论高炉炼铁节能降耗及资源合理利用技术

高永

摘  要：随着社会的日益发展对于各行各业都提出了更高的要求，也带来了更多的挑战。钢铁企业面临不断缩小的利润空间，其发展形势较为严峻。要想在激烈的竞争之中站稳脚跟，相应企業应当在进行高炉炼铁时采取合理的节能降耗措施，并对原有的高炉炼铁技术进行优化，这样才能够有效拓宽自身的发展空间。本文就高炉炼铁节能降耗及资源合理利用相关技术的实际操作和优化策略展开了讨论，以期为钢铁行业的发展提供一些帮助。

关键词：高炉炼铁;节能降耗;资源合理利用

1 铁焦技术

铁焦技术最早出现于日本，发展至今其在实际应用中发挥了一定的作 用，但与此同时此项技术发展在目前并未十分成熟。此项技术主要是使用 微黏结霉或非黏结煤等价格更低的结煤作为原料，再生产煤矿资源，并且 这些结煤还可以与铁矿粉按照一定的比例混合，在其成为块状后进行干馏 处理，从而能够得到三七成比例的铁焦。最后还需要对其进行二次处理，然后才能得到较好的炼铁效果。据相关研究和实践表明，此项技术能够使 主焦煤和焦的使用量大幅减少，同时也说明了铁焦对于高炉炼铁过程中的 反应速率的提高有着十分重要的作用，另外，这也说明了在高炉炼铁中铁 焦含量即使达到百分之三十也不会对高炉炼铁质量产生较大的影响[1]。

2 高炉喷吹炼铁技术的具体操作方式

2.1  高炉喷吹生物质和木炭技术

生物质可以算得上是高炉炼铁领域内的一种新型能源，属于有机物的 一种。而对于这种有机物，主要应用于热解行为。其中，可在碳化温度 下，不断减少二氧化碳的排放量。相关学者在研究中发现，生物质与废塑 料多应用于高炉炼铁多个工艺环节中，在这些环节中，企业并不需要使用 过多的是人力、物力和财力。另外，生物质在实际应用中可代原来所使用 的还原剂，如煤粉等，进行高炉喷吹。将其与煤粉相比，所具有优势更 多。具体来说，不仅能够对二氧化碳含量进行有效控制，同时还在提高原 料还原能力上起到重要的作用。

2.2  高炉喷吹焦炉煤气

在高炉炼铁过程中，高炉喷吹焦炉燃气技术是低碳化技术典范，具有 很多优势。首先，焦炉燃气是比较环保的还原剂，其还原产物对环境危害 较小，在焦炉燃气喷吹过程中，燃气能够和颗粒煤炭充分燃烧，具有较高 的利用率。同时，喷吹焦炉燃气技术造高炉炼铁流程中工艺较为简单。在 向高炉中喷吹焦炉煤气后，能够使得高炉中上部温度下降，造成熔融区域 变窄，焦炉燃气中的氢气也氧化铁能够急速反应，促进能源利用率提高，  间接的降低了生产每吨钢铁所需要的成本。因此，高炉喷吹焦炉燃气技术 的应用不仅能够达到节能减排的目，还能够有效增加钢铁产出量，减少二 氧化碳的产出量。这是一种非常好的高炉炼铁技术。

2.3  高炉喷吹废塑料

在过去20年里，德国就已经展开了对高炉喷吹废塑料这一领域的技术 研究，随着研究的不断开展和用到具体生产工艺中，同时其研发出多种设 备用于高炉喷吹废塑料，还对这一施工技术进行了大幅度的完善。同样在 日本的相关行业也开展了大量的实验研究，最终得出研究结果表明，利用 废旧塑料所生产各种煤矿资源中，其可利用率达到了80%，远远超过预期 的水平。这种技术的优势在于能够利用废旧塑料来替换掉原有的材料，从 而确保了其成本和能源供应。

2.4  焦炉除尘灰综合喷吹

高炉中的除尘灰主要包含两种成分，首先是在炉前出铁时所造成的，  另外则是在炉顶主皮带料头部放料的过程中造成的。两种粉尘通过一定科 学比例进行配比，也是目前企业中最常用的除尘灰。同时此类粉尘还可以 再进行回收二次利用，进而达到节能减排的效果。一般来说此类粉尘的应 用既可以有效提升燃烧效果，还可以充分回收铁元素，进而有效提升最终 煤矿资源产量。同时加强对废料回收及利用可以有效减少成本的支出以及 对环境的污染，无需对废料进行处理而直接投入使用，进而也提升了整体 产量水平。但是由于此类粉尘的粒径较小，相对来说在该方面的技术应用 领域仍然不够成熟，对于除尘灰收集及过滤仍存在一定的技术欠缺。

3 优化高炉炼铁中的喷煤技术的策略

3.1  颗粒形式煤炭喷吹技术

法国、英国、美国这类发达国家在进行高炉炼铁时主要使用了喷吹粒

煤技术，且使用时间较长，工艺较为成熟，积累了大量经验。但这一技术 在我国并未得到充分的利用，纵观我国冶炼行业，只有莱钢在进行生产过 程之中才采取了这一项技术，且有着较为丰硕的成效，在生产过程中的煤 炭比能够达到每吨170公斤，由此能够看出这一技术具备一定优势。相比 于喷吹粉末性质煤炭技术，喷吹颗粒形式煤炭技术有着以下几个方面的优 点：①喷吹系统具备较高的安全性能。和粉末煤炭相比，颗粒煤炭在颗粒 直径方面有着较大的优势，其表面积远远小于粉末性质煤炭，这样一来就 会让进行高炉炼铁时产生爆炸及火灾这类安全事故的概率大幅度降低，有 效保障了其安全性。②能够大幅节省能源，降低能源损耗。在对颗粒煤进 行制造时，所需要设施设备在耗电量方面相对较低，与粉末煤制造所需设 施设备相比降低了75%的耗电量，且颗粒煤制造设备在烟气入磨方面也远 远大于粉末煤制造设备，这也就表明了干燥环境下煤气消耗有了较为明显 的减少。③对煤炭的种类要求不高，基本上不论何种性质的煤炭资源都能 够使用这一技术来完成高炉炼铁操作。④工艺较为简易，成本投入较低。  根据相关资料显示，在具备同等生产水平这一前提之下，对颗粒煤制造设 备所投入的成本支出较低，与粉末煤制造所需的设施设备成本支出相比降 低了75%，同时这项技术对相关工作人员要求并不高，经过几次简易的练 习便能够熟练进行操作[2]。

3.2  合理科学的配比煤炭种类

在进行高炉炼铁前，企业相关技术人员需要对煤炭种类以及比例实施 科学配比，获得最适宜的煤炭配比，这样不仅能够降低燃料成本，而且能 够有效扩大喷煤资源。在对不同种类的煤炭特点进行分析，在将其用科学 合理比例进行投放燃烧，能够产生高于原煤四分之一的热量，一些企业在 了解不同煤炭种类所具备的优点后，保证喷煤工艺不受干扰的基础之上，  为获取良好的节能效果，将性价比

较高、煤种优越褐煤添加至混合喷煤中，能够进一步降低高炉炼铁煤炭 损耗，在保障高炉炼铁质量的同时，还降低企业资金投入，将企业资金控制 在合理范畴内。   但不足是，褐煤虽价格较低，所含水分相对较高[3]。所以，  在高炉炼铁时应结合褐煤含水量以及高炉炼铁要求，对褐煤进行科学合理配 比，从而制定出最适合比例，降低资金投入，解决褐煤含水量问题。

3.3  提高燃烧效率

目前，高炉喷煤技术已经比较熟练，这时考虑如何提高煤粉的燃烧效 率就成为优化技术的又一重要突破口。就喷入煤粉之后而言，   煤粉在炉内 发生燃烧，    那么如何提升燃烧速度是目前要重点考虑的，加入助燃剂和 降低煤粉燃点都是比较好办法。其中，加入助燃剂已经处于研究之中的状 态，根据目前的实验结果表明，加入适当的助燃剂可以有效的缩短煤粉的 点燃时间，使煤粉的燃烧速率得到显著提高。

结束语

综上所述，为了能够在满足节能减排的前提下，让我国的钢铁事业得 到可持续的发展，降低生产成本是顺应发展的必然趋势。因此，各企业需 要对原料进行合理利用，在操作工艺上进行不断的优化，提高资源的利用 率，缓解原料短缺的压力，促进我国炼铁事业的发展。

参考文献：

[1]孙敏敏，宁晓钧， 张建良，等.炼铁系统节能减排技术的现状和发展[J].中国·冶金，2018，28（3）：1-8.

[2]刘炳俊.浅论高炉炼铁节能降耗及资源合理利用策略[J].科学技术创新，2020，（22）：188-189.

[3]韩成.试论高炉炼铁低碳化和智能化技术发展现状[J].冶金与材料，2020，40（2）：115-117.