浅析强化高炉冶炼的影响因素

浅析强化高炉冶炼的影响因素

边玉林

河北唐山市东海特钢集团公司

摘要：随着人们生活水平的不断提高，然而人们对高炉冶炼也越来越了解。因此，国家的迅速发展离不开经济的发展，经济的发展离不开重工业的进步，钢铁产业作为21世纪乃至以后发展的基石面对着重要的挑战。首先使钢铁产业良好发展的一个重要保证就是炼铁的技术，即高炉炼铁技术的不断优化变迁；另外，炼铁会对环境产生污染，因此低碳环保是目前高炉炼铁最主要的挑战。只有对高炉冶炼炼铁设备与技术不断的升级优化，不断发现问题和解决问题以及不断的完善炼铁方案，才能在符合国家节能减排的政策下，实现高炉炼铁的产量与质量，并在此基础上实现高炉炼铁技术的革新，满足市场对钢铁工艺的各项需求，推动我国重工业稳中求进发展。

关键词：强化；高炉冶炼；影响因素

引言

炼铁技术是维持钢铁工业发展的关键技术，高炉设备冶炼既是冶炼生产的形式，也是生产钢铁的重要保证，具有环境污染小、效益高的特征。现阶段部分企业一味追求利益，满足企业家追求利益方面的需求，导致效益无法提高难以实现共赢，工业发展难以实现可持续目标。因此如何改进冶炼炼铁技术，提高工业生产质量是当前人们研究的主要方面。炼铁行业是工业生产的主要行业，炼铁技术也是行业发展的技术之一，更是我国冶炼行业可持续发展的关键。

1高炉结构介绍

利用高炉炼铁可以使钢铁产出量得到进一步的提高，并且可以确保冶炼过程的安全和质量。高炉炼铁中常见的设备就是高炉，高炉外形结构多是圆柱形，通常会设有不同的冶炼出口、排气口和进风口。在进行冶炼时，首先要向高炉内输送铁原料，在高炉内部实施大量工艺加工，将炼制好的铁从冶炼出口排出。一般情况下，炼铁都是在高温环境下进行，因此，高炉内部始终保持较高的温度。在进行高炉冶炼的过程中，除了高炉，还需要使用到其他一些辅助设备，来完成炼铁操作。高炉当中的铁矿石在高火高温作用下，其分子结构受到破坏，再利用还原剂将铁提炼出来，最后进行铁分离。炼铁过程中会出现一定量的铁碎渣，这时需要将其从排出口将碎渣排出。

2高炉冶炼冶铁目前面临的影响问题

（一）低碳环保挑战。目前，钢铁行业的发展进入到瓶颈期，在技术方面的进步相对有限，而当下全世界范围内面临气候变化、环境恶化的问题，钢铁行业作为高排放、高耗能以及高污染行业，节能减排压力极大。高炉冶炼冶铁技术作为钢铁行业的关键性技术，目前各项能耗以及排放指标仍不太理想，如宝钢、太钢等大型钢铁企业在技术方面具有优势，其燃料指标已经达到国际一流水准，而一些中小型钢铁企业在技术层面处于劣势，因此在低碳环保方面绵连严峻挑战。（二）能源、资源竞争。目前，高炉冶炼冶铁技术采用的燃料主要是焦炭，但是国内优质焦炭资源相对稀缺，成为了制约高炉冶炼冶铁技术发展的关键性问题之一，这就导致国内的钢铁企业在能源、资源方面的竞争极为激烈。当下，随着大型回转窑球团技术的发展应用，使得超高碱度烧结矿石以及高比例酸性球团炉料的大规模使用成为可能，这在一定程度上缓解了钢铁企业能源、资源方面的竞争，距离低能耗、高产量的目标更近。（三）高炉冶炼冶铁技术的发展。高炉冶炼冶铁技术的主要目标是高产、优质、低耗以及长寿，但是这些目标之间存在相互矛盾，最为突出的就是高产与低耗之间。在高铁冶炼过程中，需要质量更高的贴水才能提升高炉冶炼的整体能效，满足高产、低耗的目标。就目前而言，钢铁企业要实现进一步发展，必须对高炉冶炼冶铁技术进行进一步研究，以在高产、优质、长寿的基础上实现低耗。

3高炉冶炼炼铁技术工艺的应用研究

3.1应用热压含碳球团

在进行高炉冶炼炼铁的过程中，所需的铁能源消耗相对较大，因此，需要尽量减少能源消耗，同时需要确保一定量的铁产出。在高炉冶炼的过程中，通过应用热压含碳球团能确保实现减少能源消耗，达到节能状态。热压含碳球团的应用，能够在高炉设备内部加强矿物质的化学反应，提高铁的产出量，实现最大限度的能源利用与产出。当热压含碳球团的含量到31%时，能够扩大铁含量的产出，在热压含碳球团的应用过程中，需要在高炉的设备内部进行预热，确保高炉设备的内部温度达到钢铁冶炼的要求。在预热的过程中，高炉设备内部的矿物质元素不断进行氧化还原，通过应用热压含碳球团对高炉设备中的矿粉进行预热搅拌，以最大限度实现矿物质能源的利用。

3.2控制炉内含氧量、顶压

高炉炉顶压力对于整个冶炼过程极为关键，理论上来说，在炉顶承压的范围内提高炉顶压力可以增加钢铁产出。对炉顶增压后，高炉内部气体流动性会明显降低，从排气口排出气体后不会因气体流动性过强导致气体净化系统的工作压力过大，并且可以使煤灰在高炉内和矿石充分反应。同时由于煤气停留在高炉内部的时间延长，煤气和矿物质相互接触的时间更长，有助于充分还原铁矿石中的铁元素，进而增加产出。在增加炉顶压力时，同时也需要适当控制高炉内部含氧量，确保高炉内部氧气充足，从而使燃料可以充分燃烧。这一方面可以显著降低冶炼过程中的气体排放，减低对大气环境的污染；一方面也能提升产出铁液的质量与产量。根据实验研究表明，在一定范围内，高炉内部氧气燃料比1%，即可使铁液产出增加5%。所以说合理控制高炉内部含氧量极为关键，建议将高炉内氧气燃料比控制在5%左右，不宜过高或者过低，否则都会影响铁液产出。

3.3风温控制

高炉炼铁中风温是重要的控制因素，风温不够高就会影响到能源，当前高炉冶炼所维持的风温大概为1000℃，部分能力比较强的企业风温可以上升到1200℃。国内最高温度与国外国家相比还存在一定差距，要想保持高风温就要使用热风炉来实现。热风炉消耗能量虽然多，但在保持风温方面有独特的作用，热风炉的实现也有两种类型，顶燃式与蓄热式，前者充分利用气体，也可以提高的温度，提升至1300℃；后者不能充分利用气体，但是温度可以提高到1300℃。

3.4增加炉顶压力和炉内氧含量的应用

炉顶压力增大的增大会使钢铁提产，同时高炉内会出现较小的气体流动，煤灰不会出现飞扬的情况，减少了煤灰与原料的反应，气体的停留时间加长，燃料与矿料的反应更加完全，从而有更多的铁被还原出来，也就是说运用合理的冶炼技术增加炉顶压力会提高高炉冶炼强度的，铁的氧化物被有效的还原，炼铁的产量也会随着原料的高度利用而提高。除此之外，高炉内的含氧量也要相应的增加，有研究表明，高富养喷煤会使炉内焦炭和冶炼参数发生变化，对焦比会显著降低，煤粉的燃烧率会大大提高，还可以提高风口理论燃烧温度，有效缓解热分解吸热，最重要的是氧气的含量足够高可以确保发生充分的燃烧，大程度的降低了污染物质的排放，符合节能减排的环保策略。

3.5炉身结瘤的形成原因和解决方法

在高炉冶炼的过程中，由于冶炼会产生大量的有害气体以及杂质，高炉的炉壁及炉身可能会产生结瘤，而导致结瘤出现的原因可能是由于炉内的温度不够高，多数钢铁在冶炼的过程中无法在氧气还原下形成生铁，在这种情况下就会在高炉的炉壁及炉身产生结瘤。因此，需要对炉壁及炉身的结瘤采用相应的控制措施。通常来讲，若在高炉设备的炉壁及炉身产生结瘤，就需要提高炉内的温度，确保炉内气体能够还原炉内的生铁，提高铁的产量及质量，在确保炉内温度受到控制后，可以在一定范围内实现提高冶炼的产量。

结语

高炉冶炼技术是钢铁工业的生产形式，也是现代重工业发展的关键技术。本文分为两个部分。一是精炼阐述高炉冶炼工艺；二是通过论述高炉冶炼工艺的使用，摒弃了传统的冶炼技术缺陷，提高原材料利用率来降低环境污染程度，为钢铁工业创造更多的经济效益、社会效益。

参考文献

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[2]朱明琦.关于高炉冶炼炼铁技术工艺及应用研究[J].冶金管理,2021(23):2-3.

[3]张二星.高炉冶炼炼铁技术工艺及应用研究[J].冶金与材料,2021,39(03):80-81.