关于炼铁高炉技术的点滴思考

崔德辉

摘要：现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产率高，能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95%以上。

关键词：炼铁；高炉技术；思考

高炉作为主要的炼铁设备，也是我国目前炼铁的主要方式之一。其具有一次性产出生铁量大，生产效率高，生产成本低，设备使用寿命较长等优点，一般的高炉都可以使用10年以上。虽然伴随着科学技术的进一步发展，出现了直接还原、熔融技术还原等冶炼的新技术，但是在冶金行业中高炉炼铁的主导地位依然没有发生改变。目前，高炉炼铁技术也在逐渐的完善，推动高炉大型化、自动化和高效化的发展。

一、钢铁厂高炉生产现状

现代钢铁企业中的高炉正朝着大型化和自动化的方向发展，据不完全统计，目前全球已有十几座大于5000立方米容积的高炉在生产。在我国，也已有大于4000立方米的高爐投入了生产，可以达到日产生铁数万吨，不过其消耗的原材料也是巨大的，每日需消耗铁矿石3万吨，煤炭等燃料6千吨左右。每天的原料、燃料和产品输出可以达到上万吨，此外还有水电等能源的大量消耗，由此可见高炉炼铁的生产规模是非常大的。另一方面，高炉操作系统也引进了先进的自动化系统，运用计算机、网络技术、一些精密的控制仪器等组成了一套完整的高炉自动化控制系统，这也是我国高炉以后主要的研究发展方向。

二、高炉的组成

一般一个完整的高炉由炉壳、炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸、炉底、炉基、炉衬、炉喉护板组成，下面主要介绍一下高炉各组成部分的主要用途。

（一）炉壳，指的是高炉最外边的一层，它的功能是稳固高炉砌，保护炉体不至于外漏。炉顶荷载和热应力以及内部煤气压力都是由炉壳承载的。同时高炉炼铁中容易产生崩料、坐料等其他气体的爆炸，这时候就需要发挥炉壳的抵抗作用了，因此高炉炉壳对强度的要求也比较高。

（二）炉身，高炉铁矿石主要是在炉身这一区域进行间接还原的。造型类似圆锥台，从上到下逐渐变大，以防止炉料预热后体积发生膨胀形成料拱，同时还可以减小炉料下降的阻力。

高炉炼铁中煤气流的分布和炉料下降都会受到炉身角大小的影响。

（三）炉喉，高炉本体最上面的部分就是炉喉。型似圆筒，炼铁原料都是从炉喉加进去的，煤气也是从炉喉排出去的。它的两大功能就是控制调节炉料以及煤气上部分的分布。

（四）炉喉护板，其指的就是炉喉的保护板。炉喉长期在恶劣的环境下工作，受到炉料的撞击和煤气流的冲刷，为了防止炉喉发生变形而影响高炉的生产，一般在炉喉位置设置几块保护板，保护板一般是由钢砖来充当。

（五）炉腰，高炉直径最大的地方，它连接着炉身和炉腹。高炉炉腰容易形成一些炉渣，会弱化炉料的透气性，所以通常会通过扩大炉腰的直径来减小煤气流的阻力，但是扩大的比例一定要与高炉其他部分相匹配，比值最大可以取到上限。炉腰的高度对高炉冶炼基本没有太大的影响，变动的范围也比较小。

（六）炉腹，呈倒锥台型，是高炉融化和造渣的主要区域。为了适应高炉炼铁的过程中炉料体积会逐渐变小的特征，炉腹的直径也是从上到下逐渐变小的趋势，形成一定的炉腹角。炉腹的功能主要是确保原料在合适的位置燃烧，使得气流分布均匀。

（七）炉缸，用于燃料燃烧、渣铁反应、贮存以及排放气体，型似筒形。由于炉缸部位包含了出铁口、风口和渣口，因此它承受的物理和化学反应也最为激烈。从而导致了炉缸很容易受侵蚀以及高温而损坏。因此，炉缸对高炉煤气的初始分布、热制度、产出生铁质量和品相的影响都非常大。

（八）炉底，位于高炉的最下面。炉底承受着炉料、炉渣以及铁水的静压力的同时还受到。2000～4500℃的高温、机械、化学侵蚀，侵蚀程度对高炉的使用寿命具有决定性的影响。只有将砌体表面温度降低到它所接触的渣铁凝固温度，并且表面生成铁壳，才能阻止炉底进一步被侵蚀。目前一些大中型的高炉的炉底是全碳砖和高铝砖综合炉底，使得高炉的散热能力。同时也可以利用水冷或风冷来降低炉底的温度。

三、提高高炉炼铁技术的相关措施

高炉在我国的发展历史不算很长，为了提高高炉的利用系数，专业人员应该利用先进技术提高精料水平。同时还可以通过强化对高炉管理，改进操作方法等有效的手段攻克高炉炼铁的弱势环节。目前高炉炼铁的技术已经有了较为显著的提升，下面就来介绍一下提升高炉技术的主要措施。

（一）坚持精料原则，调整配矿结构

首先要强化对燃料的管理，熟料率尽可能的在85%以上，从而优化炉内的操作环境。其次，还要强化对烧结矿和焦炭重要参数的跟踪管理，重视原燃料的刷选分类，选择合适的高炉操作参数。合理的使用进口矿石，提高原料的入炉品位，从而提高炉渣的脱硫能力，减少渣量。

（二）合理利用高风温，保证充沛的炉缸温度

通过提高操作人员的技术水平，使得新型热风炉的能力得到充分的发挥。同时在操作高温风时尽量保持稳定，以提高炉况的稳定性。此外还可以通过加重边缘、调整布料矩改善煤气的利用，使得炉况更加稳定，进一步提高了冶炼的强度。

（三）协调生产组织，加强设备管理

在高炉炼铁的过程中，应该把控好大局，以炉内为中心，以炉前为重点，对各个岗位的职责进行明确的划分，同时各岗位要严格的贯彻和落实高炉炼铁的各项生产标准。例如在高炉炼铁结束后，要及时排放渣铁，有效缓解高炉憋风现象，保证高炉能高效稳定运行。还要及时维护炉前设备，对设备进行日常检查，严格落实定修包产制度，保证炉前设备的正常运行，保证较低的高炉休风率和慢风率。

随着科技的进步，相信在不久的将来高炉炼铁技术会得到进一步的完善和提升，高炉也主要朝着自动化、安全化、环保化这三个方向发展。除了提高高炉炼铁的技术水平以外，还要尽可能的降低能源消耗，减小对环境的污染，要把节能减排放到冶金企业发展的首要位置。