探討高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝及應(yīng)用

黃樹東

摘 要：鋼鐵業(yè)作為我國的重工業(yè)，對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有直接的影響。高爐冶煉是鋼鐵的基本生產(chǎn)方法，但還是高污染、高損耗的過程。在環(huán)保有效生產(chǎn)政策的呼聲下，要達(dá)到高爐冶煉的可持續(xù)發(fā)展，有必要加大對實操經(jīng)驗的良好吸收，并將其應(yīng)用于熱壓含碳球團(tuán)、處理爐體結(jié)核、爐頂壓力管控等核心部分，加強(qiáng)高爐煉鐵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)鋼鐵工業(yè)升級轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：高爐冶煉;煉鐵技術(shù);技術(shù)與應(yīng)用

引言：煉鐵技術(shù)是維系鋼鐵工業(yè)的重要手段。這里面把高爐當(dāng)做設(shè)施的高爐煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)的關(guān)鍵組成部分。具備環(huán)境污染少的優(yōu)勢。現(xiàn)在，有些公司正在追求利潤的方向不斷前進(jìn)，對高爐煉鐵技術(shù)的深入探索不僅滿足了可持續(xù)發(fā)展的需求，而且達(dá)到了企業(yè)家追求利潤的愿望，這無疑是雙贏的。怎么深入提高高爐冶煉煉鐵技術(shù)，使其較好地用于工業(yè)生產(chǎn)，是可以讓我們思考和探索的。

1高爐煉鐵科技探究

1.1注入生物質(zhì)和木炭技術(shù)。生物質(zhì)是煉鐵過程中的一種新能源，指的是動植物和微生物代謝的有機(jī)物，可以通過熱解碳化來降低二氧化碳的排出。在高爐煉鐵經(jīng)過中使用生物質(zhì)和廢塑料可以降低人力和物力等資源的損耗。而且，在控制二氧化碳含量、減少高爐恒溫區(qū)溫度和加強(qiáng)原料還原能力等方面，可以代替高爐噴吹中的粉末還原劑。煤粉的特性優(yōu)勢可以相等。

1.2粒煤噴吹技術(shù)。高爐顆粒煤噴射技術(shù)在國外很多國家得到廣泛應(yīng)用。由于其不爆炸、節(jié)能、節(jié)省設(shè)施投資、減少生產(chǎn)成本的特點(diǎn)，已在高爐冶煉方面獲得了普遍的發(fā)展。

1.3鐵焦技術(shù)。鐵焦技術(shù)指的是礦山產(chǎn)出經(jīng)過中，把鐵礦粉和低價微粘性或非結(jié)塊煤等生物原料混合。在連續(xù)爐中加熱并干餾后，得到30%或70%的鐵焦，然后再使用有關(guān)設(shè)施和對應(yīng)的方法達(dá)到冶煉，冶煉效果可與原始工藝相當(dāng)。用鐵焦代替原物料，不光加強(qiáng)了反應(yīng)速度，而且節(jié)約了煤炭資源。特別是如果鐵焦炭含量大于30%，則可取得較好的熔煉結(jié)果。該項技術(shù)只在發(fā)達(dá)國家使用，并且依舊處在探索階段，還有更多的改進(jìn)空間。

1.4氧氣高爐的主要技術(shù)。第一是PSA科技。氣體吸附隔離技術(shù)的概念基本是基于氣體組分在固定材料上的差距吸附特性，這可以經(jīng)過周期性的壓力變化和氣體凈化分離來達(dá)到。技術(shù)是具有極高技術(shù)的相對完整的制氧技術(shù)。具有制氧工藝簡捷、設(shè)備投入少少、自動化程度高、實操維護(hù)簡單、節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)。伴隨節(jié)能減排技術(shù)的普及推廣，PSA技術(shù)的市場會不斷擴(kuò)大。第二種是CCS（技術(shù)，指的是捕獲的二氧化碳的存儲，以降低其對空氣的環(huán)境影響。存儲方式主要是存儲。地下存儲和海床存儲更為常見。他們指出將二氧化碳注入廢棄的煤田、油田或海層，比植物存儲的方法更容易實施。

2高爐冶煉煉鐵工藝流程

高爐冶煉生產(chǎn)的目標(biāo)是把鐵礦石分解成鐵水，這基本是爐體和其他輔助裝置達(dá)到布標(biāo)。最開始出現(xiàn)的還原反應(yīng)，然后通過使用還原劑將礦石中的鐵和有色金屬元素與氧元素化學(xué)分離。第二個是熔化和排渣過程，該過程將還原的金屬和脈石機(jī)械分離。最后，經(jīng)過溫度管控獲得化學(xué)成分，并經(jīng)過液體和鐵渣的相互作用獲得化學(xué)成分穩(wěn)固的鐵水。高爐煉鐵技術(shù)的工藝環(huán)節(jié)在下面：一是加料過程：原料的占比和高爐相匹配，就是原料的占比是按照高爐的體積來決定的，不同的高爐原料的比例也不同卷。第二個是裝料系統(tǒng)：為了保障高爐中的燃料完整燃燒，應(yīng)將配置比受控的原料均勻地分散在高爐中，還需密封高爐的頂部。第三是供氣系統(tǒng)：冷空氣在被熱風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)爐加熱后到達(dá)爐膛，帶來燃燒氧氣。第四是氣體凈化系統(tǒng)：排放沒有處理的燃燒氣體會污染環(huán)境;為此，有必要使用凈化器來處理清潔氣體。第五是噴吹燃料系統(tǒng)：將磨碎的煤均勻地噴入爐內(nèi)，可以保持爐內(nèi)的高溫，并保證鐵水穩(wěn)定合格。

3高爐煉鐵技術(shù)應(yīng)用研究

3.1應(yīng)用熱壓含碳顆粒。在高爐中冶煉鐵的經(jīng)過中，需要的鐵能耗較大。所以，有必要在確保一定量的鐵輸出的同時使能量消耗最小化。在高爐冶煉經(jīng)過中，熱壓含碳顆粒的應(yīng)用可以確保降低能耗，實現(xiàn)節(jié)能。熱壓碳球的應(yīng)用可以增強(qiáng)高爐設(shè)施中礦物的化學(xué)反應(yīng)，增加鐵的產(chǎn)量，并達(dá)到最大的能源運(yùn)用和產(chǎn)量。在熱壓的含碳粒料的所含比例達(dá)到31%時，鐵含量的輸出可以擴(kuò)大。在熱壓含碳顆粒的運(yùn)用經(jīng)過中，必須對高爐設(shè)備內(nèi)部實行預(yù)熱，以保證高爐設(shè)備的內(nèi)里溫度滿足煉鋼的要求。在預(yù)熱經(jīng)過中，高爐設(shè)備內(nèi)里的礦物元素持續(xù)被氧化和還原，高爐設(shè)備中的礦石粉經(jīng)過使用熱壓的含碳顆粒實行預(yù)熱和攪拌，以最高程度地利用礦物能量。

3.2控制爐內(nèi)的最高壓力和氧氣含量。如果要提升高爐鐵冶煉的總體水平并減少空氣污染，就必須使用盡可能少的原材料來提取大量的鋼材。在進(jìn)行特定操作時，第一必須保證將爐內(nèi)的最高壓力控制在一定程度，以防止因為高溫和高壓而造成爐內(nèi)最高壓力的控制損失。會影響高爐煉鐵過程。所以，在控制高爐爐頂壓力的經(jīng)過中，第一必須保證爐頂最大壓力在可控制程度內(nèi)。在冶煉經(jīng)過中，對高爐內(nèi)部施加一定的壓力，不光有利于鋼的生產(chǎn)，而且還可以防止?fàn)t頂壓力過大而引起冶煉操作無法被控制。另外，在增壓過程中，還必須保證高爐設(shè)備內(nèi)部氣體的有序流動，以免影響最終的氣體凈化工作。其中，高爐煤氣和礦物質(zhì)粉末的熔化和接觸時間越久，冶煉產(chǎn)量就越大。在此過程中，只控制高爐冶煉的最高壓力是相對不足的。還必須控制爐中的氧氣和氣體流量。所以，在發(fā)展高爐冶煉操作期間，如果冶煉設(shè)備中的氧氣不夠，則也許不能用氧氣還原高爐中的大量生鐵，從而降低鐵含量。鐵燃燒不夠還會造成大量有毒氣體，這將影響后續(xù)的氣體凈化工作，并降低冶煉工作的效益及品質(zhì)。

3.3爐體結(jié)節(jié)的緣由及處理方式。高爐冶煉經(jīng)過中，因為冶煉會產(chǎn)出較多有害氣體和雜質(zhì)，高爐壁和爐身也許會造成結(jié)瘤的形成，而造成結(jié)瘤的緣由極有可能是爐內(nèi)溫度還不夠高。在熔煉過程中，在氧氣還原下不能生成生鐵。在這樣的狀況下，高爐壁和爐身上會出現(xiàn)結(jié)瘤。所以，對于爐壁和爐體的結(jié)瘤必須采取對應(yīng)的管控策略。一般而言，如果在高爐設(shè)備的爐壁和爐身上出現(xiàn)結(jié)瘤，則一定要提升爐內(nèi)溫度，以保證爐內(nèi)氣體可以減少爐內(nèi)的生鐵，從而加大鐵的產(chǎn)出量和質(zhì)量，并保證爐內(nèi)溫度被管控后，能夠在一定程度內(nèi)加強(qiáng)熔煉產(chǎn)量。

3.4維持較高的風(fēng)溫

高爐煉鐵中的風(fēng)溫非常重要。倘若風(fēng)溫還偏低，將會加大能源消耗。 我國能夠達(dá)到的最高溫度仍然與別的發(fā)達(dá)國家保持一定差距，因此，如果要維持較高的溫度，能夠使用熱風(fēng)爐來達(dá)到。 盡管它消耗更多的能量，但在維持高風(fēng)溫方面具有特殊的用處。 熱風(fēng)爐也包含兩種種類，一種是最高燃燒型，另一種是蓄熱型。前一種的成果要好于后者。 前者不光可以完整運(yùn)用氣體，還可以提高溫度。 后者無法完整運(yùn)用氣體，但也可以保持溫度。

結(jié)束語：

高爐煉鐵工藝的改進(jìn)避免了高污染、高消耗，給煉鋼工業(yè)的現(xiàn)代成長帶來一定程度現(xiàn)實含義。高爐煉鐵的工藝步驟基本包括還原反應(yīng)、熔渣處理、鐵水和渣的分離等。還包含滲碳，除塵等詳細(xì)過程。

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