高炉节能减排指标与冶炼强度分析

张敏强

摘 要：本文首先分析冶金强度高的负面影响，然后提出更加科学的高炉节能减排指标与冶金强度，为今后相关工作者提供参考借鉴依据。

关键词：高炉；节能减排；冶炼强度

在改革开放初期，我国对于钢铁的需求量非常大，导致许多钢铁制造厂将创新、发展重点着重于产量层面。时至今日，我国许多钢铁制造厂仍然保留该发展目标，形成强度较高的冶金形式，从而导致较大的能源消耗，大量的废气排放污染环境，从而阻碍社会的长期、稳定发展。当前我国对产能过剩的现状逐渐开始重视，此时节能减排便作为主要的发展、改革目标。

1 冶金强度的负面影响

冶金强度过剩会存在许多的负面影响，其中较为重要的主要为以下几项：

1）采用较高的冶炼强度实行生产，从而消耗较高的能源以及原材料，尤其是燃烧材料，从而促使我国目前所使用的燃料比其他国家要高出许多；

2）使用大家鼓风机的方式，认为强化鼓风机工作效率变能够显著优化高炉完成高产量，进而无视精料。为了实现高能生产，大多数企业的高炉装料形式层面上都将工作重点着重于输送料柱方面，进而无视材料的使用效率；

3）因为冶金强度是一个多年来都无法清晰划分的问题，所以导致大多数工作者在这一层面上投入过多的精力、物力、人力；

4）提升冶金强度只需要单一的提升风量，导致高炉粗放型生产；

5）由于“中等”、“合适”冶炼强度没有确定的取值标准，造成高炉三班操作不一致，引起炉况波动；

6）在中国炼铁发展史上，小高炉的冶炼强度高，容积利用系数也高。因此普遍认为小高炉的生产效率高，在一定程度上阻碍了高炉的大型化。一直到 21 世纪初有些厂还在新建小高炉；

7）高炉建设“大马拉小车”，资金积压浪费；

8）高炉内型设计不合理，出现过低身高炉、矮胖高炉，有效容积与炉缸面积的比值过低等。

2 新高炉节能减排指标与冶炼强度

笔者认为，这一问题将会直接决定高炉的优化观念，是一项必须完成的问题。评价高炉的强度必然需要保障数据采集的便捷性，运算的简便性。

2.1 使用炉腹煤气量指数的理由

这就是笔者推荐炉腹煤气量指数作为新指标的原因。相关研究显示，炉腹煤气量指数表示高炉强化程度比冶金强度更加科学。

因为使用炉腹煤气效率建立炉腹煤气量指数与面积使用系数及燃料比之间的关系，所以还能够借助炉腹煤气量指数解释冶炼强度与燃耗比这件的关系，最终呈现一种抛物线的曲线形式，从而提出“中等”、“适合”的冶金强度。

对此，在使用相同炉腹煤气量数值时，能够以降低燃烧比、提升炉顶压力或富氧实现提升系数的目的，从而拓宽高炉强化的范围

2.2 新指标更好解释冶金强度所无法解释的问题

从高炉的还原动力学、气体动力学以及热平衡与物料平衡角度分析，使用炉腹煤气量指数等指标能够充分的分析高炉强度对炉内的影响。这也就说明以炉腹煤气量指数作为全新的指标能够充分的解释炉内现象符合高炉冶炼的根本原理。

2.3 炉腹煤气量指数与高炉气体动力学

阻碍高炉强化的主要问题在于煤气与煤料两者的冲突，最显著的问题便是很难实现“中等”、“合适”的冶炼强度，这也就是控制炉内煤气流通速度最佳配比，用普遍气体动力学的知识便能够得以纤细的解释，流速较高的炉料下降形成的阻力会变低。

显然，“中等”、“合适”的冶金强度概念是符合实际需求的，通过炉腹煤气量指数便能够明确定义“中等”、“合适”。换而言之，炉腹煤气量指数符合高炉节能减排的指标要求。

2.4 从还原动力学观点解釋炉腹煤气量指数的可用性

笔者研究发现，炉腹煤气量指数与还原动力学有着直接的联系，除了原燃料的性能影响之外，煤气的利用率很大程度来源于煤气与炉料的接触时间。煤气的温度以及流通速度。过度的强化冶金必然会促使煤气流通速度过快并且促使炉料与煤气的接触时间过短，最终导致反应动力学的条件变差。

我国长期以来都是以高炉的强化作为主要目的，冶金的周期以及燃气在炉内的停留时间应非常短了，这也导致许多高炉中的燃料比与煤气利用率遭受影响。对此，提升煤气利用率与燃料比便有直接的联系。为了提升煤气利用率，便应当使用布料的方式强化炉料与煤气的接触时间、接触面积，从而实现借助炉腹煤气量指数促使高炉实现真正的节能减排。

3 结语

综上所述，自从我国改革开放以后，钢铁行业的客观条件也出现了加到的变化。高炉冶炼必然会面临全新的挑战，例如利润下降、节能减排要求更苛刻、低碳炼金等等，对此，就需要在未来的发展过程中，结合生产实践、社会需求不断创新冶金方式，不断优化冶金强度，改善高炉节能减排指标，为社会发展做出相应贡献。

参考文献：

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