高爐煉鐵節(jié)能降耗及資源合理利用探究

劉登峰

（酒鋼集團宏興股份公司煉鐵廠，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

日益激烈的市場競爭背景下，導(dǎo)致鋼鐵企業(yè)面臨了利潤空間不斷縮小的局面，其發(fā)展形勢也逐漸嚴峻。該情況下，要想保障自身的穩(wěn)定發(fā)展，相關(guān)企業(yè)就應(yīng)當合理利用技術(shù)，通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、耗能的降低，以便將相關(guān)標準及要求最大程度滿足，兼并節(jié)能降耗及資源合理利用。

1 鐵焦技術(shù)的定義

鐵焦技術(shù)這一生產(chǎn)技術(shù)，一般情況下表示的是以廉價非黏結(jié)煤作為主要燃料。現(xiàn)實生活實際中，該技術(shù)要求相關(guān)人員在混合鐵礦粉時嚴格依據(jù)相關(guān)要求及比例進行，在完成了塊狀的制備后，于連續(xù)式爐中加熱后獲取鐵焦，比例為3：7。隨后，依托專業(yè)設(shè)備進行再加工，能夠有效提升煉鐵效果。結(jié)合多項實驗結(jié)果得知，該技術(shù)可將使用的焦和主焦煤數(shù)量減少一定程度，同時也可獲取更高的生產(chǎn)反應(yīng)速率。所以，相關(guān)生成企業(yè)在鐵焦技術(shù)的使用中，應(yīng)當密切結(jié)合自身實際情況。通過該技術(shù)的運用，即可將能源消耗有效減少，同時也能保障反應(yīng)質(zhì)量與速率。

2 高爐噴吹煉鐵技術(shù)的操作方式

2.1 高爐噴吹生物質(zhì)和木炭技術(shù)

生物質(zhì)可謂是高爐煉鐵領(lǐng)域中的一種全新有機物能源，各類生命體的成長歷程中，如動、植物及微生物等，通過新陳代謝即可產(chǎn)生該能源。根據(jù)眾多研究成果得知，于熱解行為基礎(chǔ)上，該能源在二氧化碳排放量方面可發(fā)揮一定的控制效果。碳化溫度是該方式達成目的的主要依據(jù)，所以具有一定的節(jié)能環(huán)保作用[1]。我國目前在高爐煉鐵中時常采用此類能源，通過該能源的運用，能使高爐煉鐵過程中產(chǎn)生的成本得到有效降低。所以，該方式備受該行業(yè)企業(yè)的喜愛。生物質(zhì)能源擁有傳統(tǒng)能源不具備的一系列有點，如原料還原能力的提升、二氧化碳生成的控制等。

2.2 高爐噴吹焦爐煤氣

焦爐煤氣是我國高爐煉鐵技術(shù)中占據(jù)極大比例的能源之一，焦爐煤氣主要是由氫氣及個別碳氫化合物等物質(zhì)組成。此類燃料中，氫氣可謂是最為重要的成分。焦爐煤氣能使高爐能源清潔度得到顯著提升，同時該煤氣能夠發(fā)揮一定的還原性作用。而焦爐煤氣除開能使碳氫元素利用率提升之外，也能發(fā)揮顯著的化石燃料使用量控制效果，十分符合節(jié)能減排理念。結(jié)合大量實驗成果得知，將該能源使用于高爐煉鐵之中，能對爐內(nèi)的工作環(huán)境予以有效調(diào)節(jié)，同時在燃料使用量的減少方面也能發(fā)揮顯著的效果。

2.3 焦爐除塵灰綜合噴吹

高爐除塵灰主要由爐前出鐵時和爐頂主皮帶料頭部放料過程產(chǎn)生，以一定比例為依據(jù)將這兩種粉塵混合之后，即可將相關(guān)企業(yè)經(jīng)常使用的高爐除塵灰獲得。而若是回收此類粉塵之后再加以利用，有利于節(jié)能減排。該粉塵可發(fā)揮助燃的效果，同時對于原本浪費的鐵元素也可實現(xiàn)一定的回收，通過控制添加量，還可實現(xiàn)更高的生產(chǎn)產(chǎn)量[2]。此外，通過回收廢料并進行二次利用，可使整個環(huán)節(jié)的成本有效減少，同時還能將產(chǎn)量提高。但是，由于此類粉塵顆粒相當細小的緣故，要想將其有效收集，按照我國現(xiàn)有的技術(shù)情況來看，有一定的難度存在。

2.4 高爐噴吹廢塑料

關(guān)于高爐噴吹廢塑料技術(shù)的研究，德國早在20世紀90年代末期便開始了研究，而在德國深入推進的研究工作下，不但成功研制了各類施工設(shè)備，同時也在一定程度上完善了該技術(shù)。近年來，有關(guān)此方面的研究實驗數(shù)量十分多，收獲了十分顯著的成果。多數(shù)廢舊塑料所生產(chǎn)的能源中，不可被利用的僅有約20%，剩余高達80%的部分皆可充分進行利用。高爐煉鐵技術(shù)中，廢舊塑料能夠完美的取代原本的材料，因此通過廢舊塑料的運用，能夠為其能源供應(yīng)提供保障。

3 高爐噴吹煉鐵技術(shù)的具體優(yōu)化方法

3.1 高爐粒煤噴吹技術(shù)

關(guān)于高爐粒煤噴吹技術(shù)的應(yīng)用來看，美國、英國及法國等早已涉足該領(lǐng)域，相對于粉煤而言，噴吹粒煤技術(shù)有點主要包含下述幾點：其一，具有安全且可靠的制粉噴吹系統(tǒng)。粒煤的顆粒遠比粉煤更大，且單位體積表面積更小，所以爆炸、起火等危險事故的發(fā)生率十分低，在安全性方面更為顯著；其二，能源節(jié)省。制備粒煤僅需要消耗制備粉煤電耗的約25%，同時制備粒煤時煙氣入磨溫度400℃，相對于制備粉煤時的煙氣入磨溫度而言遠遠超出，所以干燥器用量小，也不會消耗太多煤氣；其三，每種適應(yīng)范圍極廣。粒煤噴吹依據(jù)原則來看，適用于任何媒。結(jié)合煤的獲取途徑及噴吹技術(shù)等因素，企業(yè)可合理進行噴吹煤的選擇；其四，制粉工藝簡便，無需太大投資。制粉系統(tǒng)生產(chǎn)能力為100t/h時，粒煤制粉設(shè)備僅達到粉煤投資的約30%，有關(guān)制粉系統(tǒng)設(shè)備的投資方面，能夠顯著節(jié)省；其五，經(jīng)濟效益顯著。結(jié)合萊鋼生產(chǎn)實際情況中有關(guān)噴吹粒煤與粉煤經(jīng)濟對比數(shù)據(jù)得知，噴吹粒煤運行費用與噴吹粉煤相比，實現(xiàn)了9.8元/t的減少。結(jié)合大量實踐得知，該技術(shù)具有極高的推廣價值，噴吹粉煤企業(yè)可以適當放寬煤粉粒度的控制力度，以便將生產(chǎn)成本更大限度減少。

3.2 合理配煤

我國高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)中，合理進行煤炭燃料的配置，可在為其生產(chǎn)質(zhì)量提供保障的基礎(chǔ)上，將資金方面的小號最大限度減少，同時還能幫助相關(guān)人員對各類煤炭的特點深入了解，從而調(diào)整出針對性更優(yōu)異的燃料比例，高爐性能因此能夠符合相應(yīng)要求。為了達成進一步減少能源消耗的目的，企業(yè)在煤炭選擇方面應(yīng)當予以高度重視。要想保證質(zhì)量，并以一定范圍合理控制投入資金，就必須選擇包含褐煤在內(nèi)的具有優(yōu)越性價比的煤種。之所以如此，是因為褐煤煤化度低、揮發(fā)分高、化學反應(yīng)強、含氧高，在無煙煤中添加褐煤之后，能發(fā)揮顯著的助燃效果，進而提高噴吹粉煤燃燒率[3]。同時，關(guān)于高爐噴吹用煤工藝要求而言，因灰熔點較高、可磨性較好等，褐煤能將其有效滿足。除開正面因素之外，褐煤的添加也有負面因素存在，例如因水分大、發(fā)熱量低的緣故，配入量存在不足。在利弊綜合之后，倘若能將灰分低且穩(wěn)定的褐煤資源找到，即可常用于配煤之中，因具有價格低廉的優(yōu)勢，故而降本增效的作用十分顯著。對此，相關(guān)人員在具體應(yīng)用期間，需要結(jié)合具體的需求，合理進行煤炭比例的配比，以便企業(yè)在資金投入方面能夠減少，并最大限度降低含水量過高問題的影響。

3.3 提高煤粉燃燒效率

現(xiàn)下，高爐噴煤工藝的發(fā)展相當成熟，通過控制對噴煤比構(gòu)成影響的原料條件、操作水平、設(shè)備狀況等基礎(chǔ)性因素，使其基本保持穩(wěn)定，通過風口回旋區(qū)煤粉的快速燃燒，可獲取更高的煤比，同時也能達成更佳的高爐冶煉條件。就煤粉燃燒來看，噴入高爐內(nèi)的煤粉需要在盡可能短的時間內(nèi)完成燃燒，通過煤粉著火點溫度的降低、燃燒速率及效率的提升，都能將煤粉燃燒盡快完成。于煤粉中適當滲入助燃催化劑之后，可獲取更低的煤粉著火點溫度，這樣一來即可得到更顯著的燃燒速度、效率。高爐噴煤領(lǐng)域中，國內(nèi)外皆涉及了采用助燃催化劑強化煤粉燃燒的試驗，例如氮氣氣氛和空氣氣流中煤粉的熱分解特性及助燃催化劑添加的影響，結(jié)合相關(guān)試驗成果得知，處于燃燒條件下的煤粉揮發(fā)分的析出量遠比氮氣氣氛下的產(chǎn)率更高，煤粉在燃燒中，固定碳的燃燒與揮發(fā)分的析出燃燒并存。不難發(fā)現(xiàn)，對高爐噴吹煤粉燃燒中助燃劑催化劑改善燃燒效率的研究，并研發(fā)適應(yīng)于高爐噴吹的粉煤助燃催化劑，意義十分顯著。

4 結(jié)語

當前正面臨著化石能源不斷縮減的情況，使得我國鋼鐵市場遭遇了極為嚴峻的挑戰(zhàn)，存在顯著的產(chǎn)能過剩。深入推行的節(jié)能減排理念要求背景下，進一步突出了降低煉鋼成本的必要性與重要性，是當前企業(yè)在發(fā)展歷程中必不可缺的關(guān)鍵性階段，這也就要求企業(yè)在將燃料改變的同時也要重視煉鋼水平的改善、設(shè)備的優(yōu)化，通過自身或其他企業(yè)中廢棄材料的再次利用，促使企業(yè)現(xiàn)狀得以改善并將資金投入減少的目的達成，如此一來即可實現(xiàn)資源利用效率的提升，幫助企業(yè)獲取更強的競爭力，為自身的健康、穩(wěn)定及可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。