高炉炼铁节能降耗及资源合理利用技术

　　摘要：随着当前节能减排等要求的提出，钢铁企业需要结合实际情况，采取积极有效的措施降低炼钢成本。对此，企业在实际生产过程中，不仅要注重对燃料的改变，同时还要不断提高炼钢水平以及对相关设备的优化。通过本文对高炉炼铁节能降耗及资源合理利用技术深入分析，企业在技术使用上，需注重多个方面的节能减排措施，包括铁焦技术、高炉喷吹生物质和木炭技术、等的技术优化。通过对这些技术的应用和优化，从而有效改善资源利用效率，不断提高企业竞争力。

　　关键词：高炉炼铁;节能降耗;资源利用

　　1能降耗及资源合理利用的需求分析

　　钢铁是中国现代化建设的基本原材料，也是主要的高耗能、高排放产品。中国钢铁生产主要工序能耗由高到低依次为高炉、炼焦、电炉、轧钢、烧结、其他以及转炉工序，主要工序能耗均逐年降低，可以看出未来节能降耗的主要潜力集中在炼焦和高炉两大环节，特别是高炉炼铁工序潜力最大。因此，研究低碳背景下高炉炼铁节能降耗及资源合理利用的技术路径具有重要意义。

　　2高炉炼铁节能降耗及资源合理利用技术

　　2.1提高高炉炼铁入炉料的质量

　　(1)入炉料坚持高质量原则。在多年的高炉炼铁的实际操作中证明了采用高炉入炉高质量的原料是企业炼铁节能的重要手段，要尽可能的实现对烧结矿、块状矿等多种入炉原料质量上的提高，通过对原料系统的中和步骤及在操作中稳定的生产等手段减少在高炉炼铁工艺中产生的有害产物，提高入炉燃料的质量。但是随着社会经济不断发展，国家对于钢铁的产量的需求也得到了很大的提高，所有的钢铁企业提高了高质量的铁矿粉的需求量，逐渐造成成分原料均匀的高品质的铁矿粉越来越少的现象，不仅我国的优质原料矿粉缺少供应，就连国外进口的优质矿粉资源都出现的下降趋势。在这种状况下需要不断完善炼铁原料的工艺管理，在实际中提高入炉原料的质量均匀稳定性。

　　(2)提高入炉焦炭的质量。对于钢铁企业中高炉炼铁工艺来说，焦炭是高炉内所有入炉原料的骨架，生产出的焦炭质量直接决定着高炉炼铁操作过程中入炉原料透气和透液性的作用是否发挥，直接决定着高炉炼铁的顺利进行。随着近几年来干法熄焦技术在钢铁企业高炉炼焦中的大力推广和使用，高炉炼铁中焦炭的强度等质量的指标都得到了提高。再加上我国炼焦资源的严重缺乏，进一步的推动了捣固炼焦技术在高炉炼铁工艺中的发展，从整体上提高了高炉炼铁中入炉焦炭的质量。

　　2.2铁焦技术

　　一般来说，铁焦技术在实际应用中是指使用价格较为低廉的非黏结煤等来作为生产的主要原燃料，以此进行煤矿的生产。而在实际中，需要相关人员按照要求，将其与铁矿粉进行适当的混合，并制作成块状。之后，再用连续式炉对其进行加热，并得到含三成铁和七成焦的铁焦。最后，在专业设备的深入加工下，可得到较好的炼铁效果。相关实验清楚的表明，该技术的使用不仅在一定程度上节省焦与主焦煤的使用，同时还充分体现出铁焦可提高生产反应速率。因而，相关企业在生产过程中，需要根据具体情况，合理应用铁焦技术。只有这样才能够更好的减少节能消耗现象的出现。

　　2.3高爐喷吹生物质和木炭技术

　　所谓的生物质指，动物、植物以及微生物等在新陈代谢的过程中所产生的有机物。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的多个工艺环节中，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，所具有的优势更多。具体来说，不仅能够对二氧化碳的含量进行有效控制，同时还在提高原料还原能力上起到重要的作用。

　　2.4高炉喷吹焦炉煤气

　　众所周知，氢气是焦炉煤气的重要成分，其中会含有一定的碳氧化合物，这就使得高炉炼所产生的能源满足清洁要求，同时还可作为还原剂。在实际应用中，不仅在一定程度上提高碳氢元素的利用率，同时还极大的降低企业对化石燃料的使用量。结合具体生产数据了解到，工厂对燃料的需求明显降低。由此可见，焦炉煤在炉中的作用十分明显，简单来说就是在调节炉内工作环境的同时，还更好的保障高炉生产的有效性。

　　2.5重视对二次能源的回收及利用

　　(1)企业中全面采用高炉炉顶煤气余压发电激素。近几年来，高炉炉顶余压发电技术已经成为公认的将二次能源进行回收的装置，已经成为钢铁企业高炉炼铁对能源的有效使用，实现了节能的目标，在目前的钢铁企业中已经得到了大量的推广和使用。采用高炉炉顶余压发电技术节省了高炉炼铁中使用的电力，而且这种装置对高炉炼铁发电中不会消耗燃料的使用，减少了燃料使用出现环境污染的现象，减少了企业的使用成本，提高了企业的经济利益。

　　(2)推广高炉煤气干法袋式除尘技术的使用。与湿法除尘技术相比，干法除尘技术得到的钢铁煤气的尘土量较少，同时还节约的水电的使用，已经在中小型企业中得到了广泛的使用。对于钢铁企业中使用的大型高炉设备来说，高炉内的压力大，温度在炼铁过程中也不够稳定等情况的发生，所以干法除尘技术在大型高炉中的使用很少。但是随着科学技术的发展，对干法除尘技术进行了完善，形成了高炉煤气干法袋式除尘技术，这种技术能避免在大型高炉中出现的问题，目前已经得到了广泛的使用。

　　2.6炼铁工序智能化

　　基于三维仿真设计技术，研究熔融还原、直接还原的冶金过程和“三传一反”现象，建立数学模型应用CFD数值模拟技术，解析气体运动、燃烧、传热、传质等传输过程，开发具有工程化应用可行性和可靠性的冶金装置和设备。在高温低氧热风炉、煤气干法除尘(TRT)、无料钟炉顶、炉前设备、炉渣处理及热能回收、高炉长寿、高炉高富氧大喷煤等多项技术领域开展三维仿真设计和CFD、FEM等仿真研究，建立数学模型和物理模型，研究高炉关键设备设计，开发设计软件，实现精准设计，完成炼铁数字化三维仿真工程设计、炼铁生产过程三维仿真分析计算等。

　　基于冶金流程集成理论和方法，建立数学模型，以非线性数学规划、动态甘特图等为研究方法，优化钢铁制造流程铁素物质流和能量流的运行，开发可靠适用的界面技术，提高钢铁厂运行效率和能源转换效率。建立仿真模型，研究铁水脱硫、脱磷、脱硅预处理过程的热力学和动力学机理，提高处理效率，降低资源和能源消耗;完成炼钢-精炼-连铸工艺的数字化三维仿真工程设计、炼钢生产过程三维仿真分析计算等。

　　结语：

　　综上所述，高炉炼铁是钢铁企业生产中的重要工序。为了确保生产派发符合节能标准，利用炼铁入炉料质量提升技术、铁焦技术、高炉喷吹生物质和木炭技术、高炉喷吹焦炉煤气技术，实现技术节能优化，重视对二次能源的回收及利用，提高资源利用效率，与此同时发展智能化工艺设计，生产出市场运作中所需的绿色建材产品，发挥其社会效益及环境效益。当前，人们还需继续加大节能减排及资源化处理综合利用的力度，还要不断研究、推广先进技术，拓展其应用范围，从而为我国钢铁企业的发展与进步做出重要贡献。

　　参考文献

　　[1]韩雪.冶金行业含铁固体废弃物资源化综合利用研究[J].中国资源综合利用，2018，36(11)：58-60.

　　[2]白少斐.以降低能耗为目标的高炉炼铁工序的优化[J].山东工业技术，2018(24)：3.

　　推荐阅读：《今日国土》(月刊)创刊于2002年，是经中华人民共和国新闻出版署和科技部批准，由中国科学技术协会主管，中国国土经济学研究会主办。

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