高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝及運用的探討

王志 欒立賢 夏明

摘要：重工業(yè)作為我國經(jīng)濟增長的基礎(chǔ)支柱，對推動我國國民經(jīng)濟發(fā)展，提高我國國際地位具有重要作用。高爐冶煉煉鐵技術(shù)是重工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)技術(shù)之一，其科學(xué)運用對提升重工業(yè)生產(chǎn)效率具有重要意義。同時，近年來我國重工業(yè)的迅猛發(fā)展給環(huán)境造成了嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)，為減輕重工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的不良影響，必須對高爐冶煉煉鐵技術(shù)的工藝流程及運用進(jìn)行分析，結(jié)合實際生產(chǎn)情況，優(yōu)化技術(shù)工藝，在減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)的同時，發(fā)展我國重工業(yè)生產(chǎn)，推動經(jīng)濟的健康增長。基于此，本文首先簡要對高爐冶煉煉鐵技術(shù)的基本情況進(jìn)行介紹，隨后介紹了高爐冶煉煉鐵技術(shù)的實際運用，最后就高爐冶煉煉鐵技術(shù)的發(fā)展展開探討，以此供有關(guān)人士參考交流。

關(guān)鍵詞：高爐冶煉煉鐵技術(shù);工藝流程;運用;發(fā)展

引言：

近年來，我國重工業(yè)發(fā)展迅猛，成為了我國國民經(jīng)濟增長的重要推動力之一。高爐冶煉煉鐵技術(shù)作為鋼鐵工業(yè)的基本工藝技術(shù)之一，對鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要作用。隨著近年來經(jīng)濟市場對鋼鐵產(chǎn)品需求量的增加，行業(yè)對高爐冶煉煉鐵技術(shù)的工藝要求越來越高，高爐冶煉煉鐵技術(shù)的運用，必須在保證對環(huán)境友好的前提下，提升生產(chǎn)效率?；诖耍訌妼Ω郀t冶煉煉鐵技術(shù)的工藝和運用研究，探討該技術(shù)的發(fā)展之路十分必要。

一、高爐冶煉煉鐵技術(shù)的概述

（一）高爐概述

高爐冶煉煉鐵技術(shù)是以高爐為主要設(shè)備，實現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)目的的技術(shù)。高爐一般為圓筒形，具有出風(fēng)口、煉鐵進(jìn)出口、排氣口等多個開口[1]。在實際作業(yè)過程中，工作人員需要從高爐上端開口投入原材料，經(jīng)過一系列制作流程后，鋼鐵產(chǎn)品會從高爐下端口排出。由于冶煉過程中的溫度極高，所以高爐具有十分強大的耐火性，這也是高爐的主要特點之一。此外，作為高爐冶煉作業(yè)中的核心設(shè)備，高爐的運行狀態(tài)將直接決定冶煉作業(yè)是否安全、穩(wěn)定。因此，在實際作業(yè)開展前，工作人員都會對高爐進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，主要包括對燃燒器的檢查，以確保生產(chǎn)過程的安全。

（二）工藝流程簡述

基于高爐冶煉煉鐵技術(shù)的復(fù)雜性以及專業(yè)性特點，技術(shù)人員在運用該技術(shù)時必須嚴(yán)格按照流程和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，確保生產(chǎn)的安全。高爐冶煉煉鐵技術(shù)主要有四個流程，即上料、裝料、通風(fēng)和排出廢渣、凈化廢氣。技術(shù)人員必須嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作，才能夠保證生產(chǎn)活動的順利進(jìn)行。但是現(xiàn)階段我國大部分鋼鐵企業(yè)為節(jié)約生產(chǎn)成本，對廢氣廢渣的處理沒有給予足夠的重視，忽視了該流程的重要性，給自然環(huán)境造成了極大的負(fù)擔(dān)。為保證行業(yè)的健康發(fā)展，高爐冶煉作業(yè)必須嚴(yán)格按照流程及相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。

首先，在上料時，技術(shù)人員必須根據(jù)生產(chǎn)需求以及高爐的容量，適當(dāng)投放原材料，在確保冶煉質(zhì)量的同時，減少原料的浪費，提高鋼鐵生產(chǎn)給企業(yè)帶來的經(jīng)濟效益。其次，在裝料過程中，需要技術(shù)人員嚴(yán)格按照比例科學(xué)投放原料，確保原料能夠得到充分利用，提高生產(chǎn)效率。此外，在通風(fēng)環(huán)節(jié)，技術(shù)人員應(yīng)該確保為高爐內(nèi)冶煉作業(yè)的進(jìn)行提供足夠的氧氣，為原料的高溫冶煉提供條件。最后，在廢渣、廢棄的排出及處理方面，企業(yè)不能一味追求經(jīng)濟效益而忽視生態(tài)效益，需要對冶煉過程中產(chǎn)生的大量煤氣進(jìn)行處理，避免煤氣直接排放到空氣中給人或環(huán)境造成危害，同時也為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

二、高爐冶煉煉鐵技術(shù)的運用

（一）將熱壓含碳球團應(yīng)用于煉鐵過程中

高爐冶煉煉鐵技術(shù)的應(yīng)用需要大量的能源作為基礎(chǔ)，面對現(xiàn)階段我國能源短缺的情況，為確保鋼鐵冶煉的產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，必須充分利用熱壓含碳球團，實現(xiàn)對礦物資源的充分利用，提高高爐冶煉煉鐵的生產(chǎn)效率。根據(jù)相關(guān)實驗數(shù)據(jù)以及調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在應(yīng)用高爐冶煉煉鐵技術(shù)中，如果熱壓含碳球團的含量在30%以上，就能在原料數(shù)量相同的情況下，生產(chǎn)出更多的鋼鐵產(chǎn)品，同時減少廢鐵、廢渣的產(chǎn)生數(shù)量[2]。

熱壓含碳球團的制作主要有以下三個過程：首先需要根據(jù)生產(chǎn)需要，預(yù)熱煤粉和鐵等，為原料的充分融合提供基礎(chǔ);其次，需要充分?jǐn)嚢柙希m當(dāng)升高溫度;最后，處理熱壓塊，熱壓含碳球團就此生成。

（二）嚴(yán)格控制爐內(nèi)壓強和含氧量

在高爐煉鐵過程中，爐內(nèi)溫度會急劇升高，導(dǎo)致爐頂處于高壓狀態(tài)，為保證生產(chǎn)的順利、安全進(jìn)行，技術(shù)人員必須按照相關(guān)操作規(guī)范控制爐內(nèi)頂壓，將爐頂壓力控制在高爐的壓力允許范圍內(nèi)。與此同時，由于爐內(nèi)溫度及壓力的增加，高爐內(nèi)的氣壓也會發(fā)生變化，為確保作業(yè)過程中煤氣能與礦物質(zhì)充分接觸，提高鋼鐵的產(chǎn)出量，技術(shù)人員必須對爐內(nèi)的含氧量進(jìn)行嚴(yán)格控制。避免由于爐內(nèi)氧氣不足，原材料難以充分燃燒，導(dǎo)致的有害氣體的產(chǎn)生，同時降低生產(chǎn)中對廢氣的凈化難度，有效保護生態(tài)環(huán)境。

（三）確保風(fēng)溫符合煉鐵要求

風(fēng)溫是決定高爐煉鐵質(zhì)量和效率的關(guān)鍵因素，在高爐冶煉煉鐵技術(shù)的應(yīng)用過程中，如果風(fēng)溫不能達(dá)到生產(chǎn)要求，將會導(dǎo)致大量的能源浪費。根據(jù)相關(guān)資料的查閱可知，高爐煉鐵時的風(fēng)溫控制在1000℃到1200℃之間為宜[3]。為實現(xiàn)煉鐵過程中對風(fēng)溫的有效控制，需要合理利用熱風(fēng)爐。當(dāng)前我國鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)中常見的熱風(fēng)爐主要有頂燃式和蓄熱式兩種，其中頂燃式熱風(fēng)爐的氣體應(yīng)用率較高，在同等條件下，相比于蓄熱式熱風(fēng)爐更易達(dá)到最高溫度，生產(chǎn)效率也相對較高。

（四）燃燒焦炭

在高爐冶煉煉鐵技術(shù)的應(yīng)用過程中，高爐內(nèi)溫度需要維持在1800℃到1900℃之間，確保鐵能夠充分進(jìn)行氧化反應(yīng)。為達(dá)到溫度需求，技術(shù)人員需要不斷向爐內(nèi)投放焦炭，使焦炭在下落過程中不斷加熱，在風(fēng)口與熱風(fēng)充分接觸，燃燒產(chǎn)生大量熱量，使?fàn)t內(nèi)溫度得以提高。

三、高爐冶煉煉鐵技術(shù)的未來發(fā)展

（一）高爐大型化

隨著鋼鐵市場對產(chǎn)品需求量的不斷增加，高爐大型化成為了高爐冶煉煉鐵技術(shù)的一大發(fā)展趨勢。現(xiàn)階段我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的高爐大型化已經(jīng)有了一定進(jìn)步，高爐的設(shè)備水平不斷提升，為鋼鐵生產(chǎn)量的增加以及生產(chǎn)效率的提升奠定了基礎(chǔ)。

現(xiàn)階段我國的大型高爐裝備水平已經(jīng)有了很大提升，采用了銅冷卻壁、水渣?；b置等多種先進(jìn)裝備，標(biāo)志著高爐冶煉煉鐵技術(shù)的發(fā)展。在高爐的大型化過程中，需要技術(shù)人員對爐內(nèi)反應(yīng)進(jìn)行細(xì)致的研究，探索大型高爐煉鐵的最適裝料制度和送風(fēng)制度，有效提高冶煉效率，推動鋼鐵行業(yè)的發(fā)展。

（二）高爐煉鐵自動化

時代的發(fā)展要求高爐煉鐵的自動化發(fā)展。當(dāng)前我國的高爐煉鐵自動化也取得了一定進(jìn)展，企業(yè)對可視化高爐、生態(tài)高爐以及低成本高爐的研究和開發(fā)力度不斷加強[4]。可視化高爐是指利用數(shù)字成像技術(shù)，將爐內(nèi)情況可視化，實現(xiàn)對高爐煉鐵的有效控制。生態(tài)高爐是指通過不斷提高爐內(nèi)反應(yīng)強度，提高原料利用率，減少廢氣、廢渣的排出，實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的保護。低成本高爐是指利用科學(xué)的檢測以及配備自動化設(shè)備，降低高爐的建設(shè)成本，同時利用自動化控制系統(tǒng)，提高生產(chǎn)過程的自動化程度，實現(xiàn)對生產(chǎn)成本的有效控制，同時提高生產(chǎn)效率。

四、結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及社會生產(chǎn)力的不斷提高，高爐冶煉煉鐵技術(shù)必須發(fā)展才能保證符合時代發(fā)展需求。作為鋼鐵產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)活動中的基礎(chǔ)技術(shù)，高爐冶煉煉鐵技術(shù)的發(fā)展對推動鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及國民經(jīng)濟水平的提升具有重要意義。基于此，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該不斷加強對該技術(shù)工藝流程的研究，不斷提高鋼鐵生產(chǎn)效率，同時實現(xiàn)對資源、資金的節(jié)約以及對生態(tài)環(huán)境的保護，推動鋼鐵產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱明琦.關(guān)于高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝及應(yīng)用研究[J].冶金管理，2019，No.385（23）：5-6.

[2]朱仁良.關(guān)于未來煉鐵技術(shù)發(fā)展的探討[C]//2019年全國高爐煉鐵學(xué)術(shù)年會摘要集.2019.

[3]李偉.高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝及應(yīng)用分析[J].中國金屬通報，2020（3）：5-6.

[4]劉海亮，張永升.高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝及應(yīng)用研究[J].中國金屬通報，2019，No.1007（08）：47+49.