高爐煉鐵節能降耗及資源合理利用技術初探

王瑾洋+張文政

摘 要：隨著社會的日益發展對于各行各業都提出了更高的要求，也帶來了更多的挑戰。對于高爐煉鐵行業來說由于化石燃料的逐漸減少，導致該行業沒有充足的資源，致使行業發展緩慢，在節能減排等要求下，致使高爐煉鐵急需進行行業優化，因為能源的限制，要想使行業有所發展，就要更換燃料。本文通過對這一行業的各種優良技術進行總結，希望可以借此為我國的行業改革帶來一定的思路。

關鍵詞：高爐煉鐵；節能降耗；資源合理利用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.054

0 前言

自改革開放以來，我國工業水平得到迅猛發展，早在2012年產量就已經達到了6.6億噸，占世界總產量的六成。這標志著我國在這一行業還是處于比較領先的位置，但這也導致礦產資源越發的珍貴和相關燃料價格不斷提高。因其產量過剩，國內市場無法全部將其消耗，而出口又有著諸多困難，使得企業之間的競爭非常激烈，但利潤卻卻在逐漸縮小。

1 鐵焦技術

鐵焦技術通過使用價格低廉的非黏結煤或微黏結煤用作生產原燃料進行煤礦的生產，將其與鐵礦粉混合，制成塊狀，用連續式爐進行加熱干餾得到含三成鐵、七成焦的鐵焦[1]。再經過專業設備加工，最后經過冶煉就能得到與原始技術一樣的煉鐵成果。這一技術使用較高含量的鐵焦代替原始含量，經過實驗表明會節省大量的焦與主焦煤，也通過這一試驗說明鐵焦具有提高反應速率的作用，證明了在高爐煉鐵中鐵焦含量至少可以達到30%。目前這項技術正在日本的各個工廠進行實際生產，而且取得了一定的成果。但是現階段技術還未完全成型，還需要大量實驗進行完善。

2 高爐噴吹生物質和木炭技術

生物質指的是，動物、植物、微生物通過新陳代謝產生的有機物，這種有機物很適合進行熱解行為，并且可以碳化溫度來實現二氧化碳排放量的減少，算是這一領域的新型能源之一。部分學者通過研究表明，生物質和廢塑料很適合應用在高爐煉鐵的某些工藝中，而且不需要額外的人、物力、財力的消耗。生物質可以代替煤粉等還原劑進行高爐噴吹。其相較于煤粉還有著一定的優勢，例如可以控制二氧化碳的含量，還能提高原料的還原能力，并且使高爐恒溫帶的溫度降低，使氣體得到更好的利用。

3 高爐噴吹焦爐煤氣

因為焦爐煤氣的主要成分是氫氣，含有一些其他的碳氫化合物。這樣一來就使得高爐煉鐵的能源更加清潔。而且它可以充當良好的還原劑，不僅如此，還提高了碳氫元素的利用率，降低了化石燃料的使用量，極大的促進了節能減排的步伐。我國已經建設了利用相關技術的工廠，并且進行了試生產，通過生產過程的數據顯示，對于燃料的需求量明顯降低，這就證明了焦爐煤氣在爐中起到了明顯的作用，調節了爐內的工作環境，使高爐的生產得到了保證。

4 高爐噴吹廢塑料

這種技術在德國與日本早就投入到日常的生產之中，早在1994年德國企業就在研究這一技術，在1995年了研制出第一臺運用這一技術的設備，并進行了技術的完善，為這一技術投入使用打下了堅實的基礎。而日本則在利用廢舊塑料代替焦炭上面取得了一定成就，根據數據表明，利用廢舊塑料產生的能源有80%得到利用，這就表明其可以很好的代替原有材料進行高爐煉鐵。

5 焦爐除塵灰綜合噴吹

高爐除塵灰指的是爐前出鐵時產生的粉塵和爐頂主皮帶料頭部放料的過程中產生的粉塵經過一定比例的混合制成的，但由于這兩種粉塵的顆粒極為細小，很不利于收集，但通過設想就可得知如果將其收回并完美利用，就是最好的節能方式之一[2]。這樣不僅可以使煤粉的燃燒效果得到提高，還能回收一部分浪費的鐵元素，通過合理控制其添加量就能有效的提升產量，并且對本來的廢料進行回收，充分的進行了材料的利用，不僅有助于提高產量，還節省了一部分資金。

6 高爐噴煤技術優化

（1）粒煤噴吹技術。高爐粒煤噴吹技術在國外已經有很多年的歷史，例如在英、法、美都有大量應用這一技術的廠區存在。目前在我國卻還沒有大量應用，但通過事實證明這一技術也是可以進行推廣的。與傳統的技術相比該技術擁有幾項優點，對比粉煤技術，粒煤技術更加安全，不容易造成爆炸，而且在制造過程中也會更加節省能源。粒煤在理論上可以適用于各種技術，這樣企業就可根據自身需要進行選擇，而且在相同的效率前提下，粒煤的設備投資只有粉煤的三成。而且在使用中的成本也比較低，所以這一技術更值得推廣。

（2）合理配煤。通過合理配煤，不僅可以減少資金消耗，還可以根據煤種的特點進行調整配比，使其性能達到最佳[3]。要想降低能源方面的資金消耗的話就要將眼光放到一些產量高、價格低但性能并不是特別好的煤種上，例如褐煤，這種煤因為煤化較低，導致含有水分較高，燃燒產生的熱量也較少，但其含有的硫元素較少，可磨性也很好，可以滿足高爐噴吹所需煤的要求，在生產中就可以適當的應用，通過科學的調整配比，就可以既降低資金的投入又可以減少含水量高帶來的不利影響。

（3）提高燃燒效率。當前情況下，高爐噴煤技術已經比較熟練，這時考慮如何提高煤粉的燃燒效率就成為優化技術的又一重要突破口。就噴入煤粉之后而言，煤粉在爐內發生燃燒，那么如何提升燃燒速度是目前要重點考慮的，加入助燃劑和降低煤粉燃點都是比較好的辦法。其中加入助燃劑已經處于研究之中的狀態，根據目前的實驗結果表明，加入適當的助燃劑可以有效的縮短煤粉的點燃時間，使煤粉的燃燒速率得到顯著提高。

7 結論

在化石能源日益減少的今天，我國的鋼鐵市場遇到前所未有的挑戰，產能明顯過剩。在節能減排等要求下，使得降低煉鋼成本已經迫在眉睫，它是企業要繼續發展必須經歷的階段，這就需要企業在改變燃料的同時還要注意改善煉鋼水平，優化設備，利用自身或其他企業的廢棄材料進行再利用，達到改善企業現狀和較少資金投入的目的，進而改善資源利用效率，增加企業競爭力，使企業在不景氣的市場氛圍中依然能夠脫穎而出。

參考文獻：

[1]朱鐵鈺.鐵合金工業的節能降耗與合理利用資源[J].鐵合金，1992，03（02）：45-49.

[2]秦玉文，仉慶華.生物質燃料推動燒柴革命[N].黑龍江經濟報，2010（12）：06A01.