高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝及應(yīng)用研究

劉海亮，張永升

（河鋼集團(tuán)承鋼公司煉鐵事業(yè)部，河北 承德 067000）

高爐煉鐵技術(shù)在運(yùn)用中相對(duì)比較復(fù)雜，為了確保在煉鐵過程中能有較高的質(zhì)量和產(chǎn)出量，就需要保證每一個(gè)環(huán)節(jié)都能夠按照標(biāo)準(zhǔn)來完成。但是在這一過程中，它對(duì)環(huán)境的污染和消耗等方面都有一定的影響。從其優(yōu)點(diǎn)來看，該技術(shù)對(duì)我國(guó)的鋼鐵行業(yè)有很大的幫助，所以說，就需要對(duì)其技術(shù)工藝有一定的研究，確保高爐冶煉煉鐵技術(shù)能夠更好的服務(wù)于鋼鐵行業(yè)。

1 簡(jiǎn)單分析高爐冶鐵煉鐵技術(shù)

1.1 高爐結(jié)構(gòu)介紹

高爐煉鐵所運(yùn)用到的設(shè)備就是高爐，它的設(shè)計(jì)也十分有技巧，即高爐的外形是圓柱形的，它不僅有出風(fēng)口，還有排氣口和煉鐵的出口。其煉鐵的過程重要就是從上端有原料的入口，然后在經(jīng)過制作后從下端排出鐵。由于冶煉鐵需要極高的溫度，而高爐正符合這樣的特性，即耐高溫性、耐火性。除此以外，在進(jìn)行冶煉時(shí)，還需要輔助其他的設(shè)備進(jìn)行鋼鐵的制作。高爐主要是利用耐高溫、耐火的材料制成的，其形狀為豎立的圓筒形。采用高爐冶煉主要是在高爐中將鐵礦石進(jìn)行融化，并借助還原劑將鐵離子還原為生鐵，并從雜質(zhì)中分離出來。在冶煉的過程中將會(huì)產(chǎn)生大量的碎渣，碎渣從下端的出渣口出來。

1.2 簡(jiǎn)單了解高爐煉鐵的工藝流程

要想真正地了解高爐冶鐵的技術(shù)，還需要對(duì)其的工藝流程也有一定的了解。它主要是由四部分來完成的，首先是對(duì)高爐進(jìn)行上料，其次是裝料，接著進(jìn)行高爐的通風(fēng)，最后就是對(duì)排出的煤氣進(jìn)行一定的凈化工作。有些鋼鐵企業(yè)在進(jìn)行高爐冶煉時(shí)，只注重鋼鐵的煉出，卻忽略了煤氣的凈化工作。為了讓企業(yè)能盡可能多地得到收益，就需要更多鋼鐵的冶煉。但是煤氣的凈化工作在一定程度上也會(huì)有一定的花銷，所以有些企業(yè)便省略了這一道工序。然而這道工序是必不可少的，它對(duì)空氣的保護(hù)有很大的作用。這幾道工序主要的過程如下：在進(jìn)行上料時(shí)，由于高爐的大小有別，所以在進(jìn)行上料前要了解高爐容量的大小，并且調(diào)整好投放原料的分量。這樣一方面能保證工程質(zhì)量能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，另一方面，它可以節(jié)省原料的使用，盡可能地節(jié)約成本。在第二步裝料工序時(shí)，它實(shí)際上就是將原材料地比例分配好，然后進(jìn)行原材料的安裝。它的目的就是將原材料充分的利用起來，更好的冶煉鋼鐵。在進(jìn)行送風(fēng)時(shí)，它實(shí)際的作用就是在進(jìn)行冶煉時(shí)提供氧氣，確保冶煉鐵順利進(jìn)行。其主要的原理就是：讓熱風(fēng)機(jī)對(duì)空氣進(jìn)行一定的加熱，讓它在高溫下進(jìn)行冶煉。而最后一步其實(shí)是最重要的一步，它對(duì)環(huán)境有很大的保護(hù)作用。因?yàn)樵谶@個(gè)過程中會(huì)生成一些有害的物質(zhì)，對(duì)環(huán)境有一定的污染。所以說，對(duì)煤氣進(jìn)行一定凈化工作，避免對(duì)環(huán)境造成一定的污染。

圖1 高爐煉鐵技術(shù)流程圖

1.3 高爐煉鐵探究目標(biāo)

如今鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國(guó)比較重要的產(chǎn)業(yè)，雖然高爐冶煉煉鐵技術(shù)有很大的環(huán)境污染和高消耗的問題，但是它卻對(duì)我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)有著十分重要的作用，同時(shí)促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。所以說，今天在進(jìn)行高爐煉鐵工作時(shí)，不僅要確保工作的順利進(jìn)行，還需要保證不對(duì)環(huán)境造成極大的影響。如果能源消耗過多就會(huì)造成資源的短缺，環(huán)境的污染也會(huì)影響人們的正常生活，得不償失。因此，高爐煉鐵的新探究目標(biāo)就是依據(jù)這兩大問題展開的，確保鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)。

2 高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝的應(yīng)用研究

2.1 應(yīng)用熱壓含碳球團(tuán)

在進(jìn)行高爐煉鐵時(shí)對(duì)能源的消耗是比較大的，為了減少能源的消耗，就可以利用熱壓含碳球團(tuán)來進(jìn)行節(jié)能。它能對(duì)礦物等資源進(jìn)行多次利用,更好的讓資源利用起來。有相關(guān)數(shù)據(jù)表出，熱壓含碳球團(tuán)的含量當(dāng)達(dá)到31%時(shí)，就會(huì)使鋼鐵的產(chǎn)出量也隨之增加。除此以外，還能讓鋼鐵的殘?jiān)约澳茉吹南亩加幸欢ǔ潭鹊臏p少。

由此可見，熱壓含碳球團(tuán)在其煉鐵工序中有很大的作用。熱壓含碳球團(tuán)的形成主要由以下幾點(diǎn)：煤粉、粉礦在進(jìn)行預(yù)熱時(shí)，要確保溫度能達(dá)到要求，確保這些原料進(jìn)行預(yù)熱時(shí)能夠充分融合；除此以外就是讓其攪拌均勻，同時(shí)將溫度升高。最后，將熱壓塊進(jìn)行一定的處理從而制作成熱壓含碳球團(tuán)。

2.2 爐內(nèi)頂壓、含氧量的控制

在進(jìn)行鋼鐵冶煉過程時(shí)，由于溫度的緣故，高爐爐頂也就受到很大的壓力，要想讓冶煉出來的鋼鐵能夠保證高質(zhì)量，就需要確保爐內(nèi)頂壓得到一定的控制。由于高爐的爐頂有一定的壓力承受限度，我們可以在進(jìn)行煉鐵時(shí)，可以在限度內(nèi)盡可能增加一些壓力，這樣有利于鋼鐵的產(chǎn)出。除此以外，盡管壓力增加了，但是在一定程度上也對(duì)爐內(nèi)氣體的流動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的影響，這就導(dǎo)致在最后一道工序的凈化過程變得相對(duì)比較困難。而且在此過程中，煤氣和礦物質(zhì)進(jìn)行接觸時(shí)，時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)鐵的產(chǎn)量有很大的幫助。僅僅對(duì)爐頂?shù)膲毫M(jìn)行控制是不夠的，還需要對(duì)爐內(nèi)的氧氣含量進(jìn)行相應(yīng)的控制。在進(jìn)行冶煉時(shí)，如果氧氣不充分的話，就會(huì)導(dǎo)致鐵燃燒不充分而產(chǎn)生有害氣體，這就會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。所以說，盡可能保證氧氣的充足，在一定程度上也對(duì)產(chǎn)量的提升有很大的幫助。氧氣的含量要適中，過高過低都會(huì)對(duì)煉鐵帶來一定的影響。

2.3 保持高風(fēng)溫

高爐煉鐵中風(fēng)溫是很重要的一點(diǎn)，如果風(fēng)溫不夠高的話，就會(huì)影響能源的消耗?，F(xiàn)如今我國(guó)的高爐冶鐵所維持的風(fēng)溫大概在1000℃左右，有些能力較強(qiáng)的企業(yè)則可以升到1200℃。中國(guó)可以達(dá)到的最高溫度還是和其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有一定的距離，所以想要保持高風(fēng)溫，就可以采用熱風(fēng)爐來實(shí)現(xiàn)。它雖然消耗能量比較多，但是它在保持高風(fēng)溫上有獨(dú)特的作用。熱風(fēng)爐也有兩種類型，一個(gè)是頂燃式，另一個(gè)則是蓄熱式。前者的效果比后者效果更好，前者不僅能將氣體充分的利用，還能讓溫度升高至1300℃；后者則不能充分利用氣體，但溫度也可以保持到1300℃。

2.4 爐身結(jié)瘤的形成原因和解決方法

結(jié)瘤在高爐煉鐵時(shí)是很容易形成的，其形成的原因爐內(nèi)的溫度不夠高。所以說要想讓結(jié)瘤的現(xiàn)狀得到一定的改善，就需要對(duì)其采取一定的措施。根據(jù)形成的原因，我們可以將爐內(nèi)的溫度進(jìn)行一定的提升，讓爐內(nèi)的氣體更加穩(wěn)定，確保鋼鐵的產(chǎn)量和質(zhì)量。除此以外，還可以采用炸瘤的方式進(jìn)行處理。當(dāng)料面降低后，找到結(jié)瘤的地方，并且用一定量的炸藥進(jìn)行處理。這樣不僅可以讓結(jié)瘤的現(xiàn)狀得以解決，還能保證爐內(nèi)的溫度保持在一定范圍內(nèi)，這樣就能保證高爐煉鐵的產(chǎn)量。

3 結(jié)語

綜上所述，為了讓我國(guó)的鋼鐵行業(yè)更好的發(fā)展，要對(duì)高爐冶煉煉鐵技術(shù)的應(yīng)用做好相應(yīng)的研究，一方面讓鋼鐵的產(chǎn)出量增加，另一方面也盡可能減少能耗和降低環(huán)境污染。從此，更好的讓高爐冶煉煉鐵技術(shù)應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)。