高爐生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制研究

歐陽剛

【摘 要】高爐冶煉作為當(dāng)前冶鐵行業(yè)生產(chǎn)的重要手段，在大型化高爐生產(chǎn)的發(fā)展過程中，提高了相應(yīng)的生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)能耗，在實(shí)際冶煉行業(yè)中的地位越來越突出。本文首先探討了高爐冶煉的整體工藝過程，再之淺析了當(dāng)前影響高爐生產(chǎn)過程質(zhì)量的相關(guān)因素，最后對(duì)高爐生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)提出了相關(guān)的方案和建議。

【關(guān)鍵詞】高爐冶煉；質(zhì)量控制；生產(chǎn)過程

0 引言

隨著我國(guó)的冶煉工業(yè)的不斷發(fā)展以及鋼鐵生產(chǎn)量顯著增加，高爐冶煉技術(shù)也在實(shí)踐中得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。當(dāng)前高爐生產(chǎn)講究更多的是綠色減排、高效低能。我國(guó)鋼鐵冶煉行業(yè)在國(guó)家相關(guān)部門的支持指導(dǎo)下，積極推進(jìn)清潔生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在創(chuàng)新中不斷提高生產(chǎn)效率，高爐生產(chǎn)也逐步實(shí)現(xiàn)了大型化生產(chǎn)。其實(shí)施來源于國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及改善環(huán)境的需求。而小高爐到大高爐的發(fā)展演變過程中也帶來了相關(guān)工藝控制和質(zhì)量把控的完善與升級(jí)。本文借鑒有關(guān)的質(zhì)量控制理論并針對(duì)實(shí)際工作中高爐冶煉過程的質(zhì)量現(xiàn)狀，從相關(guān)的生產(chǎn)工藝、材料以及人機(jī)環(huán)對(duì)高爐生產(chǎn)過程的質(zhì)量進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討和分析，為相關(guān)研究提供一種參考。

1 高爐冶煉的過程

高爐冶煉在鋼鐵冶煉中，主要實(shí)質(zhì)作用是將鐵從鐵礦石中將鐵還原出來。相比其他還原方法（如直接還原、熔融還原）高爐冶煉經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)都較好，工業(yè)過程也相對(duì)簡(jiǎn)單，并且在生產(chǎn)效率以及能耗控制方面更加顯著。正因?yàn)槿绱?，高爐生產(chǎn)成為當(dāng)前世界冶煉鋼鐵的主要手段。其通過將焦炭、溶劑以及主體鐵礦石按照一定的工業(yè)配比從爐頂進(jìn)行分批送入。在冶煉過程中，可以使?fàn)t喉料面保持一定的高度，并且內(nèi)部形成交替分層的煉料結(jié)構(gòu)。也正因?yàn)檫@種便捷而高效的生產(chǎn)方式，高爐冶煉可以大規(guī)模生產(chǎn)，并且在實(shí)際工作中技術(shù)和工藝越來越精湛。

傳統(tǒng)的高爐冶煉材料主要有焦炭、熔劑以及礦石。通常高爐生產(chǎn)是連續(xù)進(jìn)行的。生產(chǎn)時(shí)，在爐頂加入的上述3種材料的同時(shí)可以在高爐下風(fēng)口吹入相應(yīng)的熱風(fēng)，并且噴入燃料（如天然氣、煤氣等）。在高溫的冶煉下，燃料中生成的一氧化碳可以將礦石中的氧元素奪取出來，得到鐵元素，剩下的材料也形成相應(yīng)的爐渣排放出來。

傳統(tǒng)的高爐生產(chǎn)工藝主要有主體系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。主要生產(chǎn)設(shè)備有高爐本體、上料模塊、送風(fēng)模塊、燃料模塊以及廢渣處理。高爐本體作為高爐生產(chǎn)的主要設(shè)備是前期建設(shè)的重點(diǎn)和核心。而高爐冶煉的主要過程是爐料與燃料通過空氣逆流運(yùn)動(dòng)形成的一系列物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)。

高爐冶煉主要是利用礦石在低能耗的前提下，對(duì)爐料進(jìn)行控制以及燃料的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，高效地進(jìn)行鐵還原以及造渣和傳熱，最終得到化學(xué)和物理成分較為穩(wěn)定的固體金屬鐵。

2 高爐冶煉的質(zhì)量影響因素

當(dāng)前高爐生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)是大型化生產(chǎn)，而這個(gè)過程中面臨更多的問題和挑戰(zhàn)需要對(duì)相應(yīng)的影響元素加以控制和研究，這也是高爐煉鐵質(zhì)量控制的關(guān)鍵所在。本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)影響高爐冶煉的質(zhì)量因素進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討和分析。

2.1 冶煉原料對(duì)高爐生產(chǎn)的質(zhì)量影響

冶煉原料是高爐生產(chǎn)質(zhì)量的基本影響。大型高爐化生產(chǎn)原料必須要求是精料，也就是要求高爐冶煉的渣比必須更低，冶煉金屬的性能必須更高，而對(duì)于燃料焦炭更是要求有優(yōu)良的熱態(tài)性能。而當(dāng)前我國(guó)礦石資源的結(jié)構(gòu)造成了我國(guó)鐵礦石資源分布不均、資源緊缺。因此在生產(chǎn)過程，焦炭質(zhì)量主要考慮灰分以及硫含量。而對(duì)于礦石則在選擇上可以按照一定的比例進(jìn)行搭配冶煉，充分考慮塊礦、燒結(jié)礦等的搭配比例。再之，在冶煉原料的影響中，原料的跟蹤管理以及挑選運(yùn)輸是冶煉原料質(zhì)量控制的主要內(nèi)容。

2.2 工藝對(duì)高爐生產(chǎn)的質(zhì)量影響

工藝是影響高爐生產(chǎn)的重要因素。高爐生產(chǎn)由于后續(xù)發(fā)展的大型化使得其能源利用率高，質(zhì)量也相對(duì)提高。而這也反過來要求高爐生產(chǎn)的工藝必須更高，否則高爐生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)則會(huì)失去。大型高爐生產(chǎn)必須擁有相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，特別在高爐生產(chǎn)的組織管理以及系統(tǒng)管理上，必須以高爐生產(chǎn)為中心，在生產(chǎn)過程中的應(yīng)急與保障，包括異常生產(chǎn)的預(yù)防、高效生產(chǎn)及保障和高爐生產(chǎn)的其他相關(guān)養(yǎng)護(hù)。

2.3 人機(jī)環(huán)對(duì)高爐生產(chǎn)的質(zhì)量影響

此處的人機(jī)環(huán)主要指的是參與生產(chǎn)的組織人員以及操作人員、機(jī)器設(shè)備、環(huán)境三大主要因素。

人員對(duì)高爐生產(chǎn)的主要影響在于：首先，技能水平低。由于當(dāng)前冶煉生產(chǎn)行業(yè)的工資薪酬待遇問題，導(dǎo)致相應(yīng)的人才流動(dòng)較快，直接參與生產(chǎn)的人員的技能水平經(jīng)驗(yàn)不足、冶煉操作技術(shù)也較低，這對(duì)高爐生產(chǎn)的質(zhì)量影響頗為嚴(yán)重；其次，質(zhì)量生產(chǎn)的觀念不強(qiáng)。由于上述的影響，領(lǐng)導(dǎo)干部對(duì)于質(zhì)量控制的意識(shí)也不夠強(qiáng)，在生產(chǎn)利潤(rùn)以及競(jìng)爭(zhēng)壓力的作用下，質(zhì)量生產(chǎn)觀念對(duì)高爐生產(chǎn)的質(zhì)量影響也越來越突出；最后，在人員的后續(xù)培訓(xùn)上也略顯不足。由于大多數(shù)高爐生產(chǎn)企業(yè)在體制管理和結(jié)構(gòu)設(shè)置上無法完全科學(xué)合理化，行業(yè)企業(yè)全面成熟發(fā)展還尚需時(shí)日，這導(dǎo)致高爐生產(chǎn)的培訓(xùn)工作并無法完美執(zhí)行，對(duì)高爐生產(chǎn)質(zhì)量的影響更是深遠(yuǎn)。

設(shè)備對(duì)高爐生產(chǎn)的質(zhì)量影響則主要再與爐體的質(zhì)量。爐體主要包含爐喉、爐體、爐腹、爐腰以及爐缸。以爐身為例，要求在預(yù)熱和預(yù)還原的前提下爐料和其摩擦力要盡可能少，爐身高度也要適當(dāng)。其他影響由于篇幅所限此處不再贅述。

環(huán)境對(duì)高爐生產(chǎn)的質(zhì)量影響在于爐溫控制。爐溫主要指的是爐體中的鐵水以及爐渣的溫度，可以通過相關(guān)的檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)進(jìn)行控制。高爐生產(chǎn)中的預(yù)測(cè)控制當(dāng)然首先必須建立起相應(yīng)的預(yù)測(cè)模型，并且把握相關(guān)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)冶煉整個(gè)過程的環(huán)境進(jìn)行控制。

3 高爐冶煉的質(zhì)量控制探討

作為一種連續(xù)性的作業(yè)流程，高爐生產(chǎn)的質(zhì)量控制比一般的工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量控制要求要高。高爐生產(chǎn)質(zhì)量控制的目的在于監(jiān)視整個(gè)高爐冶煉過程中不合格生產(chǎn)的根本。而冶煉產(chǎn)品的質(zhì)量形成過程是一個(gè)多環(huán)節(jié)相扣，如要控制必須預(yù)防為主的過程。此處簡(jiǎn)單分析研究高爐冶煉的質(zhì)量控制方案：

一是，對(duì)影響因素人必須強(qiáng)化綜合管理，包括生產(chǎn)的觀念以及質(zhì)量控制意志的把控。其次，按照生產(chǎn)的系統(tǒng)工程原理進(jìn)行有效的科學(xué)論證和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，有效針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)控制；再次，以人為本調(diào)動(dòng)相關(guān)人員的工作積極性以及熱情；最后，構(gòu)建能夠長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的培訓(xùn)體系，加強(qiáng)人員素質(zhì)的培養(yǎng)。

二是，控制原料質(zhì)量。原料質(zhì)量在于改善入爐的燃料質(zhì)量，特別是焦炭質(zhì)量的控制。焦炭質(zhì)量在煤比增加后，焦炭在爐內(nèi)的時(shí)間影響顯得更加突出。再之，必須結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)工藝技術(shù)，提高燒結(jié)礦的質(zhì)量并保持其穩(wěn)定性。對(duì)原料的篩選必須更加嚴(yán)格，減少爐料的粉末成分，并及時(shí)把握燃料的變化情況，控制其為冶煉提供更好的支持。

三是，改善高爐的炮泥質(zhì)量以及入爐鼓風(fēng)的質(zhì)量。

四是，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新力度適當(dāng)引入新型設(shè)備，并優(yōu)化相應(yīng)的冶煉工藝。

4 結(jié)束語

高爐生產(chǎn)大型化是建立在材料、工藝以及人機(jī)環(huán)等多種因素的合理安排和控制上。高爐生產(chǎn)是一項(xiàng)復(fù)雜而環(huán)環(huán)相扣的生產(chǎn)過程，控制其質(zhì)量并保證產(chǎn)品的穩(wěn)定和達(dá)標(biāo)更是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。本文從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合相關(guān)的質(zhì)量控制理論對(duì)高爐生產(chǎn)過程的工藝流程進(jìn)行淺析，進(jìn)一步探討了影響高爐生產(chǎn)大型化質(zhì)量的相關(guān)因素，并借此從材料因素、人機(jī)環(huán)等多個(gè)方面對(duì)高爐生產(chǎn)的質(zhì)量控制提出一些見解和分析，為相關(guān)研究拋磚引玉。

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[責(zé)任編輯：王楠]