高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝及應(yīng)用

馬東華

（南京鋼鐵聯(lián)合有限公司煉鐵事業(yè)部第二煉鐵廠，江蘇 南京 210035）

在現(xiàn)代化背景下，鋼鐵企業(yè)所面臨的競(jìng)爭(zhēng)壓力越來越大，傳統(tǒng)煉鐵技術(shù)暴露的問題越來越多。在這種背景下，要想保證自身市場(chǎng)地位不動(dòng)搖，增強(qiáng)自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力，鋼鐵企業(yè)應(yīng)該跟上時(shí)代發(fā)展步伐，認(rèn)識(shí)到高爐煉鐵技術(shù)的重要作用，綜合考慮自身實(shí)際情況制定更為科學(xué)合理的煉鐵方案，從而進(jìn)一步提高煉鐵效率及質(zhì)量，滿足市場(chǎng)建設(shè)需要，在推動(dòng)自身長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的同時(shí)，為我國的現(xiàn)代化發(fā)展建設(shè)做出更大的貢獻(xiàn)。所以，本文展開高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝及應(yīng)用探究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 高爐煉鐵實(shí)際工藝流程概述

要想有效提高高爐煉鐵利用率，相關(guān)工作人員必須要準(zhǔn)確把握高爐整體結(jié)構(gòu)，并對(duì)煉鐵工藝流程展開全方位的分析。通過實(shí)際分析發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際上料的時(shí)候，工作人員應(yīng)該先在高爐內(nèi)部展開通風(fēng)出現(xiàn)，以此來展開煤氣凈化，防止其對(duì)高爐煉鐵效率及質(zhì)量造成影響。但是，因?yàn)楝F(xiàn)在很多鋼鐵企業(yè)在應(yīng)用鋼鐵進(jìn)行煉鐵的時(shí)候，更多還是將重心放在了提高鋼鐵質(zhì)量上，缺乏對(duì)凈化工作的重視，給鋼鐵質(zhì)量埋下了比較大的隱患，并不符合鋼鐵企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需要。所以，要想推動(dòng)自身長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，獲得更多社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，提高生產(chǎn)效率及質(zhì)量，提升對(duì)高爐內(nèi)部?jī)艋ぷ鞯闹匾?，制定針?duì)性更強(qiáng)的凈化方案。同時(shí)，由于高爐同樣存在大小和好壞的差異，因此在上料的時(shí)候，相關(guān)工作人員應(yīng)該準(zhǔn)確了解高爐實(shí)際容量，做好原料調(diào)整，防止高爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)受到原料過高影響。另外，要先進(jìn)一步提高高爐煉鐵質(zhì)量，鋼鐵企業(yè)還應(yīng)該提升對(duì)成本節(jié)約的重視，細(xì)致深入的分析高爐運(yùn)行需要花費(fèi)的能量，從而制定更為完善的煉鐵策略，這樣才能夠?yàn)楦郀t煉鐵的高效展開及作用發(fā)揮提供更有力的支持和保障。最后，因?yàn)楦郀t煉鐵工藝本身就有污染性存在，所以生產(chǎn)人員必須要明確認(rèn)識(shí)到自身所承擔(dān)的重要責(zé)任，對(duì)有害氣體排放情況展開更為全面深入的分析，然后以此為基礎(chǔ)制定更為完善的策略，進(jìn)而為高爐煉鐵的高效展開做出更大的貢獻(xiàn)，切實(shí)保證環(huán)境不受侵害。

2 高爐冶煉煉鐵技術(shù)分析

2.1 高爐煉鐵的工藝流程

運(yùn)用高爐冶煉的煉鐵工藝技術(shù)，需要通過煉鐵工藝流程才能夠確保煉鐵作業(yè)的順利進(jìn)行。一般來講，高爐煉鐵的工藝流程分為四個(gè)組成部分。首先，在高爐冶煉過程當(dāng)中，需要在高爐內(nèi)部輸送鐵原料；其次，是將原料裝進(jìn)高爐設(shè)備中，接著需要對(duì)高爐內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)的通風(fēng)工作；最后，對(duì)高爐煉鐵后產(chǎn)生的廢渣進(jìn)行排除，同時(shí)對(duì)產(chǎn)生的煤氣進(jìn)行排除。在高爐冶煉的工藝流程開展過程中，許多企業(yè)往往更加注重鋼鐵的煉出，忽略了最后需要對(duì)排除的煤氣開展凈化工作。通過對(duì)煤氣的凈化，能夠降低空氣的污染，確保煉鐵工作中的安全和環(huán)保性能。因此，企業(yè)在煉鐵的過程中需要注重煤氣凈化工作的開展，以期實(shí)現(xiàn)高爐煉鐵工作的順利進(jìn)行。在具體的高爐冶煉工藝流程中，首先，需要將高爐冶煉所需的原料投入至高爐中，在高溫高火下，生鐵原料在氧化劑的催化下冶煉成鐵。在投入原料時(shí)，需要根據(jù)高爐設(shè)備的儲(chǔ)存料多少確定進(jìn)料數(shù)量。在進(jìn)料的過程中，需要了解高爐設(shè)備的大小參數(shù)以及高爐的容量，針對(duì)原料的投放量進(jìn)行精確計(jì)算，以確保調(diào)整好投放量，使冶煉工程能夠達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)。其次，需要對(duì)鐵原材料進(jìn)行安裝。在安裝的過程中，利用大量的鋼鐵原材料實(shí)現(xiàn)提高鋼鐵冶煉的工藝質(zhì)量。最后，需要對(duì)排除的煤氣進(jìn)行凈化作業(yè)，通過該步驟能夠?qū)ε懦龅挠泻ξ镔|(zhì)進(jìn)行處理，也能夠提高鐵冶煉的整體安全。

2.2 噴吹生物質(zhì)及木炭技術(shù)

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，生物質(zhì)這種新能源也被越來越多的應(yīng)用到了高爐煉鐵當(dāng)中，生物質(zhì)指的是動(dòng)植物和微生物在新陳代謝以后生成的有機(jī)物，在熱解時(shí)候會(huì)發(fā)生碳化現(xiàn)象，降低二氧化碳的排放量。同時(shí)，通過廢塑料以及生物質(zhì)的有效應(yīng)用展開高爐煉鐵還能夠降低人力、物力等資源的消耗，取代高爐噴吹常用的還原劑，做好CO2含量的有效控制，降低高爐恒溫帶溫度。

2.3 粒煤噴吹技術(shù)

目前，高爐粒煤噴吹技術(shù)已經(jīng)被國外發(fā)達(dá)國家廣泛應(yīng)用到了高爐煉鐵中，這項(xiàng)技術(shù)能源消耗低、花費(fèi)成本較少、不容易爆炸等優(yōu)勢(shì)，可以有效提高冶煉煉鐵效率及質(zhì)量。

2.4 鐵焦技術(shù)

所謂鐵焦技術(shù)實(shí)際上指的是在冶鐵生產(chǎn)過程中，把價(jià)格較低的非粘結(jié)煤、微粘結(jié)煤等生物原料和鐵礦粉充分混合到一起，采用連續(xù)式爐進(jìn)行加熱干餾處理，并以此為基礎(chǔ)獲取三成或者七成鐵焦，然后再采用更為科學(xué)合理的方式展開冶煉工作，取得與原始技術(shù)等同的成果。同時(shí)，通過鐵焦取代冶鐵原有物質(zhì)，不單單能夠使反應(yīng)效率得到進(jìn)一步提高，降低煤炭資源用量，避免資源浪費(fèi)。特別是如果鐵焦含量在三成以上更是能夠取得更為優(yōu)秀的冶煉成果。但是，到現(xiàn)在為止，就算在發(fā)達(dá)國家鐵焦技術(shù)還處于摸索階段，還需要加大研究力度。

2.5 氧氣高爐關(guān)鍵技術(shù)

其一為變壓吸附技術(shù)，又被稱作PSA技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的主要原理是綜合考慮固體材料上氣體組分存在的差異吸附特性，通過周期性壓力變換實(shí)現(xiàn)氣體提純分離目標(biāo)。這項(xiàng)技術(shù)屬于非常成熟且技術(shù)含量極高的制氧技術(shù)，并且還具有流程簡(jiǎn)單、設(shè)備投資少、自動(dòng)化程度高、操作維護(hù)便捷以及節(jié)能活動(dòng)等優(yōu)勢(shì)。尤其是隨著人們環(huán)保觀念的不斷提高，PSA技術(shù)擁有著更為光明的應(yīng)用前景；其二為碳捕集與封存技術(shù)，又被稱作CCS技術(shù)，應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的主要目標(biāo)是將CO2捕集封存起來，降低其排放量，更好的保證生態(tài)環(huán)境。CCS技術(shù)最常用的封存方法為地下埋存與海底埋存，即將CO2注入到海水層或者廢棄的油田和煤田里面，和植物埋存法相比難度較低，更為容易實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

3 高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝的實(shí)際應(yīng)用探究

3.1 做好爐頂壓力與爐內(nèi)氧含量的有效控制

在實(shí)際煉鐵過程中，要想合理應(yīng)用高爐冶煉煉鐵技術(shù)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，必須要保證高爐內(nèi)氣體具有足夠的流動(dòng)性，從而為凈化效率提升起到更大的促進(jìn)作用。同時(shí)，通過實(shí)際分析發(fā)現(xiàn)，在指定承壓范圍內(nèi)，隨著爐頂壓力的不斷增加，鋼鐵產(chǎn)量也會(huì)變得越來越高，而且隨著壓力的不斷提升氣體流動(dòng)性會(huì)持續(xù)下降。正常來講，高爐排出口基本上都不會(huì)產(chǎn)生劇烈的氣體流動(dòng)，這不僅會(huì)導(dǎo)致實(shí)際工作量大大增加，還會(huì)使?fàn)t內(nèi)煤氣停留和接觸時(shí)間進(jìn)一步提升，推動(dòng)爐內(nèi)礦料以及燃料發(fā)生更為完全的反應(yīng)，還原礦物質(zhì)里面存在的鐵元素，獲取產(chǎn)量更好、質(zhì)量穩(wěn)定合格的鐵液。但是，要想更加高效的完成壓力控制，必須要保證氧氣量符合預(yù)期。另外，經(jīng)過實(shí)際分析發(fā)現(xiàn)，燃燒充分性對(duì)氧氣充足有著決定性的影響，而且充分燃燒還可以使氣體排放量降低，有效提高鐵液生產(chǎn)效率及質(zhì)量。在合理界限范圍內(nèi)，鐵液產(chǎn)量和氧氣燃料消耗量成正比。由此可見，切實(shí)做好爐頂壓力與爐內(nèi)氧含量的有效控制可以進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率及質(zhì)量。

3.2 合理應(yīng)用熱壓含碳球團(tuán)

在應(yīng)用高爐冶煉煉鐵技術(shù)進(jìn)行鋼鐵生產(chǎn)過程中，要想進(jìn)一步提高礦物資源利用率，鋼鐵生產(chǎn)從業(yè)人員必須要做好熱壓含碳球團(tuán)的優(yōu)秀應(yīng)用，這樣才能夠在滿足節(jié)能減排要求的同時(shí)，更好的實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，而且可以結(jié)合實(shí)際情況降低煉鐵廢渣的排放量，提高冶鐵效率及產(chǎn)量。但是，在應(yīng)用熱壓含碳球團(tuán)展開實(shí)際生產(chǎn)的過程中，應(yīng)該保證實(shí)際溫度不低于100℃，并且還應(yīng)該提前預(yù)熱生產(chǎn)所需材料以及溶劑，從而進(jìn)一步推動(dòng)溶劑以及物質(zhì)的充分融合，防止升溫過程中出現(xiàn)更大的不良影響。另外，只有切實(shí)保證高爐煉鐵運(yùn)轉(zhuǎn)正常才可以使煉鐵效率和質(zhì)量得到進(jìn)一步提升，將高爐冶煉技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及作用發(fā)揮到機(jī)制。

3.3 確保爐內(nèi)風(fēng)溫符合標(biāo)準(zhǔn)

在應(yīng)用高爐冶煉煉鐵技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，必須要保證風(fēng)溫滿足運(yùn)行條件，這樣才可以使煉鐵效率及質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。所以，生產(chǎn)人員在進(jìn)行熱風(fēng)爐實(shí)際管控的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)相關(guān)溫度情況展開更為細(xì)致深入的分析，并準(zhǔn)確把握能源消耗情況，并以此為基礎(chǔ)制定更為科學(xué)合理的運(yùn)行方案，這樣才可以切實(shí)保證熱風(fēng)爐風(fēng)溫符合高爐運(yùn)行的實(shí)際需要。但是，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，相關(guān)人員除了需要采用更為多樣化的措施提升熱風(fēng)爐的實(shí)際風(fēng)溫，還應(yīng)該保證風(fēng)溫可以充分分布于高爐當(dāng)中。由此可見，只有綜合考慮生產(chǎn)實(shí)際選擇規(guī)格更為合理的熱風(fēng)爐規(guī)格才可以為后續(xù)生產(chǎn)打下更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4 合理應(yīng)用高爐噴吹廢塑料工藝

在應(yīng)用高爐煉鐵技術(shù)展開實(shí)際生產(chǎn)的時(shí)候，不單單需要提升對(duì)煤粉質(zhì)量的重視，還應(yīng)該對(duì)高爐噴射時(shí)塑料顆粒質(zhì)量展開更為全面深入的分析。所以，在加速度相同的基礎(chǔ)上，工作人員應(yīng)該先對(duì)廢舊塑料顆粒速度展開細(xì)致分析，然后以實(shí)際情況為基礎(chǔ)，適當(dāng)預(yù)熱煤粉以及塑料，盡量縮短煤粉在高溫區(qū)停留的時(shí)間，這樣才可以保證煤粉燃燒更加充分，推動(dòng)媒體和塑料的充分融合，進(jìn)一步提升燃燒效率，將高爐煉鐵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大。

3.5 做好爐身結(jié)瘤處理

在高爐冶鐵過程中，高爐結(jié)瘤是造成崩料現(xiàn)象發(fā)生的主要原因。同時(shí)，高爐結(jié)瘤還會(huì)造成爐內(nèi)氣流穩(wěn)定性下降，導(dǎo)致產(chǎn)量與質(zhì)量下滑。因此，在應(yīng)用高爐煉鐵技進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，工作人員應(yīng)該對(duì)高爐溫度進(jìn)行定期檢測(cè)。另外，通過實(shí)際分析發(fā)現(xiàn)，原料內(nèi)鋅符合過高會(huì)導(dǎo)致鋅元素沉積及軟熔變化，引發(fā)虧料線或者崩料、爐型變化等問題，進(jìn)而造成高爐結(jié)瘤，并且在進(jìn)行停爐補(bǔ)噴以后，爐內(nèi)形態(tài)也會(huì)出現(xiàn)一定程度的轉(zhuǎn)變，影響到結(jié)瘤情況。所以，在發(fā)現(xiàn)高爐結(jié)瘤情況以后，工作人員可以采用如下幾種方式進(jìn)行處理：首先，適當(dāng)提升高爐內(nèi)部溫度，從而更好滿足活躍度與熱量需要，并綜合考慮實(shí)際需要展開布料調(diào)整，提升氣流穩(wěn)定性，為爐內(nèi)情況改善夯實(shí)根基；其次，展開炸瘤處理。在確定結(jié)瘤位置以后，在結(jié)瘤上開孔放置適量炸藥，并保證炸藥和爐身間距在15cm以上，而且在操作過程中還應(yīng)該注意防止?fàn)t涼問題出現(xiàn)。

4 結(jié)束語

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，高爐煉鐵技術(shù)工藝水平也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。所以，在經(jīng)營(yíng)發(fā)展過程中，鋼鐵企業(yè)要想獲得更多經(jīng)濟(jì)效益，提高自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)自身長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，必須要跟上時(shí)代發(fā)展的腳步，認(rèn)識(shí)到高爐冶煉煉鐵技術(shù)的重要作用，綜合考慮自身生產(chǎn)實(shí)際情況制定更為合理的技術(shù)應(yīng)用方案，從而更加高效的完成煉鐵工作。同時(shí)，在應(yīng)用高爐煉鐵技術(shù)生產(chǎn)的時(shí)候，鋼鐵企業(yè)還應(yīng)該對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的作用以及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行細(xì)致深入的分析，發(fā)掘目前高爐冶鐵技術(shù)應(yīng)用存在的問題，以此來推動(dòng)冶鐵技術(shù)的完善發(fā)展，將冶鐵技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來，降低能源方面的消耗及成本，幫助企業(yè)獲得更多社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而切實(shí)保證自身的市場(chǎng)地位不動(dòng)搖，并為我國經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。