以降低能耗為目標(biāo)的高爐煉鐵工序的優(yōu)化研究

張少華 孫勇 樊歡

摘 要： 鋼鐵行業(yè)始終是中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中最重要的基礎(chǔ)性行業(yè)，尤其是在中國(guó)特色社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、工業(yè)化進(jìn)程日益推進(jìn)的今天更是如此。從實(shí)際情況來看，我國(guó)的鋼鐵企業(yè)目前還存在能耗過高的問題，煉鐵步驟中的能量消耗甚至超出了企業(yè)全部能耗的一半以上，因此盡快采取措施優(yōu)化能耗問題就顯得至關(guān)重要。具體來說，可通過入爐料堅(jiān)持高質(zhì)量原則、提高入爐焦炭的質(zhì)量、適宜的高噴煤量、實(shí)現(xiàn)高爐大型化等措施，優(yōu)化高爐煉鐵工序，降低其能耗。

關(guān)鍵詞： 降低能耗;高爐煉鐵;工序優(yōu)化

【中圖分類號(hào)】TF5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.36.265

引言：中國(guó)是世界上最大的鋼鐵產(chǎn)出國(guó)，這帶動(dòng)了中國(guó)重工業(yè)的高速發(fā)展，也拉動(dòng)了中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，因此越來越多的人開始關(guān)注鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況。從實(shí)際情況來看，目前我國(guó)的鋼鐵冶煉技術(shù)已經(jīng)十分完善，唯一的美中不足在于能耗過高，一來不符合可持續(xù)發(fā)展的要求、二來不符合節(jié)約能源的政策，在這種情況下對(duì)其進(jìn)行調(diào)整勢(shì)在必行。企業(yè)方面應(yīng)根據(jù)高爐煉鐵工序的實(shí)際情況，從提高高爐煉鐵入爐料的質(zhì)量、優(yōu)化入爐工藝的操作兩方面分別入手，優(yōu)化能源消耗問題。

1 提高高爐煉鐵入爐料的質(zhì)量

1.1 入爐料堅(jiān)持高質(zhì)量原則

根據(jù)高爐煉鐵的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，提高高爐煉鐵入爐料的質(zhì)量是保證煉鐵效率的有效措施，因此必須要堅(jiān)持入爐料高質(zhì)量原則，確保燒結(jié)礦、塊狀礦等多種入爐原料的質(zhì)量穩(wěn)定性，加強(qiáng)原料系統(tǒng)的處理能力，并調(diào)整操作步驟和生產(chǎn)手段，避免高爐煉鐵工藝造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。同時(shí)也需要看到，在工業(yè)化進(jìn)程不斷推進(jìn)的今天，我國(guó)各地區(qū)的鋼鐵需求量日益提升，因此部分鋼鐵企業(yè)大批量使用高質(zhì)量的鐵礦粉進(jìn)行冶煉，這使得市面上高品質(zhì)的鐵礦粉供不應(yīng)求，這種情況不僅僅出現(xiàn)在中國(guó)，世界范圍內(nèi)也是如此。為了應(yīng)對(duì)和解決這一問題，必須要加強(qiáng)高爐煉鐵工藝的原材料管理，加強(qiáng)技術(shù)把關(guān)、避免劣質(zhì)材料入爐。

1.2 提高入爐焦炭的質(zhì)量

除了原材料之外，鋼鐵企業(yè)的高爐煉鐵工藝水平還受到焦炭質(zhì)量的影響，可以說焦炭是高爐煉鐵工藝的核心和重點(diǎn)，焦炭的質(zhì)量決定了冶煉中入爐材料能否得到有效地處理，也就決定了冶煉的效率。近年來干法熄焦技術(shù)在鋼鐵企業(yè)焦炭處理中發(fā)揮著越來越大的作用，得到了人們的廣泛認(rèn)可，這使得焦炭材料的質(zhì)量和強(qiáng)度得到了提升。在今后的發(fā)展中，還應(yīng)該加強(qiáng)這方面的研究，使搗固煉焦技術(shù)等新技術(shù)發(fā)揮更大的作用。

2 優(yōu)化入爐工藝的操作

2.1 維持合理的煉鐵強(qiáng)度

高爐煉鐵工藝本身并不復(fù)雜，因此保證合理強(qiáng)度能夠讓入爐原料得到更好地利用，有助于提升鋼鐵產(chǎn)量，但是這并不意味著可以不關(guān)注燃料比上升情況，一旦燃料比過高，則冶煉過程的穩(wěn)定性會(huì)大打折扣，設(shè)備的使用年限也會(huì)大打折扣。在實(shí)際的生產(chǎn)中，一些鋼鐵企業(yè)為了提升鋼鐵產(chǎn)量、為了追求更高的經(jīng)濟(jì)利益，使高爐煉鐵工藝的運(yùn)行強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間保持在極高水平，但是最終結(jié)果卻并不能盡如人意，鋼鐵產(chǎn)量反而出現(xiàn)了小幅度的下降。與此同時(shí)，這樣的嘗試還使焦炭和原材料的使用量大幅度提升，使企業(yè)成本不斷增長(zhǎng)，最終可以說是得不償失，因此維持合理的煉鐵強(qiáng)度十分關(guān)鍵。

2.2 適宜的高噴煤量

高爐煉鐵工藝中，煤粉的使用技術(shù)至關(guān)重要，只有保證煤粉的正常使用，高爐煉鐵的效果才能有所保障，換句話來說，高爐煉鐵過程中煤粉使用工序的耗能比較低，因此利用煤粉代替部分焦炭，往往能夠控制焦炭使用量，從而達(dá)到降低能源消耗量的目標(biāo)，企業(yè)的生產(chǎn)成本自然而然會(huì)大幅度降低。然而從傳統(tǒng)的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)情況來看，很多企業(yè)都沒有意識(shí)到煤粉合理利用的重要性，一味追求鋼鐵產(chǎn)量，最終造成了焦炭消耗量無端增加的問題，這顯然不利于鋼鐵冶煉的正常進(jìn)行。為此，在今后的生產(chǎn)中，企業(yè)方面需要采取措施控制噴煤量，降低企業(yè)的成本。

2.3 實(shí)現(xiàn)高爐大型化

鋼鐵企業(yè)中，高爐設(shè)備可以說是冶煉生產(chǎn)的根本和基礎(chǔ)，沒有高爐就談不上冶煉生產(chǎn)，它能夠提升熱量交換效率、讓原材料和焦炭煤粉等得到最大化的應(yīng)用，避免不必要的能源浪費(fèi)。而高爐的容積越大、其生產(chǎn)及轉(zhuǎn)換能力就越強(qiáng)，能夠節(jié)約的能源量就越多。因此在今后的發(fā)展中，鋼鐵企業(yè)方面有必要根據(jù)生產(chǎn)新標(biāo)準(zhǔn)、不斷提升高爐的規(guī)模，實(shí)現(xiàn)高爐大型化，替換過去的小型高爐，讓生產(chǎn)效率得到提升。

2.4 重視對(duì)二次能源的回收及利用

二次能源的回收利用，是降低能耗、保證高爐煉鐵工序的優(yōu)化效果的必然手段，具體來說就是要推廣高爐煤氣干法袋式除塵技術(shù)的使用。和傳統(tǒng)除塵技術(shù)比較起來，高爐煤氣干法袋式除塵技術(shù)顯然具有更好的除塵效果，同時(shí)還能夠節(jié)約水電資源。目前很多鋼鐵企業(yè)已經(jīng)開始使用這種技術(shù)，也確實(shí)取得了極佳使用效果，當(dāng)然這種技術(shù)也有一定的局限性，那就是它只能在小型高爐中使用，不符合高爐大型化的趨勢(shì)。因此，盡快對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行完善、并將之推廣開來，對(duì)于鋼鐵企業(yè)的發(fā)展而言就顯得至關(guān)重要。

結(jié)語(yǔ)：鋼鐵企業(yè)在中國(guó)特色社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中扮演了不可忽視的重要作用，為汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等行業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)性的鋼鐵材料支持，讓中國(guó)的經(jīng)濟(jì)整體呈現(xiàn)跨越式發(fā)展的趨勢(shì)。但是隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的落實(shí)、隨著我國(guó)自然資源的枯竭，過去的高爐煉鐵技術(shù)已經(jīng)不再具有可行性，難以在新時(shí)代背景下發(fā)揮應(yīng)有作用，反而會(huì)給經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)帶來負(fù)面影響，為此必須要采取措施、以降低能耗為目標(biāo)進(jìn)行高爐煉鐵工序的優(yōu)化。

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