铁合金是钢铁、铸造和部分有色金属冶炼行业不可或缺的重要炉料。钢铁行业的结构调整和产业发展离不开铁合金产业的支持与进步。铁合金产业是内蒙古自治区乌兰察布市支柱产业之一。凭借有力的电力保障、便利的物流运输等综合优势，乌兰察布市铁合金产能已占内蒙古自治区铁合金总产能的50%以上，居全区各盟市第一位，是内蒙古自治区最大的铁合金产业集聚地和全国最大的铁合金生产地级市。
铁合金生产主要采用火法冶炼工艺，能源消耗量和污染物产生量均较大，属于国家严管的“两高”行业之一。随着国家和内蒙古自治区政策的加严，节能环保成为影响乌兰察布市铁合金产业实现高质量发展的主要因素之一。部分企业环保治理设施不完善、运行效果不佳等现象，成为中央和地方各项督查的重点，特别是2021年国家黄河流域生态保护和高质量发展专项督查组指出其矿热炉未密闭、“点天灯”等问题后，引起了社会广泛关注。落实整改要求，细化有效措施，指导全市铁合金产业健康发展迫在眉睫。
研究背景——乌兰察布市铁合金产业节能低碳工作缺乏决策参考
产业发展现状。2021年，乌兰察布市铁合金生产企业共计91家，生产装备以矿热炉为主。全市共有矿热炉248台，生产能力约890万吨，居内蒙古自治区第一位。2021年全市铁合金产量633万吨，占自治区总产量的65%以上，占全国总产量的20%以上。乌兰察布市铁合金产品种类主要包括硅锰、铬铁、镍铁、硅铁、硅铬合金等，以及参考铁合金管理的工业硅、富锰渣、高钛渣等。
2021年初，乌兰察布市共有未封闭矿热炉133台，其中普通合金未封闭矿热炉10台，因工艺原因未封闭矿热炉14台，长期停产未封闭矿热炉3台，特种合金未封闭矿热炉45台，限制类普通铁合金未封闭矿热炉61台。
面临挑战。铁合金产业是推进工业领域节能工作的重点行业之一。多年来，乌兰察布市根据国家和内蒙古自治区相关节能工作部署，持续推进产业结构调整和转型升级，大量淘汰或整改低能效的铁合金企业，使区域铁合金产业能源利用水平不断提高。然而，当前，部分企业节能意识和管理水平仍需提高，行业先进节能技术仍须大力普及，尤其是煤气放散“点天灯”等现象，既污染环境，又浪费宝贵能源，乌兰察布市铁合金产业节能低碳工作仍然面临较大挑战。
在国家和地方政府逐渐加强环境治理和污染源监管的背景下，乌兰察布市铁合金产业面临的风险明显加大。部分铁合金企业仍然存在环保设施落后、煤气放散、无组织排放严重等环保问题，成为各级环保督查的重点。全市铁合金产业亟须采取有效举措，加快提标改造，加速实现整体优化提升。
由于铁合金品种繁多，生产工艺多样，产量占比也差距悬殊，行业管理的政策依据需不断完善细化。然而，国家和内蒙古自治区仅针对产量较大的锰硅合金、高碳锰铁、高碳铬铁、镍铁等若干重点品种出台了相关政策，针对市内部分特殊产品和企业，行业管理面临无据可依的困境。
为此，针对全市铁合金等行业矿热炉密闭技改问题进行专题政策研究，提出符合区域政策导向、产业发展规律和企业发展实际的合理化建议和有效措施，作为乌兰察布市指导铁合金产业高质量发展的决策参考。
政策建议——实施分类管理编制矿热炉密闭改造技术要求清单
完成全市矿热炉分类。根据乌兰察布市矿热炉企业不同的产品种类和生产工艺，将全市矿热炉装备划分为三大类：普通铁合金矿热炉、特殊铁合金矿热炉和其他矿热炉，实现分类管理全覆盖。
全市铁合金产品纳入普通铁合金类管理的主要有锰硅合金、高碳锰铁、高碳铬铁、镍铁、硅铁等。纳入特殊铁合金类管理的主要有低碳锰硅合金、低钛铬铁、硅铬合金、镍铬合金、低碳低钛硅铁、高纯硅铁和精炼铁合金产品等，该类产品特点是采用特殊原料、特殊工艺来组织生产相应产品。其中，特殊原料是指采用非合金原矿（锰矿、铬矿、镍矿、硅石等）及其富集料（富锰渣等）作为主要原料；特殊工艺是指采用精炼电炉来生产特殊质量的铁合金产品；纳入其他矿热炉产品类管理的产品主要有工业硅、高钛渣、富锰渣。
明确矿热炉密闭政策适用范围。针对乌兰察布市不同铁合金产品的生产工艺特点，经广泛征求行业专家、典型企业和相关政府部门意见，课题组明确了要求密闭的矿热炉产品范围。
采用普通铁合金矿热炉生产的产品。锰硅合金、高碳锰铁、高碳铬铁、镍铁生产过程中无需捣炉、推料等炉口操作，业内已普遍应用全封闭矿热炉。建议生产该类产品时矿热炉均采用全封闭炉型。硅铁生产中需要捣炉、推料等炉口操作，业内尚无封闭实践成功案例，建议硅铁矿热炉采用矮烟罩半封闭炉型。
采用特殊铁合金矿热炉生产的产品。低碳锰硅合金生产过程中无需捣炉、推料等炉口操作，虽不在国家政策强制要求应用封闭矿热炉之列，但是已经有行业封闭实践成功案例，具备进一步推广的可能性，因此建议低碳锰硅合金矿热炉采用全封闭炉型。低钛铬铁生产过程现有炉口操作工艺，可通过精料入炉和技术创新实现无捣炉操作，具备全封闭可行性，因此建议低钛铬铁矿热炉采用全封闭炉型。硅铬合金生产中需要捣炉、推料等炉口操作，不在国家政策强制要求应用封闭矿热炉之列，且业内尚无封闭实践成功案例，建议硅铬合金矿热炉采用矮烟罩半封闭炉型。镍铬合金生产采用不锈钢酸洗污泥、电镀污泥、镍铬除尘灰等为主原料，一方面入炉料含水量偏高，暂未解决炉口封闭安全问题；另一方面生产过程中需要炉口操作返回渣铁，并且不在国家政策强制要求应用封闭矿热炉之列，建议镍铬合金矿热炉采用矮烟罩半封闭炉型。低碳低钛硅铁、高纯硅铁生产对于原料要求较高，需要捣炉、推料等炉口操作，业内尚无封闭实践成功案例，建议采用矮烟罩半封闭炉型。精炼铁合金包括中低微碳锰铁、中低微碳铬铁等，该类合金生产时一般需要炉口观察和实时取样，不在国家政策强制要求应用封闭电炉之列，业内尚无封闭实践成功案例，建议精炼铁合金电炉采用（炉盖+炉体）二次除尘工艺。
采用其他矿热炉生产的产品。工业硅生产中需要捣炉、推料等炉口操作，业内尚无封闭实践成功案例，建议工业硅矿热炉均采用矮烟罩半封闭炉型。高钛渣、富锰渣生产过程中无需捣炉、推料等炉口操作，业内已有全封闭矿热炉应用成功案例，建议高钛渣矿热炉、富锰渣矿热炉采用全封闭炉型，并参照铁合金行业相关政策管理。
对不同产品矿热炉密闭提出具体要求。课题组从产业政策准入、煤气或烟气回收与利用、炉口封闭或炉口烟气治理、车间与全工序烟尘治理设施配套、原料场抑尘、固废综合利用和在线监测等方面进行要求，以矿热炉炉口密闭、炉口烟气治理和余热回收为突破口，全方位提升目标企业环境治理、能源利用、固废资源综合利用水平。
可密闭矿热炉以锰硅合金为例，具体技术要求包括：矿热炉变压器容量须大于25兆伏·安；须配置煤气回收装置和煤气利用设施；矿热炉须采用全封闭炉型，并配套全工序烟尘治理设施；除尘灰、炉渣等固废须设置合理处置和利用设施，综合利用和合规处置率为100%；根据区域环保监管要求，在线监测上线率为100%。
不可密闭矿热炉以硅铬合金为例，具体技术要求包括：矿热炉变压器容量应不小于12.5兆伏·安；须配套热装热兑精炼炉，且精炼炉变压器容量须不低于3000千伏·安，并满足相应封闭技改要求；矿热炉须配置烟气余热回收装置和余热蒸汽利用设施；矿热炉采用矮烟罩半封闭炉型，并采用全工序烟尘治理措施；原料堆存场地全封闭，并且地面全硬化；对除尘灰等固废须设置合理处置和利用设施，综合利用和合规处置率为100%；根据区域环保监管要求，在线监测上线率为100%。
对铁合金企业分类认定提出标准。课题组从项目审批手续、工艺装备准入、原料条件、产品执行标准、节能环保配套措施和运行效果等五大方面提出了具体认定标准。
以锰硅合金为例，锰硅合金矿热炉企业认定须具备以下条件：拟申请认定的矿热炉涉及的项目立项审批手续齐备；采用原料须以锰矿、硅石、焦炭、兰炭等为主；最终产品须符合国家相关产品标准；工艺装备、能源利用、环境保护、固废处置和利用等配套措施，须满足锰硅合金矿热炉封闭技改要求；能耗、环保指标须满足国家和内蒙古自治区关于铁合金产品的能耗限额标准和铁合金行业污染物排放标准相关要求。
提出矿热炉密闭改造技术要求清单。课题组选择了全封闭矿热炉、半封闭矿热炉、矿热炉煤气回收、矿热炉烟气余热回收、原料场封闭、原料加工除尘、车间二次集尘、固废处置和利用等14个关键点，提出了配套措施建议和须满足的技术要求，并编制铁合金企业矿热炉密闭改造技术要求清单。
针对全封闭矿热炉，要求满足如下技术要求：全封闭矿热炉必须配备煤气回收装置，做到应收尽收，回收煤气可用于发电或作为燃料；矿热炉煤气达到100%回收利用；产品单位能耗须达到国家能耗限额标准准入值以上，原则上达到先进值；无能耗标准铁合金产品须确保达到行业先进水平。
针对半封闭矿热炉，要求满足如下技术要求：半封闭矿热炉必须配备烟气余热回收装置，做到应收尽收，回收余热蒸汽可用于发电或者供热等；余热锅炉热回收率不小于60%，烟气出口温度不大于140摄氏度，管道温升不大于50摄氏度；余热发电装置须满足《矿热炉余热发电技术规范》（YB/T4314）；产品单位能耗须达到国家能耗限额标准准入值以上，原则上达到先进值；无能耗标准铁合金产品须确保达到行业先进水平。
针对其他重点产尘环节，要求满足如下技术要求：铁合金浇铸须采用定点浇铸形式，并配置有效除尘系统，对浇铸过程中产生的烟尘进行收集、净化，可采用移动浇铸小车+半密闭罩形式，确保无组织排放达标，浇铸点外没有外溢烟尘；处理效果满足铁合金工业污染物排放标准（GB28666）中大气污染物排放相关要求。
铁合金企业矿热炉密闭改造技术要求清单中编列的14个关键点，基本覆盖矿热炉生产企业从原料端、生产端到成品处理和储存端的全过程，实现企业在技改时有据可依，改造路径清晰，措施明确；政府在后期监管时有据可查，验收技术指标明确，便于操作。
实施效果——铁合金矿热炉企业环境治理风险明显降低
2021年11月，乌兰察布市工业和信息化局以课题组专题研究成果为基础，正式形成了《乌兰察布市铁合金等行业矿热炉密闭技改工作导则》文件，要求属地内各矿热炉生产企业按照导则要求限期完成密闭技改。
截至2022年10月底，乌兰察布市共实施矿热炉密闭和“点天灯”治理等技改项目52项，总投资41亿元；18户“点天灯”企业全部实现矿热炉密闭技改和煤气回收利用。全市列入密闭化改造的锰硅合金、高碳锰铁、高碳铬铁等国家政策明确要求全密闭的普通合金矿热矿26台，已于2022年3月底前全部完成密闭化改造，年可节能23万吨标准煤；对于国家未明确要求密闭的特种合金矿热炉，在国内率先试行密闭，共计纳入特种合金矿热炉34台，目前已完成17台，正在进行17台。
通过实施密闭化技改，乌兰察布市34户铁合金企业余气余热综合利用迈上新台阶。截至2022年7月底，已有22户完成余热余气发电项目建设，正在建设的有12户，预计全部建成运行后，年可节能86万吨标准煤。
综合来看，乌兰察布市铁合金等行业矿热炉密闭技改政策发布实施一年以来，取得了良好的政策引导效果。全市彻底解决“点天灯”等突出问题，显著提升了铁合金矿热炉企业余能余热回收利用水平，有效降低了环境治理风险。在政策有效引导和企业积极配合下，乌兰察布市铁合金行业整体工艺装备和节能环保工作均已达到全国领先水平。
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