高炉冶炼炼铁技术工艺及应用研究

张二星

（河钢宣钢炼铁厂，河北 张家口 075100）

对钢铁工业而言，能确保其良好发展的一个重要的技术就是炼铁技术，而使用高炉作为设备的高炉炼铁作为钢铁生产的关键性环节，对环境不会产生较大的污染，当前，企业对利润均进行了过度的追求，而对高炉冶炼炼铁技术的进一步探究，和该行业的可持续发展要求相符合，另外，也使企业家们对利润追求的心理得以充分的满足，最终可以实现共赢。而怎样能够与时俱进的对高炉冶炼炼铁技术进行改革创新，并对其进行良好的应用，成为了当前需要急需解决的一个问题。

1 高炉冶铁炼铁技术

1.1 高炉结构

高炉是高炉炼铁必须的设备，高炉是一个竖立的圆柱形，上面设置了进料口以及出煤气的出风口，下面设有排铁和空气的出口，耐火与耐高温材料组合而成了高炉，在应用高炉炼铁时，需要使用其他的冶炼钢的辅助设备实施钢铁的生产。

1.2 高炉炼铁具体工艺流程

从上料到完成高炉炼铁共应用上料、装料、通风、煤气净化此四道工艺。而在对数企业中，主要都是对前三步进行重视，因为前三部是为企业家们创造实实在在利润的关键环节，对于煤气净化而言，不但不能为企业带来可观的收益，相反，企业将承担相当大的支出。具体步骤为：利用热风机将空气送进热风炉中，然后经过加热后再使其进入高炉内。而第四步的煤气净化对环境保护来说意义重大，然而企业在实际的生产中，通常为了降低成本，很少去重视此步，而早高炉炼铁中会有大量的有毒气体产生，只有通过了第四步对尾气的进化，才可以有效排除，只有这样，才能最大程度使环境污染降低。

1.3 高炉炼铁探究目标

对钢铁生产而言，高炉炼铁依旧是一个主要的生产方式，而在非高炉炼铁中，怎样有效的使其能够降低环境污染，就成为了当下高炉冶炼炼铁技术新的探究目标。而若在高炉炼铁过程中可实现有效控制排放，并将能耗消耗降低到最小，那么，相信在未来能够真正实现高炉炼铁的可持续发展。

2 高炉冶铁炼铁具体技术工艺的实现

2.1 焦炭燃烧

通常，在高炉炼铁过程中，风口前面的温度高达约1800～1900℃，此温度为炉内温度最高值，在炉体上升中温度将会持续下降。通过装料系统将焦炭送进高炉本体中，在下落中温度将会持续上升，一旦焦炭快要抵达炉缸风口时，遇风口中的热空气燃烧到足以形成二氧化碳并有大量热量释放。并且二氧化碳在持续升高中，由于缺乏氧气以及焦炭的大量存在，会持续发生发应并最后生成氢气、一氧化碳。所以，焦炭最终燃烧生成了少量的氢气和一氧化碳，这也是铁氧化物和其他非铁元素在后续工艺中的主要还原剂。

2.2 铁氧化物、非铁元素的还原

硫化铁、四氧化生铁、三氧化二铁等是高炉内主要的铁氧化物。如下是实际的还原、分解工序：3Fe2O3→2Fe3O4→6FeO→6Fe，其矿料中除了有铁元素外，还有非铁元素，如磷、硅、锰等，而还原这些非铁元素其还原剂通常为固体谈和一氧化碳。我们以锰元素的还原剂为实例进行分析，锰元素通常在铁矿石中以二氧化锰的形式存在着，并且它的的还原顺序也几乎和铁氧化物还原相同，下面是诗句分解、还原顺序：6MnO2→3Mn2O3→2MnO4→6MnO→6Mn。

2.3 去硫工艺

在高炉中，熔剂、矿石、焦炭等炉料中的硫基本是以硫化铁的形式存在的。因为硫元素会导致铁产品出现热脆性，严重影响到钢铁质量，因此，需要使用去硫处理。而具体的工艺为，将大量的石灰石添入到炉料中，并且保证炉内高温条件下，氧化钙、硫化铁会产生一定的化学反应，而生成不溶于铁却溶于炉渣的硫化钙，从而最终达到去硫留铁的目的。

3 高炉炼铁技术新探究

3.1 增加炉顶压力和炉内氧含量

通常，一旦高炉内有较大的气体流动性，将会在一定程度上增加净化器工作量，这时煤灰会同矿物质产生反应，从而消耗原料。然而，增加高炉内亚青，可使高颅内气体的流动性降低，并使大量的煤气桶矿物质产生反应从而有更多的铁被还原，从而可以充分的利用原料。另外，在炉内压强增加的同时，还需要对高炉内的氧含量进行增加，据相关研究结果可知，在一定特定的范围内，若实现产量推升5%，则最佳的方式就是使氧气燃料提升1%。由此可知，增加高炉内氧含量可显著提升产量。另外，氧气含量的有效增加，既能够确保燃料充分的被燃烧，同时也可以最大程度的是生产中污染气体排放量降低，实现环境污染的降低。

3.2 热压含碳煤球的应用

热压含碳煤球的有效应用，既可重复利用矿物质，对能源进行节约，还能最大程度使环境污染得以降低。科学实验表明，只要矿物燃料中热压含碳球含量达到30%，钢铁产量便能提高到6.5%，残渣可降低到8.1%。

3.3 应用顶燃式热风炉，保持高温

热风炉装置不但能源消耗最大，而且燃烧功率也最大。而顶燃式热风炉既可使风温比蓄热式风温炉高100℃，而且在保持高温的条件下，保证了炉内气体成分的相对均匀性。因此，选择顶热式热风炉效果最佳。

3.4 保证稳定生产，采用综合加钛护炉技术

因上端透气、下端流动是高炉炼铁工艺生产中具有的显著特点，想要实现高炉炼铁过程的稳定、顺利进行，则需要将含钛护料和钛加入其中。

4 结语

总而言之，在当今科技飞速发展背景下，高炉炼铁技术也得到了飞跃式的发展。最近一些年重工业的持续进步带动了我国经济的飞速发展，而高炉炼铁技术又是工业铁发展进步的重要支撑，其发展对铁行业的发展有一定的促进作用。如今我国重工业稳定持续发展的同时，也为环境带来了一定的影响，而我们当前最终要的一个任务就是遵循可持续战略，降低生产中废渣废气的产生。所以，有关业界人士要与时俱进的改进炼铁系统，最终切实实现降低能耗、节约资源、较少成本的目的，从而使我国钢铁企业在激烈的市场竞争中能够站稳脚跟，稳步发展。