高炉炼铁节能降耗及资源合理利用探究

刘登峰

（酒钢集团宏兴股份公司炼铁厂，甘肃 嘉峪关 735100）

日益激烈的市场竞争背景下，导致钢铁企业面临了利润空间不断缩小的局面，其发展形势也逐渐严峻。该情况下，要想保障自身的稳定发展，相关企业就应当合理利用技术，通过产品结构的优化、耗能的降低，以便将相关标准及要求最大程度满足，兼并节能降耗及资源合理利用。

1 铁焦技术的定义

铁焦技术这一生产技术，一般情况下表示的是以廉价非黏结煤作为主要燃料。现实生活实际中，该技术要求相关人员在混合铁矿粉时严格依据相关要求及比例进行，在完成了块状的制备后，于连续式炉中加热后获取铁焦，比例为3：7。随后，依托专业设备进行再加工，能够有效提升炼铁效果。结合多项实验结果得知，该技术可将使用的焦和主焦煤数量减少一定程度，同时也可获取更高的生产反应速率。所以，相关生成企业在铁焦技术的使用中，应当密切结合自身实际情况。通过该技术的运用，即可将能源消耗有效减少，同时也能保障反应质量与速率。

2 高炉喷吹炼铁技术的操作方式

2.1 高炉喷吹生物质和木炭技术

生物质可谓是高炉炼铁领域中的一种全新有机物能源，各类生命体的成长历程中，如动、植物及微生物等，通过新陈代谢即可产生该能源。根据众多研究成果得知，于热解行为基础上，该能源在二氧化碳排放量方面可发挥一定的控制效果。碳化温度是该方式达成目的的主要依据，所以具有一定的节能环保作用[1]。我国目前在高炉炼铁中时常采用此类能源，通过该能源的运用，能使高炉炼铁过程中产生的成本得到有效降低。所以，该方式备受该行业企业的喜爱。生物质能源拥有传统能源不具备的一系列有点，如原料还原能力的提升、二氧化碳生成的控制等。

2.2 高炉喷吹焦炉煤气

焦炉煤气是我国高炉炼铁技术中占据极大比例的能源之一，焦炉煤气主要是由氢气及个别碳氢化合物等物质组成。此类燃料中，氢气可谓是最为重要的成分。焦炉煤气能使高炉能源清洁度得到显著提升，同时该煤气能够发挥一定的还原性作用。而焦炉煤气除开能使碳氢元素利用率提升之外，也能发挥显著的化石燃料使用量控制效果，十分符合节能减排理念。结合大量实验成果得知，将该能源使用于高炉炼铁之中，能对炉内的工作环境予以有效调节，同时在燃料使用量的减少方面也能发挥显著的效果。

2.3 焦炉除尘灰综合喷吹

高炉除尘灰主要由炉前出铁时和炉顶主皮带料头部放料过程产生，以一定比例为依据将这两种粉尘混合之后，即可将相关企业经常使用的高炉除尘灰获得。而若是回收此类粉尘之后再加以利用，有利于节能减排。该粉尘可发挥助燃的效果，同时对于原本浪费的铁元素也可实现一定的回收，通过控制添加量，还可实现更高的生产产量[2]。此外，通过回收废料并进行二次利用，可使整个环节的成本有效减少，同时还能将产量提高。但是，由于此类粉尘颗粒相当细小的缘故，要想将其有效收集，按照我国现有的技术情况来看，有一定的难度存在。

2.4 高炉喷吹废塑料

关于高炉喷吹废塑料技术的研究，德国早在20世纪90年代末期便开始了研究，而在德国深入推进的研究工作下，不但成功研制了各类施工设备，同时也在一定程度上完善了该技术。近年来，有关此方面的研究实验数量十分多，收获了十分显著的成果。多数废旧塑料所生产的能源中，不可被利用的仅有约20%，剩余高达80%的部分皆可充分进行利用。高炉炼铁技术中，废旧塑料能够完美的取代原本的材料，因此通过废旧塑料的运用，能够为其能源供应提供保障。

3 高炉喷吹炼铁技术的具体优化方法

3.1 高炉粒煤喷吹技术

关于高炉粒煤喷吹技术的应用来看，美国、英国及法国等早已涉足该领域，相对于粉煤而言，喷吹粒煤技术有点主要包含下述几点：其一，具有安全且可靠的制粉喷吹系统。粒煤的颗粒远比粉煤更大，且单位体积表面积更小，所以爆炸、起火等危险事故的发生率十分低，在安全性方面更为显著；其二，能源节省。制备粒煤仅需要消耗制备粉煤电耗的约25%，同时制备粒煤时烟气入磨温度400℃，相对于制备粉煤时的烟气入磨温度而言远远超出，所以干燥器用量小，也不会消耗太多煤气；其三，每种适应范围极广。粒煤喷吹依据原则来看，适用于任何媒。结合煤的获取途径及喷吹技术等因素，企业可合理进行喷吹煤的选择；其四，制粉工艺简便，无需太大投资。制粉系统生产能力为100t/h时，粒煤制粉设备仅达到粉煤投资的约30%，有关制粉系统设备的投资方面，能够显著节省；其五，经济效益显著。结合莱钢生产实际情况中有关喷吹粒煤与粉煤经济对比数据得知，喷吹粒煤运行费用与喷吹粉煤相比，实现了9.8元/t的减少。结合大量实践得知，该技术具有极高的推广价值，喷吹粉煤企业可以适当放宽煤粉粒度的控制力度，以便将生产成本更大限度减少。

3.2 合理配煤

我国高炉炼铁生产技术中，合理进行煤炭燃料的配置，可在为其生产质量提供保障的基础上，将资金方面的小号最大限度减少，同时还能帮助相关人员对各类煤炭的特点深入了解，从而调整出针对性更优异的燃料比例，高炉性能因此能够符合相应要求。为了达成进一步减少能源消耗的目的，企业在煤炭选择方面应当予以高度重视。要想保证质量，并以一定范围合理控制投入资金，就必须选择包含褐煤在内的具有优越性价比的煤种。之所以如此，是因为褐煤煤化度低、挥发分高、化学反应强、含氧高，在无烟煤中添加褐煤之后，能发挥显著的助燃效果，进而提高喷吹粉煤燃烧率[3]。同时，关于高炉喷吹用煤工艺要求而言，因灰熔点较高、可磨性较好等，褐煤能将其有效满足。除开正面因素之外，褐煤的添加也有负面因素存在，例如因水分大、发热量低的缘故，配入量存在不足。在利弊综合之后，倘若能将灰分低且稳定的褐煤资源找到，即可常用于配煤之中，因具有价格低廉的优势，故而降本增效的作用十分显著。对此，相关人员在具体应用期间，需要结合具体的需求，合理进行煤炭比例的配比，以便企业在资金投入方面能够减少，并最大限度降低含水量过高问题的影响。

3.3 提高煤粉燃烧效率

现下，高炉喷煤工艺的发展相当成熟，通过控制对喷煤比构成影响的原料条件、操作水平、设备状况等基础性因素，使其基本保持稳定，通过风口回旋区煤粉的快速燃烧，可获取更高的煤比，同时也能达成更佳的高炉冶炼条件。就煤粉燃烧来看，喷入高炉内的煤粉需要在尽可能短的时间内完成燃烧，通过煤粉着火点温度的降低、燃烧速率及效率的提升，都能将煤粉燃烧尽快完成。于煤粉中适当渗入助燃催化剂之后，可获取更低的煤粉着火点温度，这样一来即可得到更显著的燃烧速度、效率。高炉喷煤领域中，国内外皆涉及了采用助燃催化剂强化煤粉燃烧的试验，例如氮气气氛和空气气流中煤粉的热分解特性及助燃催化剂添加的影响，结合相关试验成果得知，处于燃烧条件下的煤粉挥发分的析出量远比氮气气氛下的产率更高，煤粉在燃烧中，固定碳的燃烧与挥发分的析出燃烧并存。不难发现，对高炉喷吹煤粉燃烧中助燃剂催化剂改善燃烧效率的研究，并研发适应于高炉喷吹的粉煤助燃催化剂，意义十分显著。

4 结语

当前正面临着化石能源不断缩减的情况，使得我国钢铁市场遭遇了极为严峻的挑战，存在显著的产能过剩。深入推行的节能减排理念要求背景下，进一步突出了降低炼钢成本的必要性与重要性，是当前企业在发展历程中必不可缺的关键性阶段，这也就要求企业在将燃料改变的同时也要重视炼钢水平的改善、设备的优化，通过自身或其他企业中废弃材料的再次利用，促使企业现状得以改善并将资金投入减少的目的达成，如此一来即可实现资源利用效率的提升，帮助企业获取更强的竞争力，为自身的健康、稳定及可持续发展奠定基础。