淺論高爐煉鐵節(jié)能降耗及資源合理利用策略

劉炳俊

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司煉鐵廠，山東 濟(jì)南271104）

伴隨著經(jīng)濟(jì)體制的不斷革新，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，這就讓鋼鐵企業(yè)利潤(rùn)獲取空間遭到了大幅度的壓縮，面臨著較為嚴(yán)峻的發(fā)展形勢(shì)。要想在激烈的競(jìng)爭(zhēng)之中站穩(wěn)腳跟，相應(yīng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行高爐煉鐵時(shí)采取合理的節(jié)能降耗措施，并對(duì)原有的高爐煉鐵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，這樣才能夠有效拓寬自身的發(fā)展空間。

1 高爐煉鐵時(shí)的節(jié)能降耗措施

1.1 及時(shí)更新與改進(jìn)相應(yīng)裝置。要想確保在進(jìn)行高爐煉鐵時(shí)更為節(jié)能以及環(huán)保，就應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換落后的裝置設(shè)備，添加一些新型節(jié)能的持續(xù)利用裝置，這樣一來(lái)就能夠有效達(dá)成節(jié)能降耗的目的。根據(jù)當(dāng)前信息可知，大型金屬冶煉裝置和傳統(tǒng)小型煉鐵爐相比有著更高的效率，且能夠有效降低二氧化碳的排放量。同時(shí)傳統(tǒng)的高爐煉鐵裝置對(duì)能量有著較高的需求，且會(huì)產(chǎn)生數(shù)量眾多的污染氣體，可持續(xù)運(yùn)用率相對(duì)較低。當(dāng)前各類冶煉工藝得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，這就導(dǎo)致了金屬冶煉裝飾勢(shì)必會(huì)逐步向大型裝置轉(zhuǎn)型。采用大型高爐煉鐵裝置雖然會(huì)讓企業(yè)在短時(shí)間之內(nèi)在成本支出方面有所上升，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，大型高爐煉鐵能夠極大地降低污染氣體排放數(shù)量，有效減少后續(xù)的處理費(fèi)用，且煉鐵效率更高，充分符合節(jié)能降耗的相關(guān)要求，長(zhǎng)期受益大幅上漲，故而對(duì)相應(yīng)冶煉裝置及時(shí)進(jìn)行更新與改進(jìn)，能夠有效推動(dòng)生產(chǎn)單位的良好發(fā)展。

1.2 優(yōu)化高爐煉鐵流程，循環(huán)使用熱量。企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，就應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)有的高爐煉鐵流程進(jìn)行優(yōu)化，其中最關(guān)鍵的還是對(duì)熱量進(jìn)行循環(huán)使用。當(dāng)前這一工藝已經(jīng)被應(yīng)用到了各類工業(yè)生產(chǎn)之中，也取得了一定的成效。對(duì)高爐煉鐵進(jìn)程進(jìn)行分析能夠得知，在煉鐵過程之中會(huì)產(chǎn)生一定的余熱，主要包含了燃燒之后的煙氣熱量以及相應(yīng)金屬塊的余熱，其中煙氣熱量的溫度達(dá)到了350℃左右，而金屬塊的溫度則高達(dá)800℃左右，在能源消耗中占據(jù)了較大的比例。相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)這類熱量進(jìn)行回收，并在進(jìn)行煉鐵之前與預(yù)先加熱處理相應(yīng)的鐵礦石，以此來(lái)完成熱量的循環(huán)使用，最大化地減少能源浪費(fèi)，這樣一來(lái)就能夠促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

1.3 對(duì)廢棄固體進(jìn)行循環(huán)使用。在進(jìn)行高爐煉鐵時(shí)會(huì)產(chǎn)生數(shù)量眾多的固體殘?jiān)?，其中存在著諸如礦渣等物質(zhì)符合循環(huán)使用的要求，因此相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)廢棄固體進(jìn)行循環(huán)使用，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。眾所周知在高爐煉鐵的過程之中所產(chǎn)生的殘?jiān)粦?yīng)用在去除磷元素的添加物之中，滿足循環(huán)使用的條件。在循環(huán)使用廢棄固體之后，能夠有效提升資源運(yùn)用率，減少固體垃圾的排放數(shù)量，這樣一來(lái)能夠有效節(jié)約能源，降低能源消耗，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.4 采用新型燃料。在進(jìn)行高爐煉鐵時(shí)，一般是選擇碳作為主要燃料，但對(duì)碳進(jìn)行燃燒很容易對(duì)環(huán)境較大的污染，進(jìn)而引發(fā)一系列的環(huán)境問題。同時(shí)在煉鐵過程中對(duì)碳的需求極大，且碳燃燒效率較高，極易產(chǎn)生能源浪費(fèi)的現(xiàn)象。要想有效解決上述問題，應(yīng)當(dāng)結(jié)合新型的技術(shù)開發(fā)出全新的燃料進(jìn)行代替。當(dāng)前部分發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)嘗試通過塑料和天然氣這類燃料來(lái)完成鋼鐵方面的冶煉，這類能源在我國(guó)并未得到廣泛的推廣，究其原因主要是因?yàn)檫@類燃料的回收率相對(duì)較低，無(wú)法滿足可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)要求，因此探尋到新型燃料和資源回收之間的平衡點(diǎn)就顯得至關(guān)重要。

2 優(yōu)化高爐煉鐵中的噴煤技術(shù)

2.1 采用顆粒形式煤炭噴吹技術(shù)。法國(guó)、英國(guó)、美國(guó)這類發(fā)達(dá)國(guó)家在進(jìn)行高爐煉鐵時(shí)主要使用了噴吹粒煤技術(shù)，且使用時(shí)間較長(zhǎng)，工藝較為成熟，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。但這一技術(shù)在我國(guó)并未得到充分的利用，縱觀我國(guó)冶煉行業(yè)，只有萊鋼在進(jìn)行生產(chǎn)的過程之中才采取了這一項(xiàng)技術(shù)，且有著較為豐碩的成效，在生產(chǎn)過程中的煤炭比能夠達(dá)到每噸170 公斤，由此能夠看出這一技術(shù)具備一定的優(yōu)勢(shì)。相比于噴吹粉末性質(zhì)煤炭技術(shù)，噴吹顆粒形式煤炭技術(shù)有著以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：第一，噴吹系統(tǒng)具備較高的安全性能。和粉末煤炭相比，顆粒煤炭在顆粒直徑方面有著較大的優(yōu)勢(shì)，其表面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于粉末性質(zhì)煤炭，這樣一來(lái)就會(huì)讓進(jìn)行高爐煉鐵時(shí)產(chǎn)生爆炸及火災(zāi)這類安全事故的概率大幅度降低，有效保障了其安全性。第二，能夠大幅節(jié)省能源，降低能源損耗。在對(duì)顆粒煤進(jìn)行制造時(shí)，所需要的設(shè)施設(shè)備在耗電量方面相對(duì)較低，與粉末煤制造所需的設(shè)施設(shè)備相比降低了75%的耗電量，且顆粒煤制造設(shè)備在煙氣入磨方面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粉末煤制造設(shè)備，這也就表明了干燥環(huán)境下煤氣消耗有了較為明顯的減少。第三，對(duì)煤炭的種類要求不高，基本上不論何種性質(zhì)的煤炭資源都能夠使用這一技術(shù)來(lái)完成高爐煉鐵操作。第四，工藝較為簡(jiǎn)易，成本投入較低。根據(jù)相關(guān)資料顯示，在具備同等生產(chǎn)水平這一前提之下，對(duì)顆粒煤制造設(shè)備所投入的成本支出較低，與粉末煤制造所需的設(shè)施設(shè)備成本支出相比降低了75%，同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)對(duì)相關(guān)工作人員的要求并不高，經(jīng)過幾次簡(jiǎn)易的練習(xí)便能夠熟練進(jìn)行操作。

2.2 科學(xué)配比煤炭種類及比例。在進(jìn)行高爐煉鐵前，相關(guān)技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)對(duì)所需要的煤炭進(jìn)行種類以及比例進(jìn)行科學(xué)的配比，這樣的方式不但能夠有效擴(kuò)大噴煤資源，降低成本投入，還能夠充分結(jié)合不同煤炭種類所具備的有點(diǎn)，以此來(lái)讓整體噴煤具備最佳的性能。例如我國(guó)萊鋼公司便進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，他們?cè)诒ＷC噴煤工藝不受到相應(yīng)干擾的基礎(chǔ)之上，深入探究了將褐煤添加至混合噴煤中所產(chǎn)生的效果，重點(diǎn)考慮是否會(huì)對(duì)其整體燃燒性能產(chǎn)生相應(yīng)的變化。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知當(dāng)褐煤含量處于持續(xù)上漲階段時(shí)，二氧化碳含量曲線中的峰值不斷前移。同時(shí)燃燒時(shí)間也有了顯著的降低，表明有著更高的燃燒效率。產(chǎn)生這類現(xiàn)象的原因主要是由于褐煤有何較低的煤化程度，較高的揮發(fā)成分含量以及氧元素含量，且對(duì)燃燒的溫度要求不高，把褐煤應(yīng)用至無(wú)煙煤中能夠產(chǎn)生上佳的助燃效果，進(jìn)而有效提升噴吹煤粉的燃燒程度。但由于褐煤自身有著較大的水分含量，較低的發(fā)熱量，尤其是其灰分含量和其余煤炭資源相比更高，這也就使得在實(shí)際配置過程中所配入的數(shù)量并不多。因此要想讓褐煤能夠有效應(yīng)用于噴煤技術(shù)之中，就必須采用灰分含量較低的褐煤。

2.3 提升煤粉實(shí)際燃燒效率。這一技術(shù)主要是指在確保原材料、所用設(shè)施設(shè)備、相關(guān)操作技術(shù)以及入爐時(shí)的溫度這類因素保持一致的基礎(chǔ)之上，加強(qiáng)煤粉在風(fēng)口回旋區(qū)中的燃燒速度以及效率，這樣一來(lái)就會(huì)有效提升煤炭的配比，從而有效改善高爐煉鐵的外部環(huán)境。在燃燒煤粉時(shí)，要想讓噴入高爐中的粉煤在短時(shí)間內(nèi)充分進(jìn)行燃燒，應(yīng)當(dāng)降低煤粉所具備的著火點(diǎn)，并提升燃燒速度和效率，一般選擇在煤粉內(nèi)添加相應(yīng)的助燃劑以及相應(yīng)的催化劑，他們能夠讓煤粉著火點(diǎn)得到一定程度的改善，進(jìn)而最大化地提升煤粉實(shí)際燃燒效率。當(dāng)前這一催化劑主要選擇了含有錳元素的氧化物，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)目標(biāo)。還是以萊鋼集團(tuán)為例，他們將含有錳元素的氧化物催化劑添加到了粉煤之中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虻弥?，和以往相比噴煤比例上升?.1kg/t，焦炭比例也下降了10.2kg/t，由此能夠看出，這一催化劑確實(shí)能夠起到一定的助燃作用。

綜上所述，當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程較為迅猛，這也讓不同行業(yè)的發(fā)展面臨著一定的挑戰(zhàn)，而高爐煉鐵行業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)之中站穩(wěn)腳跟乃至于拔得頭籌，必須要采取合理的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗以及資源合理利用這一目標(biāo)。相關(guān)企業(yè)要對(duì)高爐煉鐵技術(shù)進(jìn)行改良與優(yōu)化，最大化地降低能源消耗，進(jìn)而提升自身的經(jīng)濟(jì)效益，并且也要在滿足環(huán)保需求的前提之下優(yōu)化自身的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，有效化解經(jīng)濟(jì)發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。