關(guān)于煉鐵高爐技術(shù)的點(diǎn)滴思考

崔德輝

摘要：現(xiàn)代煉鐵的主要方法，鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。這種方法是由古代豎爐煉鐵發(fā)展、改進(jìn)而成的。盡管世界各國研究發(fā)展了很多新的煉鐵法，但由于高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝簡單，生產(chǎn)量大，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，能耗低，這種方法生產(chǎn)的鐵仍占世界鐵總產(chǎn)量的95%以上。

關(guān)鍵詞：煉鐵；高爐技術(shù)；思考

高爐作為主要的煉鐵設(shè)備，也是我國目前煉鐵的主要方式之一。其具有一次性產(chǎn)出生鐵量大，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，設(shè)備使用壽命較長等優(yōu)點(diǎn)，一般的高爐都可以使用10年以上。雖然伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了直接還原、熔融技術(shù)還原等冶煉的新技術(shù)，但是在冶金行業(yè)中高爐煉鐵的主導(dǎo)地位依然沒有發(fā)生改變。目前，高爐煉鐵技術(shù)也在逐漸的完善，推動(dòng)高爐大型化、自動(dòng)化和高效化的發(fā)展。

一、鋼鐵廠高爐生產(chǎn)現(xiàn)狀

現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)中的高爐正朝著大型化和自動(dòng)化的方向發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全球已有十幾座大于5000立方米容積的高爐在生產(chǎn)。在我國，也已有大于4000立方米的高爐投入了生產(chǎn)，可以達(dá)到日產(chǎn)生鐵數(shù)萬噸，不過其消耗的原材料也是巨大的，每日需消耗鐵礦石3萬噸，煤炭等燃料6千噸左右。每天的原料、燃料和產(chǎn)品輸出可以達(dá)到上萬噸，此外還有水電等能源的大量消耗，由此可見高爐煉鐵的生產(chǎn)規(guī)模是非常大的。另一方面，高爐操作系統(tǒng)也引進(jìn)了先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、一些精密的控制儀器等組成了一套完整的高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這也是我國高爐以后主要的研究發(fā)展方向。

二、高爐的組成

一般一個(gè)完整的高爐由爐殼、爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸、爐底、爐基、爐襯、爐喉護(hù)板組成，下面主要介紹一下高爐各組成部分的主要用途。

（一）爐殼，指的是高爐最外邊的一層，它的功能是穩(wěn)固高爐砌，保護(hù)爐體不至于外漏。爐頂荷載和熱應(yīng)力以及內(nèi)部煤氣壓力都是由爐殼承載的。同時(shí)高爐煉鐵中容易產(chǎn)生崩料、坐料等其他氣體的爆炸，這時(shí)候就需要發(fā)揮爐殼的抵抗作用了，因此高爐爐殼對(duì)強(qiáng)度的要求也比較高。

（二）爐身，高爐鐵礦石主要是在爐身這一區(qū)域進(jìn)行間接還原的。造型類似圓錐臺(tái)，從上到下逐漸變大，以防止?fàn)t料預(yù)熱后體積發(fā)生膨脹形成料拱，同時(shí)還可以減小爐料下降的阻力。

高爐煉鐵中煤氣流的分布和爐料下降都會(huì)受到爐身角大小的影響。

（三）爐喉，高爐本體最上面的部分就是爐喉。型似圓筒，煉鐵原料都是從爐喉加進(jìn)去的，煤氣也是從爐喉排出去的。它的兩大功能就是控制調(diào)節(jié)爐料以及煤氣上部分的分布。

（四）爐喉護(hù)板，其指的就是爐喉的保護(hù)板。爐喉長期在惡劣的環(huán)境下工作，受到爐料的撞擊和煤氣流的沖刷，為了防止?fàn)t喉發(fā)生變形而影響高爐的生產(chǎn)，一般在爐喉位置設(shè)置幾塊保護(hù)板，保護(hù)板一般是由鋼磚來充當(dāng)。

（五）爐腰，高爐直徑最大的地方，它連接著爐身和爐腹。高爐爐腰容易形成一些爐渣，會(huì)弱化爐料的透氣性，所以通常會(huì)通過擴(kuò)大爐腰的直徑來減小煤氣流的阻力，但是擴(kuò)大的比例一定要與高爐其他部分相匹配，比值最大可以取到上限。爐腰的高度對(duì)高爐冶煉基本沒有太大的影響，變動(dòng)的范圍也比較小。

（六）爐腹，呈倒錐臺(tái)型，是高爐融化和造渣的主要區(qū)域。為了適應(yīng)高爐煉鐵的過程中爐料體積會(huì)逐漸變小的特征，爐腹的直徑也是從上到下逐漸變小的趨勢，形成一定的爐腹角。爐腹的功能主要是確保原料在合適的位置燃燒，使得氣流分布均勻。

（七）爐缸，用于燃料燃燒、渣鐵反應(yīng)、貯存以及排放氣體，型似筒形。由于爐缸部位包含了出鐵口、風(fēng)口和渣口，因此它承受的物理和化學(xué)反應(yīng)也最為激烈。從而導(dǎo)致了爐缸很容易受侵蝕以及高溫而損壞。因此，爐缸對(duì)高爐煤氣的初始分布、熱制度、產(chǎn)出生鐵質(zhì)量和品相的影響都非常大。

（八）爐底，位于高爐的最下面。爐底承受著爐料、爐渣以及鐵水的靜壓力的同時(shí)還受到。2000～4500℃的高溫、機(jī)械、化學(xué)侵蝕，侵蝕程度對(duì)高爐的使用壽命具有決定性的影響。只有將砌體表面溫度降低到它所接觸的渣鐵凝固溫度，并且表面生成鐵殼，才能阻止?fàn)t底進(jìn)一步被侵蝕。目前一些大中型的高爐的爐底是全碳磚和高鋁磚綜合爐底，使得高爐的散熱能力。同時(shí)也可以利用水冷或風(fēng)冷來降低爐底的溫度。

三、提高高爐煉鐵技術(shù)的相關(guān)措施

高爐在我國的發(fā)展歷史不算很長，為了提高高爐的利用系數(shù)，專業(yè)人員應(yīng)該利用先進(jìn)技術(shù)提高精料水平。同時(shí)還可以通過強(qiáng)化對(duì)高爐管理，改進(jìn)操作方法等有效的手段攻克高爐煉鐵的弱勢環(huán)節(jié)。目前高爐煉鐵的技術(shù)已經(jīng)有了較為顯著的提升，下面就來介紹一下提升高爐技術(shù)的主要措施。

（一）堅(jiān)持精料原則，調(diào)整配礦結(jié)構(gòu)

首先要強(qiáng)化對(duì)燃料的管理，熟料率盡可能的在85%以上，從而優(yōu)化爐內(nèi)的操作環(huán)境。其次，還要強(qiáng)化對(duì)燒結(jié)礦和焦炭重要參數(shù)的跟蹤管理，重視原燃料的刷選分類，選擇合適的高爐操作參數(shù)。合理的使用進(jìn)口礦石，提高原料的入爐品位，從而提高爐渣的脫硫能力，減少渣量。

（二）合理利用高風(fēng)溫，保證充沛的爐缸溫度

通過提高操作人員的技術(shù)水平，使得新型熱風(fēng)爐的能力得到充分的發(fā)揮。同時(shí)在操作高溫風(fēng)時(shí)盡量保持穩(wěn)定，以提高爐況的穩(wěn)定性。此外還可以通過加重邊緣、調(diào)整布料矩改善煤氣的利用，使得爐況更加穩(wěn)定，進(jìn)一步提高了冶煉的強(qiáng)度。

（三）協(xié)調(diào)生產(chǎn)組織，加強(qiáng)設(shè)備管理

在高爐煉鐵的過程中，應(yīng)該把控好大局，以爐內(nèi)為中心，以爐前為重點(diǎn)，對(duì)各個(gè)崗位的職責(zé)進(jìn)行明確的劃分，同時(shí)各崗位要嚴(yán)格的貫徹和落實(shí)高爐煉鐵的各項(xiàng)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。例如在高爐煉鐵結(jié)束后，要及時(shí)排放渣鐵，有效緩解高爐憋風(fēng)現(xiàn)象，保證高爐能高效穩(wěn)定運(yùn)行。還要及時(shí)維護(hù)爐前設(shè)備，對(duì)設(shè)備進(jìn)行日常檢查，嚴(yán)格落實(shí)定修包產(chǎn)制度，保證爐前設(shè)備的正常運(yùn)行，保證較低的高爐休風(fēng)率和慢風(fēng)率。

隨著科技的進(jìn)步，相信在不久的將來高爐煉鐵技術(shù)會(huì)得到進(jìn)一步的完善和提升，高爐也主要朝著自動(dòng)化、安全化、環(huán)保化這三個(gè)方向發(fā)展。除了提高高爐煉鐵的技術(shù)水平以外，還要盡可能的降低能源消耗，減小對(duì)環(huán)境的污染，要把節(jié)能減排放到冶金企業(yè)發(fā)展的首要位置。