我国炼铁技术现状及对焦炭质量的要求分析

摘 要：近年来，随着经济和科技的发展，重工业也获得迅速的发展，各种大型的生产设备也陆续投入到生产中，而高炉是主要设备之一。高炉对焦炭质量提出越来越高的要求。主焦煤的严重紧缺，在很大程度上阻碍了我国高炉大型化的发展进程。我国通过推广应用干熄焦技术、捣鼓炼焦技术等等，以便于改善我国主焦煤紧缺的现状，而且满足高炉的实际需求。

关键词：炼铁技术;焦炭质量;现状;要求

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.011

1 我国炼铁工业的发展现状

近年来，我国炼铁工艺发展速度是非常快的，全国范围内每年铁产量从3.43亿吨上升到5.43亿吨，增长幅度达到58.18%。在这几年里，我国炼铁生产技术也获得迅速的发展。2010年的1月到10月全国生铁产量是4.96亿吨，同比2009年增长8.27%，预计2010 生铁总产量能够达到6亿吨。我国重点钢铁企业高炉技术经济指标如表1所示。

（1）重点钢铁企业高炉焦比不断减少。通常，焦炭粉末超过规定的标准会造成高炉炉料透气性能变得更差，压差越来越高，风量不断减少。因此，在喷射媒粉的时候，必须要严格控制其用量。并且随着焦炭粉末越来越多，也很有可能被高炉煤气带到高炉外面，导致其除尘灰中含碳量越来越多，这样也就使得焦炭的高炉使用期限缩减，焦比上升;焦炭容易分化，会使得高炉缸内焦炭粒度逐渐变小，甚至会有更多的粉末，这会导致高炉缸是不活跃的，直接造成高炉鼓的风吹不会透过炉缸中心，还会导致高炉缸内灰尘易于堆积;很多小型和中型的高炉使用的焦炭量远远超出m10。如果出现高炉休风的情况，就难以使风量立即回复，进而发生延长炉况处理时间的现象。[1]也曾经发生过某个小高炉全部使用土焦炼铁。在高炉休风结束后，就会发生不能吹进风的现象。就是因为焦炭粉化后，缸内每个焦炭之间才不会有足够的孔隙。

（2）重点钢铁企业喷比得到大幅度提升。优化炼铁系统结构的主要环节是提升高炉喷煤比，这也是全球炼铁技术发展的主流趋势。高炉喷吹煤粉是减少炼铁成本、节省焦炭的主要策略之一，而且能够优化钢铁工业能源结构，使得全国主焦煤资源紧缺的矛盾得到高效及解决。尽量以采用喷煤为主，而不是过多的采用焦炭，这样就能够少建立焦炉，以便于不仅减少生产运行费用以及炼铁系统的投资成本，并且减少焦炉生产过程中对环境产生的污染程度，还可以大幅度的提高钢铁企业的核心市场竞争力以及劳动生产率。

（3）重点钢铁企业热风温度不断提升。重点钢铁企业高炉热风温度的是逐年提升，而且增长幅度很大，促使炼铁焦比的日益下降。[2]热风温度在950摄氏度到1050摄氏度之间的时候，温度升高100摄氏度，可以减少炼铁焦比15kg/t左右;热风温暖度在1050摄氏度到1150摄氏度之间的时候，温度升高到100摄氏度，能够减少炼铁焦比10kg/t左右。减少焦比的最佳方式是严格控制高风温度。

热风温度所释放出的热量全部都是利用43%的高炉煤气燃烧完成转化的，而且大多数钢铁企业都包括缸体。所以热风属于廉价炼铁资源的一种，需要进行充分的利用。高炉炼铁必备的热量有74%均来自于焦炭燃烧与煤粉，有18%来自于热风的提供，约有2%是来自于炉料化学热的提供。因此，炼铁工作人员必须要重视高风温能够降低焦比的功能。

2 高炉炼铁对焦炭质量的基本要求

（1）焦炭对高炉炼铁的主要作用。其一，炉料的骨架作用。主要包括提升炉料透气性、为炉内料柱提供强大的支持。其二，提供冶炼所需要的能量。能够放热燃烧，占炼铁总热量的37%。其三，对刚开始生成的铁完成渗碳，生铁中含碳量控制在2.1%到5.0%之间。其四，填充高炉缸作用。使得高炉缸内变得活跃，提升高炉缸的空间系数，使高炉可以在休风结束后立即恢复正常的炉况。

（2）焦炭在高炉内产生变化。从进入高炉到达到高炉缸，焦炭受到内部因素和外部因素的影响，必须要经受各种机械力学作用，比如：磨损、碰撞以及挤压等等，还要经受化学作用，比如：渣铁溶蚀等等。这些作用导致的结果，使得高炉内部的焦炭发生改变。焦炭平均粒度变得更小、强度、气孔不断增大，提高反应性。碱金属会直接破坏焦炭，接近高炉墙的外围焦炭质量变化程度远远大于高炉里面变化程度，主要原因在于其与高炉里面温度、煤气流的分布存在紧密联系。

焦炭从进炉到高炉缸，平均粒度要降低约30%。在上部和中部粒度变化较小，位于软溶带的焦炭很有可能出现强烈的反应，粒度变化是非常大的。焦炭质量对自身的变化起到十分重要的作用。《高炉炼铁工艺设计规范》对高炉焦炭质量的要求如表2所示。

3 结语

总而言之，我国大多数炼铁企业都受到国家管控，随着改革開放的不断发展，炼铁技术上也产生较大的进步，尤其是联合企业的自有焦化工程，采取捣鼓炼焦技术，能够大大的提升焦炭质量，可以减少高炉焦比25kg/t左右。很多炼铁企业提出，将捣鼓炼焦的焦煤配比不能超出53%。同时，也有部分炼铁企业高炉配捣固焦是相对较少的，具有显著的成效。

参考文献：

[1]王戬.高炉冶炼炼铁技术工艺及应用研究[J].黑龙江冶金，2016，

36（01）：17-19.

[2]李维国.中国炼铁技术的发展和当前值得探讨的技术问题[J].宝钢技术，2014（02）：1-17.

作者简介：徐铮（1990-），男，江苏连云港人，本科，助理工程师，研究方向：炼铁。