降低高爐煉鐵燃料比的技術工藝研究

劉寶洋

摘要：在提高高爐使用效果方面，降低煉鐵燃料比具有一定的現實意義，也是最正確的選擇，降低燃料比和加強冶煉輕度都是可提升利用系數的，但就目前情況而言，加強冶煉強度對小高爐是有一定效果的，同時配合大風機和風量來完成高爐操縱，從而切實提高利用系數。

關鍵詞：高爐煉鐵;燃料比;降低;煉鐵技術工藝

1 冶煉燃料比降低意義

高爐利用系數是指冶煉強度與燃料比的比值。在具體生產過程中，要想讓利用系數充分發揮作用，通常情況下，有兩種方法：首先，需要不斷提升冶煉強度，從而降低燃料比。當一些小高爐運行作業時，通常情況下都是通過提高冶煉強度來提升利用系數，換言之，充分利用大風量來完成高爐操縱，同時運用大風機來完成高強度的生產，從而不斷提高利用系數。

2 高爐煉鐵燃料比現狀分析

現階段，從國內外鋼鐵行業情況分析來說，技術優異的煉鐵燃燒比已高達每噸燃燒450千克燃料，而我國的高爐煉鐵的燃燒比大約每噸燃燒528.59kg燃料，首鋼為每噸燃燒458.69kg燃料，盡管我國已經擁有多項先進煉鐵技術，但是由于各地鋼鐵行業發展情況不同，因此，其發展空間潛力無限。當前，能夠影響高爐煉鐵燃燒比的因素有很多，比如，噴煤比、入爐焦比等，但在具體運算過程中，由于企業計算過程中，并沒有加入小塊焦量，因此，不能很好地把控企業的能源消耗。

3 低碳綠色高爐煉鐵技術功能解析

3.1 還原器和滲碳器

高爐構造原理相對簡單，焦炭可當作高爐燃料或鐵氧化物還原材料使用。高爐煉鐵技術具有還原性，在將含鐵固體轉化為液體后，裝置于高爐周圍的工業反應器可進一步加快液態生鐵速度。若想達成高爐冶金三傳一反、物體純度更高的目的，就必須合理把控時機，在明確高爐內持續提升的煤氣流之后，適時加入材料。而在高爐溫度提升期間，需確保溫度不會影響冶金煉鐵還原。焦炭可謂是高爐主要的骨架，具備至關重要的作用。而在高爐還原工作開展中，不同程度的生鐵滲碳屬于正常現象，僅需為其還原器和滲碳器的運行提供安全穩定的保障即可。

3.2 能源轉換器

高爐生產期間，能量轉換會對其構成較大程度影響，以致于能源耗費更大。高爐可進一步發揮能源轉換器的功效，能源轉換率更加顯著。高爐能源轉換器的應用十分廣泛，且實質性極高，化學物質能源及物理物質能源中皆可實現運用。此外，化石質能源轉換中也可運用高爐能源轉換器。當前，我國經濟發展迅猛，快速進步的高爐煉鐵節能技術促進了能源轉換器作用的充分發揮，高爐煉鐵技術可謂是鋼鐵制造期間關鍵的能源轉換方法，極大程度上便利了鋼鐵工程。

3.3 熔化器和質量調控器

高爐使用期間，最為關鍵的用途便是能為轉爐煉鋼工藝提供更高質量的液態生鐵。而當高爐還原了含鐵固體之后，可使液態生鐵數量顯著提升，所以說，高爐煉鐵所具備的功能中，好包括煉化器這一點。此外，在不斷還原之下，高爐依舊能夠保持液態生鐵的持續提供，這也是高爐屬于連續鐵水供應器的直接表現。其次，高爐煉鐵過程中，能在一定程度上調控鐵水的成分與質量，在一系列高爐操作下能夠嚴格控制鐵水相關參數，確保其溫度、成分處于標準范圍內。

4 降低高爐煉鐵燃料比的具體技術工藝分析

4.1 進行高風溫處理

其中高爐煉鐵總能量的16%源自于熱風，同時熱風成本造價交底，由此可見，充分利用熱風，可以大大節約生長成本，當熱風的溫度達到100°C時，就可以大大降低煉鐵燃料比（20±5）kg/t，而持續升溫，噴煤量都會隨之增加，由此可見，高風溫非常有益于高爐煉鐵工作，比如降低燃料比和增加爐料透氣性等。為了實現高溫風，應注意以下幾方面措施的應用，首先應確保熱風爐拱頂溫度達到1400°C以上，熱風爐的結構要設計合理，使其能夠承受高溫的硅磚，同時拱頂不能置于大墻上，在構建送風管道時，應確保管道能夠接受較高的風溫，同時運用煤氣雙預熱技術。

4.2 提高頂壓

上文已經講述提高風溫可以有效降低高爐煉鐵的燃料比，通過研究和調查發現提高爐頂的壓力可以有效將爐內的壓差降低，進而可以便于增加風量，由此可以得出將爐頂的壓力提高可以有效降低高爐煉鐵的燃料比。而且當爐頂的壓力得到提高的時候不僅可以降低燃料比，而且還能使生鐵的質量得到提高，并且風量增加可以達到提高產量的效果。頂壓提高后可以延長燃料產生的氣體在爐內的滯留時間，提高其利用率，并使得該氣體能夠和鐵礦石充分的接觸，這樣能讓燃料燃燒產生氣的熱量能夠充分的向礦料傳遞，讓爐料的還原反應能夠更加充分的進行，除此之外頂壓的提高，可以有效控制氣體流的流速，讓其留在爐內的溫度得到提高，進而有效降低爐塵瓦斯灰的吹出量。

4.3 降低鼓風濕度

有效降低鼓風的濕度，可以讓一些不必要的反應得到減少，因為當鼓風的濕度較高的時候會產生大量的吸熱反應，吸熱反應會使得風口的理論燃燒溫度降低，嚴重的可能會造成燃料的一定浪費。在降低濕度的時候應該結合當天的氣候變化，采取一定可行的措施，切忌盲目地將濕度降低，否則可能會造成一定的安全事故，起到相反的作用。因而在降低高爐煉鐵的燃料比的同時給企業帶來一定的利益也需要考慮措施的可行性與安全性。所以在對鼓風的濕度進行控制的時候，需要根據一定的規律進行有效的調節。

4.4 降低高爐燃料比技術

我國鋼鐵行業歷來發展中，過于偏短的時間，使得短時間內無法將以煤炭為主的發展情境改變，在處理供應不足的廢鋼資源時也很難順利實現。所以，在今后的發展中要想順利地將節能減排目標達成，落后的技術與裝備必須淘汰，深入改造技術，以便優化、改善生產流程，推動余能利用率的提升。有關高爐燃料比的降低來看，可入手于下述兩方面：一方面，將高爐煉鐵中消耗的碳量減少，依據現有高爐生產技術，最大限度減少高爐的燃料比;另一方面，可考慮降低碳依賴程度，深入探索、開發天然氣或不含碳還原劑等。由于煤炭使用期間會有大量二氧化碳排除，一頓的煤炭基本能夠產生0.7t的碳排放量，而天然氣基本只會產生0.39t的碳排放量，相對而言實現了顯著降低。燃料比之所以十分高，是因為高爐風溫偏低、焦炭灰分偏高或是不穩定的爐料成分等因素引發的，而在面對這一系列問題時，就應當選擇科學合理且有效的解決措施，以便將燃料比降低。

5 結語

綜上所述，將高爐煉鐵的燃料比降低是高爐煉鐵生產過程中必須的發展方向，只有有效降低高爐煉鐵的燃料比才能夠全面貫徹節能減排的方針，有效促進我國鋼鐵企業實現可持續發展的目標。相關人員只有認真研究和完善降低高爐煉鐵燃料比的技術才能夠達到預期的目標，進而為我國的鋼鐵企業帶來更高的經濟利益。

參考文獻：

[1]項鐘庸，王筱留.高爐設計煉鐵工藝設計理論與實踐[M].北京：冶金工業出版社，2017（2）4.

（作者單位：河鋼宣鋼煉鐵廠）