中國(guó)高爐煉鐵技術(shù)裝備發(fā)展成就與展望

付亞洲 邵治國(guó)

摘要：高爐煉鐵技術(shù)在運(yùn)用中相對(duì)比較復(fù)雜，為了確保在煉鐵過(guò)程中能有較高的質(zhì)量和產(chǎn)出量，就需要保證每一個(gè)環(huán)節(jié)都能夠按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成。但是在這一過(guò)程中，它對(duì)環(huán)境的污染和消耗等方面都有一定的影響。從其優(yōu)點(diǎn)來(lái)看，該技術(shù)對(duì)我國(guó)的鋼鐵行業(yè)有很大的幫助，所以說(shuō)，就需要對(duì)其技術(shù)工藝有一定的研究，確保高爐冶煉煉鐵技術(shù)能夠更好的服務(wù)于鋼鐵行業(yè)。

關(guān)鍵詞：高爐煉鐵技術(shù);裝備發(fā)展;成就展望

1 簡(jiǎn)單分析高爐冶鐵煉鐵技術(shù)闡述

1.1 高爐結(jié)構(gòu)介紹

高爐煉鐵所運(yùn)用到的設(shè)備就是高爐，它的設(shè)計(jì)也十分有技巧，即高爐的外形是圓柱形的，它不僅有出風(fēng)口，還有排氣口和煉鐵的出口。其煉鐵的過(guò)程重要就是從上端有原料的入口，然后在經(jīng)過(guò)制作后從下端排出鐵。由于冶煉鐵需要極高的溫度，而高爐正符合這樣的特性，即耐高溫性、耐火性。

1.2 簡(jiǎn)單了解高爐煉鐵的工藝流程

要想真正地了解高爐冶鐵的技術(shù)，還需要對(duì)其的工藝流程也有一定的了解。它主要是由四部分來(lái)完成的，首先是對(duì)高爐進(jìn)行上料，其次是裝料，接著進(jìn)行高爐的通風(fēng)，最后就是對(duì)排出的煤氣進(jìn)行一定的凈化工作。有些鋼鐵企業(yè)在進(jìn)行高爐冶煉時(shí)，只注重鋼鐵的煉出，卻忽略了煤氣的凈化工作。為了讓企業(yè)能盡可能多地得到收益，就需要更多鋼鐵的冶煉。但是煤氣的凈化工作在一定程度上也會(huì)有一定的花銷(xiāo)，所以有些企業(yè)便省略了這一道工序。然而這道工序是必不可少的，它對(duì)空氣的保護(hù)有很大的作用。這幾道工序主要的過(guò)程如下：在進(jìn)行上料時(shí)，由于高爐的大小有別，所以在進(jìn)行上料前要了解高爐容量的大小，并且調(diào)整好投放原料的分量。這樣一方面能保證工程質(zhì)量能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，另一方面，它可以節(jié)省原料的使用，盡可能地節(jié)約成本。在第二步裝料工序時(shí)，它實(shí)際上就是將原材料地比例分配好，然后進(jìn)行原材料的安裝。它的目的就是將原材料充分的利用起來(lái)，更好的冶煉鋼鐵。在進(jìn)行送風(fēng)時(shí)，它實(shí)際的作用就是在進(jìn)行冶煉時(shí)提供氧氣，確保冶煉鐵順利進(jìn)行。其主要的原理就是：讓熱風(fēng)機(jī)對(duì)空氣進(jìn)行一定的加熱，讓它在高溫下進(jìn)行冶煉。而最后一步其實(shí)是最重要的一步，它對(duì)環(huán)境有很大的保護(hù)作用。因?yàn)樵谶@個(gè)過(guò)程中會(huì)生成一些有害的物質(zhì)，對(duì)環(huán)境有一定的污染。所以說(shuō)，對(duì)煤氣進(jìn)行一定凈化工作，避免對(duì)環(huán)境造成一定的污染。

1.3 高爐煉鐵探究目標(biāo)

如今鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國(guó)比較重要的產(chǎn)業(yè)，雖然高爐冶煉煉鐵技術(shù)有很大的環(huán)境污染和高消耗的問(wèn)題，但是它卻對(duì)我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)有著十分重要的作用，同時(shí)促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。所以說(shuō)，今天在進(jìn)行高爐煉鐵工作時(shí)，不僅要確保工作的順利進(jìn)行，還需要保證不對(duì)環(huán)境造成極大的影響。因此，高爐煉鐵的新探究目標(biāo)就是依據(jù)這兩大問(wèn)題展開(kāi)的，確保鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)。

2 主要技術(shù)創(chuàng)新成就分析

2.1 富氧噴煤

從20世紀(jì)60年代開(kāi)始在首鋼、鞍鋼高爐上噴煤，1990年以后，高爐噴煤技術(shù)列入國(guó)家科技計(jì)劃，1999年寶鋼1號(hào)高爐創(chuàng)造了月平均噴煤量達(dá)到250kg/t以上的新紀(jì)錄。目前，全國(guó)大中型高爐基本全部采用高爐噴煤技術(shù)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。2017年，全國(guó)高爐噴煤平均達(dá)到143.16kg/t，入爐焦比為363.83kg/t，寶鋼、湛江、首鋼京唐、太鋼、武鋼等部分大型高爐入爐焦比和煤比達(dá)到世界先進(jìn)水平。

2.2 高爐煤氣干法除塵

目前中國(guó)自主研發(fā)的高爐煤氣干式布袋除塵技術(shù)在設(shè)計(jì)研究、技術(shù)創(chuàng)新、工程集成及生產(chǎn)應(yīng)用等方面取得突破性進(jìn)展，自主設(shè)計(jì)研發(fā)了大型高爐煤氣全干式脈沖噴吹布袋除塵技術(shù)，完全取消高爐煤氣濕式除塵備用系統(tǒng)。高爐煤氣布袋除塵技術(shù)發(fā)展迅猛，近期中國(guó)新建或大修改造的高爐幾乎全部采用煤氣布袋除塵工藝，取得了顯著的應(yīng)用效果。首鋼京唐3座5500m高爐以及寶鋼、湛江、包鋼等企業(yè)的大型高爐均采用了煤氣干法除塵技術(shù)。

2.3 球團(tuán)

近年來(lái)中國(guó)在球團(tuán)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展成就突出，建成了一批帶式焙燒機(jī)和鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)生產(chǎn)線，球團(tuán)技術(shù)裝備大型化、現(xiàn)代化取得長(zhǎng)足進(jìn)步。中國(guó)擁有國(guó)際先進(jìn)的500萬(wàn)t/a帶式焙燒機(jī)和鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)生產(chǎn)線，自主研發(fā)的鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯和自主集成的帶式焙燒機(jī)工程設(shè)計(jì)、裝備制造、生產(chǎn)運(yùn)行等均取得顯著成效。通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，有效解決了造球、布料、焙燒、回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈等技術(shù)難題，球團(tuán)品位、強(qiáng)度等指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。積極研究高鐵低硅酸性球團(tuán)、含鈦含鎂球團(tuán)、赤鐵礦氧化球團(tuán)，大型帶式燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)赤鐵礦球團(tuán)取得顯著進(jìn)展，堿性球團(tuán)、自熔性球團(tuán)、高鎂低硅復(fù)合球團(tuán)的生產(chǎn)取得成功;球團(tuán)煙氣脫硫-脫硝技術(shù)取得明顯應(yīng)用成效。

2.4 大型高效焦化

為降低配煤成本，節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源，擴(kuò)大煉焦煤源開(kāi)發(fā)，中國(guó)結(jié)合國(guó)情開(kāi)展了一系列研究工作，拓展弱黏結(jié)煤在煉焦中的應(yīng)用?；诿赫{(diào)試技術(shù)和煉焦煤水分調(diào)控技術(shù)，武鋼7.63m大型焦?fàn)t貧瘦煤配加量達(dá)14%～16%，少用優(yōu)質(zhì)瘦煤達(dá)10%以上，低變質(zhì)弱黏結(jié)性煤配加量達(dá)20%以上。

3 高爐煉鐵技術(shù)未來(lái)發(fā)展探究

3.1 降低高爐燃料比技術(shù)排放

有關(guān)高爐燃料比的降低來(lái)看，可入手于下述兩方面：一方面，將高爐煉鐵中消耗的碳量減少，依據(jù)現(xiàn)有高爐生產(chǎn)技術(shù)，最大限度減少高爐的燃料比;另一方面，可考慮降低碳依賴(lài)程度，深入探索、開(kāi)發(fā)天然氣或不含碳還原劑等。由于煤炭使用期間會(huì)有大量二氧化碳排除，一頓的煤炭基本能夠產(chǎn)生0.7t的碳排放量，而天然氣基本只會(huì)產(chǎn)生0.39t的碳排放量，相對(duì)而言實(shí)現(xiàn)了顯著降低。燃料比之所以十分高，是因?yàn)楦郀t風(fēng)溫偏低、焦炭灰分偏高或是不穩(wěn)定的爐料成分等因素引發(fā)的，而在面對(duì)這一系列問(wèn)題時(shí)，就應(yīng)當(dāng)選擇科學(xué)合理且有效的解決措施，以便將燃料比降低。

3.2 完善高爐精料技術(shù)運(yùn)行效益

要想將高爐煉鐵高效運(yùn)行的目標(biāo)達(dá)成，并為其順利生產(chǎn)提供保障，最為關(guān)鍵的便是能將資源與能源可供給與可獲取要求最大限度實(shí)現(xiàn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)更高的資源與能源利用率。高爐精料技術(shù)具備十分合理且科學(xué)的爐料結(jié)構(gòu)，優(yōu)化其爐料結(jié)構(gòu)時(shí)需與經(jīng)驗(yàn)、資源及技術(shù)最優(yōu)化原則相適應(yīng)，而在增強(qiáng)爐料綜合冶金水平之后，即可將環(huán)境友好化、資源減量化及能源利用最優(yōu)化等目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。所以，作為高效工業(yè)技術(shù)的高爐精料技術(shù)在鐵氧化物還原冶金煉鐵中能夠發(fā)揮無(wú)可取代的作用，具備高品質(zhì)綠色工業(yè)技術(shù)研究的意義。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度減緩和增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變，市場(chǎng)拉動(dòng)將會(huì)降低，加上資源和能源可獲取性的制約，以及生態(tài)環(huán)境治理的限制，鋼鐵產(chǎn)業(yè)“去產(chǎn)能”將在未來(lái)很長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期內(nèi)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主旋律，面向未來(lái)，中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)將發(fā)生重大變革，煉鐵技術(shù)裝備的發(fā)展應(yīng)遵循產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、不斷創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)煉鐵技術(shù)裝備的大型化、現(xiàn)代化、綠色化、智能化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁玉龍.高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝及應(yīng)用研究[J].綠色環(huán)保建材，2018（6）：18-19.

（作者單位：河鋼宣鋼煉鐵廠）