高炉冶炼炼铁技术工艺及应用研究

刘海亮，张永升

（河钢集团承钢公司炼铁事业部，河北 承德 067000）

高炉炼铁技术在运用中相对比较复杂，为了确保在炼铁过程中能有较高的质量和产出量，就需要保证每一个环节都能够按照标准来完成。但是在这一过程中，它对环境的污染和消耗等方面都有一定的影响。从其优点来看，该技术对我国的钢铁行业有很大的帮助，所以说，就需要对其技术工艺有一定的研究，确保高炉冶炼炼铁技术能够更好的服务于钢铁行业。

1 简单分析高炉冶铁炼铁技术

1.1 高炉结构介绍

高炉炼铁所运用到的设备就是高炉，它的设计也十分有技巧，即高炉的外形是圆柱形的，它不仅有出风口，还有排气口和炼铁的出口。其炼铁的过程重要就是从上端有原料的入口，然后在经过制作后从下端排出铁。由于冶炼铁需要极高的温度，而高炉正符合这样的特性，即耐高温性、耐火性。除此以外，在进行冶炼时，还需要辅助其他的设备进行钢铁的制作。高炉主要是利用耐高温、耐火的材料制成的，其形状为竖立的圆筒形。采用高炉冶炼主要是在高炉中将铁矿石进行融化，并借助还原剂将铁离子还原为生铁，并从杂质中分离出来。在冶炼的过程中将会产生大量的碎渣，碎渣从下端的出渣口出来。

1.2 简单了解高炉炼铁的工艺流程

要想真正地了解高炉冶铁的技术，还需要对其的工艺流程也有一定的了解。它主要是由四部分来完成的，首先是对高炉进行上料，其次是装料，接着进行高炉的通风，最后就是对排出的煤气进行一定的净化工作。有些钢铁企业在进行高炉冶炼时，只注重钢铁的炼出，却忽略了煤气的净化工作。为了让企业能尽可能多地得到收益，就需要更多钢铁的冶炼。但是煤气的净化工作在一定程度上也会有一定的花销，所以有些企业便省略了这一道工序。然而这道工序是必不可少的，它对空气的保护有很大的作用。这几道工序主要的过程如下：在进行上料时，由于高炉的大小有别，所以在进行上料前要了解高炉容量的大小，并且调整好投放原料的分量。这样一方面能保证工程质量能达到标准，另一方面，它可以节省原料的使用，尽可能地节约成本。在第二步装料工序时，它实际上就是将原材料地比例分配好，然后进行原材料的安装。它的目的就是将原材料充分的利用起来，更好的冶炼钢铁。在进行送风时，它实际的作用就是在进行冶炼时提供氧气，确保冶炼铁顺利进行。其主要的原理就是：让热风机对空气进行一定的加热，让它在高温下进行冶炼。而最后一步其实是最重要的一步，它对环境有很大的保护作用。因为在这个过程中会生成一些有害的物质，对环境有一定的污染。所以说，对煤气进行一定净化工作，避免对环境造成一定的污染。

图1 高炉炼铁技术流程图

1.3 高炉炼铁探究目标

如今钢铁产业是我国比较重要的产业，虽然高炉冶炼炼铁技术有很大的环境污染和高消耗的问题，但是它却对我国钢铁产业有着十分重要的作用，同时促进我国经济发展。所以说，今天在进行高炉炼铁工作时，不仅要确保工作的顺利进行，还需要保证不对环境造成极大的影响。如果能源消耗过多就会造成资源的短缺，环境的污染也会影响人们的正常生活，得不偿失。因此，高炉炼铁的新探究目标就是依据这两大问题展开的，确保钢铁行业的可持续。

2 高炉冶炼炼铁技术工艺的应用研究

2.1 应用热压含碳球团

在进行高炉炼铁时对能源的消耗是比较大的，为了减少能源的消耗，就可以利用热压含碳球团来进行节能。它能对矿物等资源进行多次利用,更好的让资源利用起来。有相关数据表出，热压含碳球团的含量当达到31%时，就会使钢铁的产出量也随之增加。除此以外，还能让钢铁的残渣以及能源的消耗都有一定程度的减少。

由此可见，热压含碳球团在其炼铁工序中有很大的作用。热压含碳球团的形成主要由以下几点：煤粉、粉矿在进行预热时，要确保温度能达到要求，确保这些原料进行预热时能够充分融合；除此以外就是让其搅拌均匀，同时将温度升高。最后，将热压块进行一定的处理从而制作成热压含碳球团。

2.2 炉内顶压、含氧量的控制

在进行钢铁冶炼过程时，由于温度的缘故，高炉炉顶也就受到很大的压力，要想让冶炼出来的钢铁能够保证高质量，就需要确保炉内顶压得到一定的控制。由于高炉的炉顶有一定的压力承受限度，我们可以在进行炼铁时，可以在限度内尽可能增加一些压力，这样有利于钢铁的产出。除此以外，尽管压力增加了，但是在一定程度上也对炉内气体的流动产生相应的影响，这就导致在最后一道工序的净化过程变得相对比较困难。而且在此过程中，煤气和矿物质进行接触时，时间越长，对铁的产量有很大的帮助。仅仅对炉顶的压力进行控制是不够的，还需要对炉内的氧气含量进行相应的控制。在进行冶炼时，如果氧气不充分的话，就会导致铁燃烧不充分而产生有害气体，这就会对环境造成污染。所以说，尽可能保证氧气的充足，在一定程度上也对产量的提升有很大的帮助。氧气的含量要适中，过高过低都会对炼铁带来一定的影响。

2.3 保持高风温

高炉炼铁中风温是很重要的一点，如果风温不够高的话，就会影响能源的消耗。现如今我国的高炉冶铁所维持的风温大概在1000℃左右，有些能力较强的企业则可以升到1200℃。中国可以达到的最高温度还是和其他发达国家相比仍有一定的距离，所以想要保持高风温，就可以采用热风炉来实现。它虽然消耗能量比较多，但是它在保持高风温上有独特的作用。热风炉也有两种类型，一个是顶燃式，另一个则是蓄热式。前者的效果比后者效果更好，前者不仅能将气体充分的利用，还能让温度升高至1300℃；后者则不能充分利用气体，但温度也可以保持到1300℃。

2.4 炉身结瘤的形成原因和解决方法

结瘤在高炉炼铁时是很容易形成的，其形成的原因炉内的温度不够高。所以说要想让结瘤的现状得到一定的改善，就需要对其采取一定的措施。根据形成的原因，我们可以将炉内的温度进行一定的提升，让炉内的气体更加稳定，确保钢铁的产量和质量。除此以外，还可以采用炸瘤的方式进行处理。当料面降低后，找到结瘤的地方，并且用一定量的炸药进行处理。这样不仅可以让结瘤的现状得以解决，还能保证炉内的温度保持在一定范围内，这样就能保证高炉炼铁的产量。

3 结语

综上所述，为了让我国的钢铁行业更好的发展，要对高炉冶炼炼铁技术的应用做好相应的研究，一方面让钢铁的产出量增加，另一方面也尽可能减少能耗和降低环境污染。从此，更好的让高炉冶炼炼铁技术应用于钢铁行业。