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进入21世纪以来,中国粗钢产量年均增长率达到15.52%,2012年为7.17亿吨,约占当年世界粗钢产量的46.3%。中国钢铁工业的快速发展带来了资源、能源和环境等一系列问题。在C02排放方面,2012年中国钢铁工业CO2排放量占全国总排放量的16.9%,减排形势严峻。《钢铁工业“十二五”发展规划》提出,“十二五”期间,钢铁工业C02排放量要降低18%,这对未来中国钢铁工业的发展带来巨大的挑战。因此,减少钢铁企业CO2排放量、降低生产成本对中国钢铁企业今后的生存和发展具有非常重要的意义。准确计算出钢铁企业的CO2排放量是实现企业减排的保障。基于此,本文以钢铁企业中典型生产流程——高炉-转炉长流程为研究边界,解析了钢铁制造流程中碳素流运行规律,制定了适用于中国钢铁企业的C02排放因子和计算公式,分别计算了各个生产工序和全流程的CO2排放量,绘制了钢铁企业的碳素流网络图,并从物质流、能量流两个方面分析了影响因素。炼铁系统(包括焦化、烧结和高炉工序)是物质流、能量流流通最大的子系统,其C02排放量占钢铁企业总排放量的80.72%,因此,降低炼铁系统C02排放问题显得尤为突出。本文基于物质守恒和能量守恒定律,采用线性规划方法,以成本和CO2排放量为目标,建立了烧结工序碳排放优化模型、高炉工序碳排放优化模型以及炼铁系统碳排放优化模型,以优化不同层面的C02排放量。采用Ligo9.0软件编制程序分别对3个优化模型进行单目标和多目标优化,得出不同目标下的优化结果,并验证了模型的正确性。研究表明：(1)重新制定的排放因子和计算公式适用于中国钢铁企业计算C02排放量;(2)通过实例计算得到国内某中大型钢铁企业吨钢CO2排放量为2.498t,其中炼铁系统的CO2排放量占80.72%；(3)所建立的炼铁系统优化模型能够从全局角度考虑炼铁系统的生产,而多目标优化能使成本和CO2排放量相对达到最优,因此炼铁系统多目标优化模型的优化结果方案对实际钢铁企业的生产具有指导性意义。