中國高爐煉鐵現狀及未來技術展望

張文來

（唐鋼國際工程技術股份有限公司，河北 唐山 063000）

在21世紀環保將會推動著鋼鐵工業技術實現新的發展。在這種趨勢下，鋼鐵冶煉技術的進步和革新，也將會被放在首要位置。尤其是在解決污染物的排放、能源高效利用等問題的技術方面，更是需要有著突破性的進展。因此，中國高爐煉鐵技術的未來發展，也需要這樣的基礎上來實現。

1 關于中國高爐煉鐵的發展現狀

1.1 高爐的熱風溫度在不斷提高

從實際情況來看，某些重點鋼鐵企業的高爐熱風溫度正處于逐年增高的情況，并且增幅還比較大。而這種現象的出現，也大大地降低了煉鐵焦比。例如，根據相關的標準來看，當高爐的熱風溫度在950～1050℃之間時，溫度每升高100℃，可以降低的煉鐵焦比大約為15kg/t。而當高爐的風溫在1050～1150℃之間時，每升高100℃，可以降低的煉鐵焦比大約為10kg/t。所以說，提高高爐的風溫，就是一種降低煉鐵焦比的有效手段。從實際情況來看，高爐熱風溫度所提供的熱量，是有45%的高爐煤氣燃燒的來的。而在鋼鐵企業中，往往都擁有大量的高爐煤氣。所以，對于高爐企業而言，熱風，其實是一種比較廉價的煉鐵能源。

1.2 進入到了高爐大型化的進程

近幾年來，中國已經開始自主設計、研究和制造了很多現代化代的大型高爐。而且，從實際情況來看，我國的高爐大型化也已經有了很大的進步。2000年以來，以首鋼京唐5500m3高爐為代表的一批大型高爐在國內相繼投入運行。截至目前，4000m3級以上的大型高爐已經達到了二十多座。隨著高爐大型化進程的不斷推進，高爐裝備水平的不斷提高，高爐裝備技術也有了一定的進步。但是，從另外一個角度來看，中國當前的煉鐵工業，正處在多層次、多結構、以及多生產技術指標共同發展的階段。由于多種原因的影響，目前大高爐的優勢并沒有完全地發揮出來。再加上某些鋼鐵企業的思想比較保守，所以小高爐的淘汰工作也進行得十分緩慢。

2 關于中國高爐煉鐵技術的未來發展

2.1 噴煤技術會得到發展

從本質上來說，高爐噴煤比的提高，對于降焦來說，具有著直接的作用。而且，在高爐煉鐵系統的優化中，高爐噴煤比的提高，也是其中的中心環節。除此之外，提高噴煤技術，不僅能夠降低能耗和生鐵的成本，而且還能夠提高煤粉的燃燒率，緩解焦炭短缺的現狀。但是，在實際情況，噴煤比不僅與煤種、噴吹方式、以及精料水平等方面直接相關，而且與高爐風溫更是具有著緊密的聯系。在高爐煉鐵的過程中，提高風溫，就能夠提高噴煤比，能夠充分地降低燃料比。而在低風溫、大噴煤比的情況下，燃料比反而會增高，會導致未燃煤粉量增加。因此，在進行大噴煤比操作時，應該盡可能地提高風溫，以此來提高噴煤比，提高煤粉的利用率。另外，提高噴煤比的措施還包括控制低鼓風濕度、采用煤粉混合噴吹的方式等等。根據相關的調查得知，現目前我國的重點企業高爐噴煤比比較高，能夠達到世界領先水平。但是，實際的高爐噴煤水平卻并不平衡，某些重點企業的高爐噴煤比處于世界領先水平，而還有一些企業的高爐噴煤比卻還處在低水平。

2.2 實現高爐煉鐵自動化

針對高爐煉鐵的未來發展來說，自動化技術的實現也是一大重要發展方向。關于高爐煉鐵自動化，主要可以從以下兩個方面來進行闡述：

2.2.1 可視型自動化高爐

這種可視化高爐，是借助新型的高精度傳感技術、數據處理技術以及智能化檢測技術等多種先進的技術來實現對高爐工藝流程的實時在線檢測，然后再根據先進的數字成像技術來使得原本密閉的高爐變得直觀化。在這些先進技術的應用下，高爐煉鐵操作的各個環節便可以受到實時檢測和監控，從而達到可視化的目的。而且，這種方式還可以充分地降低高爐煉鐵的成本。

2.2.2 生態型自動化高爐

根據相關的檢測情況可以得知，通過調整高爐操作、提高高爐內部的反應強度，能夠大大地減少各種污染物的排放，其中包括粉塵、CO、CO2、以及硫化物等各種物質。從當前社會的實際情況來看，要想充分地實現生態高爐的目標，那么高爐煉鐵技術就必須要跟隨者科學技術的發展節奏。只有這樣，才能夠更好地實現高爐的控制機能，以及更好地優化高爐煉鐵過程。

表1 中國20座4000 m3以上高爐2018年上半年生產技術指標

2.3 長壽化技術研究和發展

近幾年來，各大地方型的骨干企業都在積極地推進高爐大型化。在中國，建設大型高爐，也已經成為了鋼鐵工業的一種必然發展趨勢。但是，在推進高爐大型化的過程中，必須要注重裝備水平的提高，需要應用到成熟的長壽化技術，盡量使用已經成熟了的煉鐵設備。另外，還需要盡量地提高原燃料的質量，使其能夠充分地滿足大高爐生產要求。在實際情況中，長壽化技術的應用和發展方向主要包括幾個方面的內容，比方說針對高爐的爐型結構進行合理地優化、科學地增高死鐵層的厚度、積極地應用全爐體冷卻技術裝備以及實現對爐身部位的長壽控制等等問題。這些，都是大型高爐長壽化技術的發展方向。

2.4 減少CO2排放的新工藝得到發展

從本質上來說，高爐，其實就是一種直接排放CO2的設備。而減少高爐CO2排放的工藝，其主要的目標其實就是減少投入高爐中的碳，尤其是焦炭。目前，國外正在研究多種全氧并且利用爐頂來實現煤氣循環的工藝。而且，有些單位正在研究一種新型的全氧高爐。這種高爐在使用的過程中主要是利用冷的氧氣來替代傳統高爐中的熱風，并且將冷的氧氣從高爐的風口鼓入，然后再促使大部分爐頂煤氣都經過CO2洗滌塔中，再經被處理過的包含著有CO的煤氣循環使用到風口加熱到1200℃，并將其余部分加熱到900℃后鼓入到位于爐身下部的第二排風口中。根據相關的模型計算得知，采用這種方式能夠將高爐的焦比降低到200kg/t，并且燃料比也會降低24%。如今，這種技術現在已經在實驗高爐上得到了驗證，成為了高爐煉鐵技術未來的發展方向。但是，若是想要達到大高爐的規模，可能還需要15～20年的時間。

2.5 高爐精料技術得到發展

在高爐煉鐵的生產過程中，應用精料技術，可以實現高爐能量耗散的最小化。從實際情況來看，高爐煉鐵要想實現高效運行的目標，確保煉鐵生產順利，首先就必須要確保能源的可獲取和可供給要求，充分地提高能源的利用率。因此，從這個角度來看，作為一項高效的工業技術，高爐精料技術的優勢是十分明顯的。而這，也將成為高爐煉鐵技術的一個發展方向。比方說，在技術上，可以以實現高風溫、高富氧大噴煤技術為目標，從而繼續完善和改進實際的生產鏈，繼續向自動化的方向前進，繼續追求低污染。除此之外，在高爐的設計方面，不僅要注意生產效果，還需要注意生產環保，因此，需要在高爐設計工作中注重實用與環保相關的技術。

3 結語

在不遠的將來，高爐煉鐵技術還是會繼續占據在煉鐵的主要地位。但是，為了能夠促進高爐煉鐵技術的高效發展，鋼鐵企業還必須深入進行節能降耗、環境保護等方面的研究，旨在能夠提高高爐煉鐵技術水平，提高鋼鐵工業在市場中的競爭力。