我国炼铁技术现状及对焦炭质量的要求分析

范明

陕钢集团韩城钢铁有限责任公司 陕西渭南 715405

1 我国炼铁工业的发展现状

近年来，我国炼铁工艺发展速度是非常快的，全国范围内每年铁产量从3.43亿吨上升到5.43亿吨，增长幅度达到58.18%[1]。在这几年里，我国炼铁生产技术也获得迅速的发展（见表1）。

1.1 重点钢铁企业高炉焦比不断减少

通常，焦炭粉末超过规定的标准会造成高炉炉料透气性能变得更差，压差越来越高，风量不断减少。因此，在喷吹煤粉的时候，必须要严格控制其用量。并且随着焦炭粉末越来越多，也很有可能被高炉煤气带到高炉外面，导致其除尘灰中含碳量越来越多，这样也就使得焦炭的高炉使用期限缩减，焦比上升。焦炭容易分化，会使得高炉缸内焦炭粒度逐渐变小，甚至会有更多的粉末，这会导致高炉缸是不活跃的，直接造成高炉鼓的风吹不会透过炉缸中心，还会导致高炉缸内灰尘易于堆积。很多小型和中型的高炉使用的焦炭量远远超出m10。如果出现高炉休风的情况，就难以使风量立即回复，进而发生延长炉况处理时间的现象。也曾经发生过某个小高炉全部使用土焦炼铁[2]。

1.2 重点钢铁企业喷比得到大幅度提升

优化炼铁系统结构的主要环节是提升高炉喷煤比，这也是全球炼铁技术发展的主流趋势。高炉喷吹煤粉是减少炼铁成本、节省焦炭的主要策略之一，而且能够优化钢铁工业能源结构，使得全国主焦煤资源紧缺的矛盾得到高效及解决。尽量以采用喷煤为主，而不是过多的采用焦炭，这样就能够少建立焦炉，以便于不仅减少生产运行费用以及炼铁系统的投资成本，并且减少焦炉生产过程中对环境产生的污染程度，还可以大幅度的提高钢铁企业的核心市场竞争力以及劳动生产率[3]。

1.3 重点钢铁企业热风温度不断提升

重点钢铁企业高炉热风温度的是逐年提升，而且增长幅度很大，促使炼铁焦比的日益下降。热风温度在950摄氏度到1050摄氏度之间的时候，温度升高100摄氏度，可以减少炼铁焦比15kg/t左右；热风温暖度在1050摄氏度到1150摄氏度之间的时候，温度升高到100摄氏度，能够减少炼铁焦比10kg/t左右。减少焦比的最佳方式是严格控制高风温度。热风温度所释放出的热量全部都是利用43%的高炉煤气燃烧完成转化的，而且大多数钢铁企业都包括缸体。所以热风属于廉价炼铁资源的一种，需要进行充分的利用。高炉炼铁必备的热量有74%均来自于焦炭燃烧与煤粉，有18%来自于热风的提供，约有2%是来自于炉料化学热的提供。因此，炼铁工作人员必须要重视高风温能够降低焦比的功能[4]。

2 高炉炼铁对焦炭质量的基本要求

2.1 焦炭对高炉炼铁的主要作用

其一，炉料的骨架作用。主要包括提升炉料透气性、为炉内料柱提供强大的支持。其二，提供冶炼所需要的能量。能够放热燃烧，占炼铁总热量的37%。其三，对刚开始生成的铁完成渗碳，生铁中含碳量控制在2.1%到5.0%之间。其四，填充高炉缸作用。使得高炉缸内变得活跃，提升高炉缸的空间系数，使高炉可以在休风结束后立即恢复正常的炉况。

2.2 焦炭在高炉内产生变化

从进入高炉到达到高炉缸，焦炭受到内部因素和外部因素的影响，必须要经受各种机械力学作用，比如：磨损、碰撞以及挤压等等，还要经受化学作用，比如：渣铁溶蚀等等。这些作用导致的结果，使得高炉内部的焦炭发生改变。焦炭平均粒度变得更小、强度、气孔不断增大，提高反应性。碱金属会直接破坏焦炭，接近高炉墙的外围焦炭质量变化程度远远大于高炉里面变化程度，主要原因在于其与高炉里面温度、煤气流的分布存在紧密联系。焦炭从进炉到高炉缸，平均粒度要降低约30%。在上部和中部粒度变化较小，位于软溶带的焦炭很有可能出现强烈的反应，粒度变化是非常大的。焦炭质量对自身的变化起到十分重要的作用[5]。

3 结语

表1 钢铁企业高炉技术经济指标

总而言之，煤炭的种类有很多中，不同质量水平的煤炭在炼铁生产中所起到的作用和影响也有着非常大的差异性。我国大多数炼铁企业都受到国家管控，随着改革开放的不断发展，炼铁技术上也产生较大的进步，尤其是联合企业的自有焦化工程，采取捣鼓炼焦技术，能够大大的提升焦炭质量。