我國(guó)煉鐵技術(shù)現(xiàn)狀及對(duì)焦炭質(zhì)量的要求分析

范明

陜鋼集團(tuán)韓城鋼鐵有限責(zé)任公司 陜西渭南 715405

1 我國(guó)煉鐵工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)煉鐵工藝發(fā)展速度是非常快的，全國(guó)范圍內(nèi)每年鐵產(chǎn)量從3.43億噸上升到5.43億噸，增長(zhǎng)幅度達(dá)到58.18%[1]。在這幾年里，我國(guó)煉鐵生產(chǎn)技術(shù)也獲得迅速的發(fā)展（見(jiàn)表1）。

1.1 重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐焦比不斷減少

通常，焦炭粉末超過(guò)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)造成高爐爐料透氣性能變得更差，壓差越來(lái)越高，風(fēng)量不斷減少。因此，在噴吹煤粉的時(shí)候，必須要嚴(yán)格控制其用量。并且隨著焦炭粉末越來(lái)越多，也很有可能被高爐煤氣帶到高爐外面，導(dǎo)致其除塵灰中含碳量越來(lái)越多，這樣也就使得焦炭的高爐使用期限縮減，焦比上升。焦炭容易分化，會(huì)使得高爐缸內(nèi)焦炭粒度逐漸變小，甚至?xí)懈嗟姆勰@會(huì)導(dǎo)致高爐缸是不活躍的，直接造成高爐鼓的風(fēng)吹不會(huì)透過(guò)爐缸中心，還會(huì)導(dǎo)致高爐缸內(nèi)灰塵易于堆積。很多小型和中型的高爐使用的焦炭量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出m10。如果出現(xiàn)高爐休風(fēng)的情況，就難以使風(fēng)量立即回復(fù)，進(jìn)而發(fā)生延長(zhǎng)爐況處理時(shí)間的現(xiàn)象。也曾經(jīng)發(fā)生過(guò)某個(gè)小高爐全部使用土焦煉鐵[2]。

1.2 重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)噴比得到大幅度提升

優(yōu)化煉鐵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要環(huán)節(jié)是提升高爐噴煤比，這也是全球煉鐵技術(shù)發(fā)展的主流趨勢(shì)。高爐噴吹煤粉是減少煉鐵成本、節(jié)省焦炭的主要策略之一，而且能夠優(yōu)化鋼鐵工業(yè)能源結(jié)構(gòu)，使得全國(guó)主焦煤資源緊缺的矛盾得到高效及解決。盡量以采用噴煤為主，而不是過(guò)多的采用焦炭，這樣就能夠少建立焦?fàn)t，以便于不僅減少生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用以及煉鐵系統(tǒng)的投資成本，并且減少焦?fàn)t生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染程度，還可以大幅度的提高鋼鐵企業(yè)的核心市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力以及勞動(dòng)生產(chǎn)率[3]。

1.3 重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)熱風(fēng)溫度不斷提升

重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐熱風(fēng)溫度的是逐年提升，而且增長(zhǎng)幅度很大，促使煉鐵焦比的日益下降。熱風(fēng)溫度在950攝氏度到1050攝氏度之間的時(shí)候，溫度升高100攝氏度，可以減少煉鐵焦比15kg/t左右；熱風(fēng)溫暖度在1050攝氏度到1150攝氏度之間的時(shí)候，溫度升高到100攝氏度，能夠減少煉鐵焦比10kg/t左右。減少焦比的最佳方式是嚴(yán)格控制高風(fēng)溫度。熱風(fēng)溫度所釋放出的熱量全部都是利用43%的高爐煤氣燃燒完成轉(zhuǎn)化的，而且大多數(shù)鋼鐵企業(yè)都包括缸體。所以熱風(fēng)屬于廉價(jià)煉鐵資源的一種，需要進(jìn)行充分的利用。高爐煉鐵必備的熱量有74%均來(lái)自于焦炭燃燒與煤粉，有18%來(lái)自于熱風(fēng)的提供，約有2%是來(lái)自于爐料化學(xué)熱的提供。因此，煉鐵工作人員必須要重視高風(fēng)溫能夠降低焦比的功能[4]。

2 高爐煉鐵對(duì)焦炭質(zhì)量的基本要求

2.1 焦炭對(duì)高爐煉鐵的主要作用

其一，爐料的骨架作用。主要包括提升爐料透氣性、為爐內(nèi)料柱提供強(qiáng)大的支持。其二，提供冶煉所需要的能量。能夠放熱燃燒，占煉鐵總熱量的37%。其三，對(duì)剛開(kāi)始生成的鐵完成滲碳，生鐵中含碳量控制在2.1%到5.0%之間。其四，填充高爐缸作用。使得高爐缸內(nèi)變得活躍，提升高爐缸的空間系數(shù)，使高爐可以在休風(fēng)結(jié)束后立即恢復(fù)正常的爐況。

2.2 焦炭在高爐內(nèi)產(chǎn)生變化

從進(jìn)入高爐到達(dá)到高爐缸，焦炭受到內(nèi)部因素和外部因素的影響，必須要經(jīng)受各種機(jī)械力學(xué)作用，比如：磨損、碰撞以及擠壓等等，還要經(jīng)受化學(xué)作用，比如：渣鐵溶蝕等等。這些作用導(dǎo)致的結(jié)果，使得高爐內(nèi)部的焦炭發(fā)生改變。焦炭平均粒度變得更小、強(qiáng)度、氣孔不斷增大，提高反應(yīng)性。堿金屬會(huì)直接破壞焦炭，接近高爐墻的外圍焦炭質(zhì)量變化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高爐里面變化程度，主要原因在于其與高爐里面溫度、煤氣流的分布存在緊密聯(lián)系。焦炭從進(jìn)爐到高爐缸，平均粒度要降低約30%。在上部和中部粒度變化較小，位于軟溶帶的焦炭很有可能出現(xiàn)強(qiáng)烈的反應(yīng)，粒度變化是非常大的。焦炭質(zhì)量對(duì)自身的變化起到十分重要的作用[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

表1 鋼鐵企業(yè)高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

總而言之，煤炭的種類(lèi)有很多中，不同質(zhì)量水平的煤炭在煉鐵生產(chǎn)中所起到的作用和影響也有著非常大的差異性。我國(guó)大多數(shù)煉鐵企業(yè)都受到國(guó)家管控，隨著改革開(kāi)放的不斷發(fā)展，煉鐵技術(shù)上也產(chǎn)生較大的進(jìn)步，尤其是聯(lián)合企業(yè)的自有焦化工程，采取搗鼓煉焦技術(shù)，能夠大大的提升焦炭質(zhì)量。