵合金企業分類認定提出標準。課題組從項目審批手續、工藝裝備準入、原料條件、產品執行標準、節能環保配套措施和運行效果等五大方面提出了具體認定標準。
以錳硅合金為例，錳硅合金礦熱爐企業認定須具備以下條件：擬申請認定的礦熱爐涉及的項目立項審批手續齊備；采用原料須以錳礦、硅石、焦炭、蘭炭等為主；最終產品須符合國家相關產品標準；工藝裝備、能源利用、環境保護、固廢處置和利用等配套措施，須滿足錳硅合金礦熱爐封閉技改要求；能耗、環保指標須滿足國家和內蒙古自治區關于鐵合金產品的能耗限額標準和鐵合金行業污染物排放標準相關要求。
提出礦熱爐密閉改造技術要求清單。課題組選擇了全封閉礦熱爐、半封閉礦熱爐、礦熱爐煤氣回收、礦熱爐煙氣余熱回收、原料場封閉、原料加工除塵、車間二次集塵、固廢處置和利用等14個關鍵點，提出了配套措施建議和須滿足的技術要求，并編制鐵合金企業礦熱爐密閉改造技術要求清單。
針對全封閉礦熱爐，要求滿足如下技術要求：全封閉礦熱爐必須配備煤氣回收裝置，做到應收盡收，回收煤氣可用于發電或作為燃料；礦熱爐煤氣達到100%回收利用；產品單位能耗須達到國家能耗限額標準準入值以上，原則上達到先進值；無能耗標準鐵合金產品須確保達到行業先進水平。
針對半封閉礦熱爐，要求滿足如下技術要求：半封閉礦熱爐必須配備煙氣余熱回收裝置，做到應收盡收，回收余熱蒸汽可用于發電或者供熱等；余熱鍋爐熱回收率不小于60%，煙氣出口溫度不大于140攝氏度，管道溫升不大于50攝氏度；余熱發電裝置須滿足《礦熱爐余熱發電技術規范》（YB/T4314）；產品單位能耗須達到國家能耗限額標準準入值以上，原則上達到先進值；無能耗標準鐵合金產品須確保達到行業先進水平。
針對其他重點產塵環節，要求滿足如下技術要求：鐵合金澆鑄須采用定點澆鑄形式，并配置有效除塵系統，對澆鑄過程中產生的煙塵進行收集、凈化，可采用移動澆鑄小車+半密閉罩形式，確保無組織排放達標，澆鑄點外沒有外溢煙塵；處理效果滿足鐵合金工業污染物排放標準（GB28666）中大氣污染物排放相關要求。
鐵合金企業礦熱爐密閉改造技術要求清單中編列的14個關鍵點，基本覆蓋礦熱爐生產企業從原料端、生產端到成品處理和儲存端的全過程，實現企業在技改時有據可依，改造路徑清晰，措施明確；政府在后期監管時有據可查，驗收技術指標明確，便于操作。
實施效果——鐵合金礦熱爐企業環境治理風險明顯降低
2021年11月，烏蘭察布市工業和信息化局以課題組專題研究成果為基礎，正式形成了《烏蘭察布市鐵合金等行業礦熱爐密閉技改工作導則》文件，要求屬地內各礦熱爐生產企業按照導則要求限期完成密閉技改。
截至2022年10月底，烏蘭察布市共實施礦熱爐密閉和“點天燈”治理等技改項目52項，總投資41億元；18戶“點天燈”企業全部實現礦熱爐密閉技改和煤氣回收利用。全市列入密閉化改造的錳硅合金、高碳錳鐵、高碳鉻鐵等國家政策明確要求全密閉的普通合金礦熱礦26臺，已于2022年3月底前全部完成密閉化改造，年可節能23萬噸標準煤；對于國家未明確要求密閉的特種合金礦熱爐，在國內率先試行密閉，共計納入特種合金礦熱爐34臺，目前已完成17臺，正在進行17臺。
通過實施密閉化技改，烏蘭察布市34戶鐵合金企業余氣余熱綜合利用邁上新臺階。截至2022年7月底，已有22戶完成余熱余氣發電項目建設，正在建設的有12戶，預計全部建成運行后，年可節能86萬噸標準煤。
綜合來看，烏蘭察布市鐵合金等行業礦熱爐密閉技改政策發布實施一年以來，取得了良好的政策引導效果。全市徹底解決“點天燈”等突出問題，顯著提升了鐵合金礦熱爐企業余能余熱回收利用水平，有效降低了環境治理風險。在政策有效引導和企業積極配合下，烏蘭察布市鐵合金行業整體工藝裝備和節能環保工作均已達到全國領先水平。
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