面向未來的低碳綠色高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展方向

楊道坤

【摘 要】在社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的環(huán)境下，建筑綠色環(huán)保重要性越來越突出，在現(xiàn)代化城市發(fā)展中占據(jù)十分重要的位置。在這種環(huán)境下，越來越多的低碳綠色技術(shù)應(yīng)用在人們的生活、工作與學(xué)習(xí)中，其中就包括高爐煉鐵技術(shù)。論文對(duì)面向未來的低碳綠色高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展方向展開了相關(guān)探究。

【Abstract】With the continuous development of social economy and science and technology， the importance of building green environmental protection is becoming more and more prominent. It occupies a very important position in the development of modern cities. In this environment， more and more low-carbon green technology is applied to people's life， work and study， including blast furnace ironmaking technology. The paper has carried on the related research on the future development direction of the low-carbon green blast furnace ironmaking technology.

【關(guān)鍵詞】低碳綠色；高爐煉鐵技術(shù)；發(fā)展方向

【Keywords】 low-carbon green； blast furnace ironmaking technology； development direction

【中圖分類號(hào)】TF57 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）08-0189-02

1 引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，雖然人們的生活水平越來越高，但隨之而來的資源與能源的供給問題日益突出，并給生態(tài)環(huán)境保護(hù)帶來了嚴(yán)重影響，制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。高爐煉鐵工藝在這種環(huán)境下可實(shí)際應(yīng)用的范圍越來越小，能源與資源短缺的問題一直沒有得到及時(shí)有效的解決，耽擱了高爐煉鐵技術(shù)的改革進(jìn)度，進(jìn)而導(dǎo)致高爐煉鐵技術(shù)的作用不能在低碳綠色事業(yè)發(fā)展中得到充分發(fā)揮。因此，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，為未來低碳綠色環(huán)保良好發(fā)展奠定一個(gè)扎實(shí)的基礎(chǔ)，首先要了解目前時(shí)代發(fā)展的實(shí)際情況，根據(jù)現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)，為未來高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展，制定相對(duì)應(yīng)的低碳綠色環(huán)保方案，為其發(fā)展方向提供指導(dǎo)性意見。

2 低碳綠色高爐煉鐵技術(shù)的功能解析

高爐煉鐵從開始發(fā)展至今已有近200年的時(shí)間，隨著時(shí)間的推移，高爐煉鐵技術(shù)日益提升，已成為我國(guó)鋼鐵制作過程中不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)，同時(shí)在冶金煉鐵工藝中屬于還原率最高的一項(xiàng)煉鐵技術(shù)，對(duì)我國(guó)工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。高爐煉鐵技術(shù)的應(yīng)用原理較為簡(jiǎn)單，時(shí)常應(yīng)用于鐵氧化物還原與鋼鐵制造者兩個(gè)方面，在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)快速發(fā)展的環(huán)境下，高爐煉鐵技術(shù)越來越智能化，其還原效率也明顯提升，與以往的操作相比更加簡(jiǎn)便，對(duì)操作的要求不高?，F(xiàn)階段，我國(guó)的高爐煉鐵技術(shù)具有集約化、大型化、長(zhǎng)壽化、高效化與集約化的特征，在工程科學(xué)發(fā)展中，是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)手段。在科學(xué)技術(shù)不斷提升的背景下，高爐煉鐵技術(shù)越來越成熟，其功能體系也越來越完整。圖1為高爐煉鐵功能的解析圖。

2.1 還原器和滲碳器

高爐的構(gòu)造原理比較簡(jiǎn)單，高爐在實(shí)際應(yīng)用的過程中主要應(yīng)用的材料是焦炭，用焦炭來作為鐵氧化物還原的主要材料，同時(shí)焦炭也可以作為高爐的燃料[1]。高爐煉鐵作為一項(xiàng)具有還原作用的冶金煉鐵技術(shù)，其還原的過程是先將含有鐵元素的固體還原成液體，利用裝置在高爐周圍工業(yè)反應(yīng)器，提高液態(tài)生鐵的速度。要實(shí)現(xiàn)高爐冶金的三傳一反，提高其物體的純度，需要掌握好時(shí)機(jī)，在往高爐內(nèi)放入材料時(shí)，先要確定高爐內(nèi)煤氣流是否持續(xù)在上升，唯有這樣才能達(dá)到高爐冶金三傳一反的目的。在提高高爐溫度的過程中，需要保證其冶金煉鐵還原不會(huì)受到溫度的影響，在高爐中，焦炭是其主要的骨架，具有不可替代的作用。這也說明高爐進(jìn)行還原工作時(shí)，會(huì)出現(xiàn)不同程度的生鐵滲碳，這些都屬于正?，F(xiàn)象，相關(guān)的工作人員不需要過度緊張，只要確保其還原器與滲碳器的安全穩(wěn)定運(yùn)行即可。

2.2 能源轉(zhuǎn)化器

通常情況下，高爐在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，一般會(huì)受巨大的能量轉(zhuǎn)換影響，出現(xiàn)能源消耗量持續(xù)上漲的現(xiàn)象[1]。高爐的能源轉(zhuǎn)化器是結(jié)合了化學(xué)能與物理顯熱作用的一項(xiàng)新型低碳綠色機(jī)器，其主要目的是提高高爐能源的轉(zhuǎn)換效率，為后續(xù)的氧化物順利還原奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。高爐能源轉(zhuǎn)化器的可應(yīng)用范圍較廣，且實(shí)質(zhì)性較高，可以應(yīng)用在化學(xué)物質(zhì)能源與物理物質(zhì)能源的轉(zhuǎn)換中，比如鐵水、天然氣、熔渣、煤粉等。在高爐實(shí)際生產(chǎn)的過程中，通過能源轉(zhuǎn)化器，可以將化石質(zhì)能源轉(zhuǎn)化為產(chǎn)出物。隨著我國(guó)人均GDP水平日益提高，高爐煉鐵節(jié)能技術(shù)水平越來越高，TRT余能與余熱回收利用技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，其能量轉(zhuǎn)換器的功能在高爐生產(chǎn)過程中得到了充分發(fā)揮，其作用在時(shí)間的推移下，在高爐的能源轉(zhuǎn)化中日益突出。高爐煉鐵技術(shù)是現(xiàn)階段鋼鐵制造環(huán)節(jié)中可以將巨大能源轉(zhuǎn)換為工藝單元的一項(xiàng)重要技術(shù)手段，并且在鋼鐵廠能量流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中具有承上啟下的作用，為鋼鐵工程順利進(jìn)行奠定了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

3 關(guān)鍵共性技術(shù)

3.1 發(fā)展理念

倡導(dǎo)低碳綠色環(huán)保的環(huán)境，要實(shí)現(xiàn)高爐煉鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，不僅要完善其生產(chǎn)體系，還要增加高效率、低排放與低成本的技術(shù)內(nèi)容，唯有這樣才能實(shí)現(xiàn)其高效運(yùn)行與動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)的目的，為建設(shè)低碳綠色環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)一份力量。同時(shí)還要進(jìn)一步提升高爐煉鐵的生產(chǎn)水平，降低能源消耗對(duì)環(huán)境的影響，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代高爐煉鐵綠色、高效、低碳、長(zhǎng)期共同發(fā)展目標(biāo)，使高爐煉鐵技術(shù)的裝置性能得到進(jìn)一步提升，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展與建設(shè)低碳綠色工程是新世紀(jì)高爐煉鐵技術(shù)的重要技術(shù)特征。實(shí)時(shí)掌握高爐運(yùn)行的實(shí)際狀況，使其生產(chǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系越來越完整，并且符合現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求，唯有這樣才能達(dá)到高爐煉鐵多項(xiàng)目標(biāo)共同發(fā)展的目的。在現(xiàn)代化的城市發(fā)展中，大型的高爐應(yīng)用越來越廣泛，其工藝技術(shù)裝備也越來越注重技術(shù)創(chuàng)新，同時(shí)也越來越符合低碳綠色發(fā)展的要求，高爐煉鐵關(guān)鍵共性技術(shù)要實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步突破，首先要優(yōu)化高爐煉鐵協(xié)同的多項(xiàng)目標(biāo)，其次還要集成創(chuàng)新高爐煉鐵先進(jìn)技術(shù)，以低碳綠色、高效長(zhǎng)壽、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)低耗、清潔環(huán)保作為高爐煉鐵關(guān)鍵共性技術(shù)創(chuàng)新的主要目標(biāo)，唯有這樣才能實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展，提高技術(shù)水平。endprint

3.2 流程集成創(chuàng)新

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的環(huán)境下，人們的生活、學(xué)習(xí)與工作環(huán)境變化越來越大，同時(shí)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈。在這種環(huán)境下，鋼鐵廠要在同行業(yè)中優(yōu)先獲得主導(dǎo)權(quán)，進(jìn)一步提升競(jìng)爭(zhēng)價(jià)值，首先要響應(yīng)時(shí)代發(fā)展的實(shí)際要求，了解現(xiàn)階段鋼鐵市場(chǎng)結(jié)構(gòu)和自身企業(yè)運(yùn)營(yíng)的實(shí)際情況，制定出既符合企業(yè)自身運(yùn)營(yíng)條件，又能達(dá)到目前鋼鐵市場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)的一套相對(duì)應(yīng)的方案，為其產(chǎn)品定位的確定提供科學(xué)合理的依據(jù)，同時(shí)也為其生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)建奠定了一個(gè)良好的基礎(chǔ)[2] 。另外，還要判斷鋼鐵廠整體流程是否符合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需求，同時(shí)對(duì)其經(jīng)濟(jì)性與高效性進(jìn)行全面考慮，了解鋼鐵廠實(shí)際的生產(chǎn)水平，再根據(jù)其產(chǎn)能的情況確定高爐的容積與數(shù)量，優(yōu)化鋼鐵廠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的信息流、能量流及物質(zhì)流，達(dá)到其優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，必須配置2到3座高爐，以優(yōu)化鋼鐵廠整體流程結(jié)構(gòu)為配置基礎(chǔ)，應(yīng)用科學(xué)合理的方式完成相關(guān)的高爐配置工作，鋼鐵廠整體流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化條件下的大型化高爐是未來高爐的主要發(fā)展方向。

3.3 高爐精料技術(shù)

精料技術(shù)是現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要技術(shù)手段，具有長(zhǎng)壽、高效、優(yōu)質(zhì)及低耗的技術(shù)特征，在高爐實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)用精料，可以有效地使高爐的能量耗散最小化[3]?，F(xiàn)階段高爐煉鐵要實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行的目標(biāo)，確保生產(chǎn)順利進(jìn)行，需要先滿足能源與資源可獲取、可供給的要求，提高資源與能源的利用率[2]。高爐精料技術(shù)爐料結(jié)構(gòu)具有科學(xué)化與合理化的特點(diǎn)，對(duì)其爐料結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)必須要遵循資源、經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)一切最優(yōu)化的原則，提高爐料綜合冶金水平，實(shí)現(xiàn)資源減量化、環(huán)境友好化及能源利用最優(yōu)化的目標(biāo)。因此，高爐精料技術(shù)不僅是一項(xiàng)高效的工業(yè)技術(shù)，還具有開發(fā)研究高品質(zhì)低碳綠色工業(yè)技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義，在鐵氧化物還原冶金煉鐵的過程中具有無可代替的作用。

4 結(jié)語

綜上所述，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的環(huán)境下，鋼鐵市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈。鋼鐵企業(yè)要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的可持續(xù)發(fā)展，需要在鋼鐵制造的過程中，應(yīng)用具有低碳綠色、高效、優(yōu)質(zhì)低耗作用的技術(shù)，而高爐煉鐵技術(shù)剛好可以滿足目前鋼鐵市場(chǎng)的要求，低碳綠色也是未來高爐煉鐵的主要發(fā)展方向。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張壽榮，畢學(xué)工.中國(guó)煉鐵的過去、現(xiàn)在與展望[J].煉鐵，2015（5）：1-6.

【2】張福明.高爐高風(fēng)溫技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新[J].煉鐵，2013（6）：1-5.

【3】張福明.高風(fēng)溫低燃料比高爐冶煉工藝技術(shù)的發(fā)展前景[J].中國(guó)冶金，2013，23（2）：1-7.endprint