關(guān)于高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝及應(yīng)用研究

唐 勝

（河南省信陽市信陽鋼鐵有限責(zé)任公司，河南 信陽 464100）

針對鋼鐵工業(yè)來說，想要高校穩(wěn)定的發(fā)展，則需要不斷的發(fā)展其工藝技術(shù)，從而為鋼鐵企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)的效應(yīng)獲得提升的效果。因此，在企業(yè)冶鐵的過程中需要保證其對應(yīng)的高效性，分析目前的不足之處進(jìn)行改善，更好的提高自身生產(chǎn)發(fā)展鋼鐵的質(zhì)量與效率，滿足市場對鋼鐵的需求。

而以高爐為設(shè)備的高爐煉鐵作為鋼鐵生產(chǎn)中的一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，有著對環(huán)境污染少的優(yōu)點，深入探究高爐冶煉煉鐵的技術(shù)可以在追求利潤的同時達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的政策要求，形成共贏的局面。而如何繼續(xù)發(fā)展改進(jìn)該技術(shù)，更好的運用它來進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)是值得我們研究的[1]。

1 高爐冶鐵煉鐵技術(shù)的分析

1.1 高爐結(jié)構(gòu)介紹

高爐煉鐵從字面意義上來說便不可能離開高爐這個設(shè)備。所謂高爐，便是一個豎立的圓柱形高溫爐，上端有著裝材料的進(jìn)料口和導(dǎo)出氣體的出風(fēng)口，下方有著排除空氣和鐵的出料口。其為耐高溫和耐火的材料打造而成，可在高溫下正常工作，在其煉鐵的過程中，配合著其他的煉鋼的輔助設(shè)備可以進(jìn)行鋼鐵的生產(chǎn)[2]。

1.2 高爐煉鐵的工藝流程

高爐煉鐵的工藝總共分為四道，包含著從上料到最后的完成。一是上料二為裝料三為通風(fēng)四是煤氣凈化。每一步都十分重要，但有一些企業(yè)家為了更高的利潤，往往只做到第三步，可持續(xù)發(fā)展的第四步卻省略下來，其原因便是煤氣凈化不僅不會給予企業(yè)家們利潤上的提升，反而需要為此步驟增加生產(chǎn)成本。第一步上料，按照高爐的容量進(jìn)行對料的比例進(jìn)行改正，把所需要的材料嚴(yán)格的把控，避免造成原料與能源的浪費，省下不必要的成本。而第二步裝料，則是為了讓原材料在高爐中可以均勻的分布，得到充分的使用，同樣是節(jié)省了不必要浪費的成本。第三步送風(fēng)，高爐工作過程中需要大量的氧氣來為燃料供氧，讓其可以完全充分的燃燒，通過熱風(fēng)機送入熱風(fēng)爐加熱后在進(jìn)入高爐內(nèi)。但相比上幾步來說，對環(huán)境保護(hù)最重要的一步便是第四步，高爐煉鐵過程中產(chǎn)生的有害氣體只有經(jīng)過第四步的凈化后才可以排除，才能最大程度上減少氣體對環(huán)境的危害[3]。

1.3 中國高爐冶煉煉鐵的發(fā)展趨勢

要想降低企業(yè)冶煉鋼鐵的生產(chǎn)消耗與生產(chǎn)成本，就要在其冶煉過程中合理使用原料與燃料。高爐冶煉的發(fā)展速度極快，大型化、規(guī)?；钠髽I(yè)越來越多正是其發(fā)展迅速的征兆，其中有著高風(fēng)溫高富氧大噴煤技術(shù)等有著較強應(yīng)用價值的技術(shù)。正是因為發(fā)展的迅速，更要注重其生產(chǎn)對環(huán)境的危害，要注意生產(chǎn)效果與環(huán)境效益相互同一，推進(jìn)冶煉煉鐵整體生產(chǎn)鏈的銜接和有序及自動化的運行，提高高爐設(shè)計與冶煉的技術(shù)之間的相關(guān)性[4]。引進(jìn)大批的優(yōu)秀高爐大修技術(shù)，科學(xué)規(guī)范的進(jìn)行管理與操作，提高生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量[5]。高爐冶煉煉鐵技術(shù)的工藝價值十分之大，發(fā)展空間十分之組，需要企業(yè)根據(jù)自己的條件來進(jìn)行選擇，增加自身產(chǎn)品治療的同時，降低對環(huán)境的危害，在可持續(xù)發(fā)展的路上行進(jìn)，為我國重工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展繼續(xù)做出貢獻(xiàn)。

1.4 高爐煉鐵探究目標(biāo)

高爐煉鐵在如今還是鋼鐵生產(chǎn)的主要方式，非高爐煉鐵產(chǎn)生的鋼鐵十分的稀少。而且鋼鐵領(lǐng)域作為我國至關(guān)重要的重工業(yè)之一，直觀影響著我國的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但其造成的環(huán)境破壞則是其發(fā)展的嚴(yán)重阻礙。減少環(huán)境污染便成了如今鋼鐵冶煉技術(shù)革新的新的探索目標(biāo)，確保其可可持續(xù)發(fā)展。

1.5 原料的選擇

冶煉的第一步便是選擇優(yōu)質(zhì)的燃料。其鋼鐵的出產(chǎn)質(zhì)量與燃料的好壞有著直接的聯(lián)系。而其也關(guān)系著整個生產(chǎn)過程中對環(huán)境污染的聯(lián)系。優(yōu)質(zhì)的煉鐵原料對提高產(chǎn)量與減少環(huán)境污染有著積極的作用[6]。第一，好的燃料耗能比其他的低，冶煉過程中的燃料比下降了；第二，最適合的原料的選擇上還是堿性高的燒結(jié)礦。這種燃料可以通過高溫?zé)Y(jié)而成，而且這種燃料液生成量很大，黏糊度也高，在冶煉中能夠產(chǎn)生富含鐵的礦料，形成了可以在后期使用的礦物混合料；第三，優(yōu)質(zhì)的焦炭能夠提高焦炭的品質(zhì)，影響冶煉的效率。

2 高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝的運用

2.1 熱壓含碳球團(tuán)

在高爐煉鐵生產(chǎn)過程中，其需要消耗的能源是極大的，消耗成本也隨之上升，而使用熱壓含碳球團(tuán)便可以減少能源消耗進(jìn)行節(jié)能。它的功效便可以對礦物等資源進(jìn)行多次的利用，使其功能最大程度上的發(fā)揮出來。并且有數(shù)據(jù)表明，熱壓含碳球含量達(dá)到31%的時候，鋼鐵的產(chǎn)能也會增加，除此之外，鋼鐵的殘渣以及能源消耗也會減少，在煉鐵工作中起到了十分大的作用。而熱壓含碳球團(tuán)的形成則是有以下幾點，其一便是溫度的要求，在煤粉與粉礦在進(jìn)行預(yù)熱過程中，在溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的時候，確保這些原材料可以充分的進(jìn)行融合；其二便是讓其攪拌均勻，與此同時將溫度上升，最后把熱壓塊專業(yè)處理后制作成了所需要的熱壓含碳球團(tuán)了[7]。

2.2 爐內(nèi)頂壓、含氧量的控制

在鋼鐵的煉制過程中，溫度的不斷增加使得高爐爐頂受到了很大的壓力，但要想保證煉制出鋼鐵的質(zhì)量，就需要對其內(nèi)的頂壓進(jìn)行控制。高爐內(nèi)的爐頂有著一定壓力的承受上線，在煉鐵的過程當(dāng)中，在限度內(nèi)盡可能的增加壓力，增加鋼鐵的產(chǎn)出。但隨著壓力的增加，爐內(nèi)的氣體流動也隨著壓力的增加而受到影響，這就導(dǎo)致最后一部工序凈化氣體變得相當(dāng)?shù)睦щy。并且在這一過程當(dāng)中，煤氣與礦物質(zhì)進(jìn)行接觸的時間越久，對鋼鐵的產(chǎn)量就越大。光是對爐頂?shù)膲毫M(jìn)行控制是不夠的，還要對氧氣進(jìn)行控制，光增壓氧氣卻不充分的話變回導(dǎo)致因鐵燃燒的不充分而產(chǎn)生有害氣體，對環(huán)境造成危害。所以，氧氣的充足一定程度上也對產(chǎn)量提升很大的幫助。其含量適中高低都會對產(chǎn)量帶來一定的影響[8]。

2.3 保持高溫風(fēng)

風(fēng)是煉鐵很重要的一環(huán)，而風(fēng)的溫度則對鐵的質(zhì)量產(chǎn)量與生產(chǎn)成本產(chǎn)生影響，如果風(fēng)的溫度不足的話，則會影響能源的消耗。我國高爐冶鐵的行業(yè)大部分維持的風(fēng)溫是一千攝氏度左右，有些更有一千二百攝氏度之多。但與國外發(fā)達(dá)國家相比還是有著差距的，所以想要保持著高的風(fēng)溫，便可以采用熱風(fēng)爐，雖然其消耗也多，但在保持高風(fēng)溫的功效上有著獨樹一幟的作用。其有著頂燃式與蓄熱式兩種類型。蓄熱式可以使風(fēng)溫達(dá)到一千三百攝氏度的高溫，但缺點便是不能充分利用氣體，而頂燃式卻沒有這個缺點，在達(dá)到一千三百攝氏度的同時還能將氣體充分的利用。

2.4 爐身結(jié)瘤形成原因和解決方法

結(jié)瘤在高爐煉鐵時是很常見的，形成原因也是很簡單，便是爐內(nèi)的溫度不足導(dǎo)致的，而根據(jù)這個原因，就需要采取一些措施來進(jìn)行避免解決?？梢詫t內(nèi)的溫度進(jìn)行進(jìn)一步的提升，并且讓爐內(nèi)的氣體更加的穩(wěn)定，這樣不僅可以達(dá)到預(yù)防的作用，還能增加鋼鐵產(chǎn)量與質(zhì)量。并且，對于已經(jīng)形成的結(jié)瘤進(jìn)行炸瘤的處理。在當(dāng)材料面降低的時候，找到漏出的結(jié)瘤部分，采取一定數(shù)量的炸藥進(jìn)行處理，不僅可以讓結(jié)瘤得到解決，還能保持著溫度，保證高爐煉鐵的產(chǎn)量。

2.5 合理運用高爐噴吹廢塑料工藝

在實際的運用當(dāng)中，高爐煉鐵技術(shù)不僅要重視其煤粉的質(zhì)量，還要全面的分析塑粉顆粒在高爐噴射的質(zhì)量。所以，在同一種場景下，企業(yè)的工作人員需要合理分析出廢舊塑料顆粒的速度，并且，根據(jù)現(xiàn)實中的情況把塑粉與煤粉進(jìn)行預(yù)熱，降低煤粉在高溫區(qū)域的滯留時間，保證煤粉可以充分的燃燒。確保有效的融合，提高煤粉的燃燒效率，發(fā)展該技術(shù)的優(yōu)勢。

2.6 保證穩(wěn)定的生產(chǎn)

因下端流動、上端透氣在高爐煉鐵中有著明顯的優(yōu)點，將含鈦胡里奧和鈦加入高爐煉鐵爐內(nèi)，可以讓其煉鐵過程穩(wěn)定順利的完成。

3 高爐冶鐵煉鐵具體技藝的實現(xiàn)

3.1 焦炭燃燒

在高爐冶鐵的過程中，封口前的溫度通常保持在1800℃到1900℃，是爐內(nèi)溫度的臨界點，在爐體上升中溫度則會不斷下降。接著把焦炭送進(jìn)高爐本體當(dāng)中后，溫度變會持續(xù)的上升，一旦裝送的焦炭即將到爐缸風(fēng)口的時候，風(fēng)口中的熱空氣燃燒到形成二氧化碳并有大量熱量釋放。而且，在二氧化碳的持續(xù)升高時，由于缺乏氧氣以及輸送完成的焦炭的存在，會使最后形成的了少量的氫氣和一氧化碳，這也是后續(xù)的工藝中最主要的還原劑。

3.2 去硫工藝

在高爐中，硫元素會導(dǎo)致鋼鐵質(zhì)量的降低，而硫基本以硫化鐵的形式分布在溶劑、礦石、焦炭等爐料之中。因此，為了提高鋼鐵的質(zhì)量，去硫技藝是十分有必要的。需要將大量的石灰石導(dǎo)入爐料之中保證在高溫的環(huán)境下，氧化鈣與硫化鐵可以產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成不容于鐵但榮譽爐渣的硫化鈣，從而完成去硫的工藝。

4 改變企業(yè)高層的思想觀念

企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)往往會極度的追求利益，并不會在意高爐煉鐵過程產(chǎn)生的工業(yè)廢品成為污染環(huán)境的“元兇”。我們要做的便是在高爐煉鐵技術(shù)設(shè)備以及探索生產(chǎn)流程之上對企業(yè)家不合理追求利益的觀念上進(jìn)行改變，這將是一個艱難的挑戰(zhàn)。

5 總結(jié)

以上而言，隨著社會的進(jìn)步高爐煉鐵技術(shù)水平也隨之進(jìn)步。所以，為了確保鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟(jì)可以有效的提高，高爐冶煉技術(shù)必須被各大鋼鐵企業(yè)重視起來，確保為自身帶來更多的幫助，與此同時，企業(yè)也要利用其優(yōu)勢與作用，在運用中尋找問題，針對問題進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，進(jìn)而不斷的完善如今的冶煉技術(shù)，在保護(hù)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的道路上為企業(yè)贏得更高的利益，確保在國際鋼鐵行業(yè)競爭中取得自身的地位下，努力發(fā)展更多煉鐵工藝，為我國發(fā)展重工業(yè)的偉大進(jìn)程添磚加瓦。