中国高炉炼铁技术的进展

陈诚

摘 要：随着全球化的推进，经济形势、能源和资源的变化，我国高炉炼铁技术得到了极大的发展，在稳定操作、技术、高炉大型化以及高炉节能减排方面都有了一定的突破和进展。本文围绕中国高炉炼铁技术的进展这一主题展开讨论。

关键词：高炉；炼铁；技术进展

进入21世纪，世界环境和钢铁工业就发生了变化，我国逐渐增加的生铁产能，钢铁工业中炼铁成为了对资源和能源消耗最大的部门。当前，冶铁原料不断下降的质量和价格上涨的能源和资源，使得世界环境中二氧化碳排放问题越来越需要有效的措施进行解决。目前我国的高炉炼铁技术已经出现了一定的进展。

1 炼铁过程中将能源和资源充分利用

在生产钢铁的过程中，炼铁系统具有70%左右的能源消耗和资源消耗，在炼铁过程中最迫切的任务就是对二氧化碳的排放量进行削减。近年来，在高炉生产理念上我国已经发生了很大的变化，以往我国的重心放在高产上，如今高效才是生产的核心理念，高效即在设备利用、能源利用、资源利用上都做到高效。在此基础上，许多厂的高炉都在喷吹塑料、喷吹煤粉，对还原效率和热效率进行提高，对焦比、燃料比进行降低，对于热量最大程度上进行回收，从而使得二氧化碳的排放得到控制降低。

1.1 在低燃料比基础上对高炉操作进行强化

以往落后的高炉计量设备，会使得原本称量燃烧掉的焦炭数量，使得每天出现每立方米高炉容积燃烧的焦炭量-冶炼强度。冶炼强度只能对高炉燃烧焦炭的能力进行代表，这种能力与煤气发生的能力相当。为了使得高铁操作强化，就需要促进煤气发生量增长，使用疏松料柱的方式，在这种情况下，就会降低炉内煤气的利用率，使得燃料比上升，出现越来越差的强化效果，难以促进高炉利用系数的提高。

大范围运用富氧鼓风、高压操作技术，完备的高炉计测仪表，目前已经对炉腹煤气量进行精确的计算，并通过此对高炉操作进行控制。在对高炉冶炼进行强化的过程应该将其分为两个部分，其一就是采用方法将炉腹煤气效率进行提高，将炉内煤气的化学能和热能充分利用。其二就是对炉腹煤气量进行适当的提高，其控制可以通过最大炉腹煤气量指数来实现。通过这种方式，不仅能够使得燃料比保持较低的指数，还能对利用系数进行提高。

1.2 研究高炉操作界限

将能源、资源进行充分利用能够保证高炉运行的顺利稳定。高炉具有十分复杂的构造，在其失常状态下，处理起来十分麻烦，即使由经验丰富的操作专家进行处理也只能按照其表象进行，这对控制水平的提高来说具有非常不好的影响。在强化高炉界限的研究目标中，会削减10.5%的二氧化碳，降低450kg/t的燃料比。出渣、出铁不顺，液泛、崩料、悬料阻碍着低燃料比操作的实现。在研究过程中，要将其机理发生以及其原因进行明确。

目前越来越大型化的高炉，会增加下料的不稳定因素，提高了崩料、悬料的频率和可能性，为了对生产的稳定进行保障，需要深入研究高炉下料行为。炉缸中心死料堆和风口前循环区内焦炭供应的漏斗流区域对高炉下部具有很大的影响。为了实现生产的稳定，就需要对高炉下部死料堆的透液性和透气性进行保障。研究下料异常和界限强化现象，主要为以下几个方面：第一，熔体、煤气不稳定传热和偏流机理以及死料堆结构的变化；第二，高炉稳定运行以及管道、崩料、悬料发生的原因；第三，煤气的液泛、流态化以及界限流量现象。

如今科学化的高炉强化观念，必然会精细化高炉操作制度和高炉操作方针。在研究后可以看出，炉腹煤气量指数具有一定的界限，所以需要在低燃料比情况下，对冶炼高铁的渠道进行强化。

2 高炉节能降耗装备进展

2.1 节能降耗设备

第一，高风温热风炉。对热风拱顶温度进行提高是将更高的风温提供给高炉的前提。在缺乏高热值煤气的情况下，为了使得燃烧温度提高，需要使用助燃空气和预热煤气的方法。对顶燃式热风炉的燃烧器进行开发，能够缩小风温和拱顶温度之间的差异。对送风时间进行缩短，从而使得风温和拱顶温度之间的差异缩小。在利用效率上对热风炉进行提高，从而促进风温的提高。

第二，燃料利用范围能够通过喷吹煤粉进行拓宽，使得宝贵的焦煤能够节约使用，目前需要对煤焦置换比进行提高，通过提高的措施能够使得喷煤的利用效率得到提高。

第三，炉顶煤气余压发电和干式煤气除尘。干式煤气除尘能够使得余压发电装置提高，提高后大约为35%的发电量。我国在全干式除尘上已经取得了很大的成就和进步。国产中也出现了炉顶煤气发电和干式煤气除尘装置。目前需要对预防发电装置和管道受到的煤气结露的腐蚀问题进行解决，目前我国对于4000m3以上的大型高炉还在进行研究和探索。

2.2 大型化高炉

大型化能够促进能源、资源消耗降低，使得排放减少。在大型高炉建设上我国的装备水平较为先进，并且已经实现了国产化。脱湿鼓风、高温热风炉、水渣粒化装置、煤气干式除尘技术、自动化系统、无料钟炉顶、富氧鼓风、炉前机械化、喷煤装置、炉顶煤气余压发电装置、铜冷却壁等装备是其采用的一些主要的装备技术。

自动化的实现不仅能够使得劳动强度降低，还能使得高炉具有稳定的操作，定量化高炉操作参数。这是高炉技术从粗放型到精细化和集约型的转变必然经历的道路。

3 结语

在未来很长时间内，炼铁生产的主流設备都将是高炉，高炉的主要发展方向为减排、降耗、节能以及大型化。本文就中国高炉炼铁技术的进展进行了探讨，首先需要在炼铁过程中将能源和资源充分利用，在这一方面进行了分析，主要通过低燃料比基础上对高炉操作进行强化，以及研究高炉操作界限的方式进行。其次在高炉节能降耗装备进展方面进行分析，具体从节能降耗设备和大型化高炉两个点进行研究。通过对中国高炉炼铁技术进展的分析，可以对高炉今后的发展趋势进行预测。

参考文献

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