芻議降低高爐煉鐵燃料比的技術(shù)措施

李金元

摘 ?要：高爐煉鐵是工業(yè)生產(chǎn)下非常重要第一項(xiàng)技術(shù)，由于生產(chǎn)運(yùn)行下會(huì)產(chǎn)生大量的能耗問(wèn)題，不利于企業(yè)的良性發(fā)展。采用科學(xué)技術(shù)降低高爐煉鐵燃料比具有很好的經(jīng)濟(jì)效果。文章從高爐煉鐵現(xiàn)狀出發(fā)對(duì)降低燃料比技術(shù)措施展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：高爐煉鐵;燃料比;技術(shù)措施;煉鐵技術(shù)

為了在市場(chǎng)牢牢占據(jù)穩(wěn)定的份額，需要企業(yè)盡可能提高自身的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，而在煉鐵流程中，原燃料的把控是降低成本最為有效的途徑，應(yīng)當(dāng)將其作為基礎(chǔ)進(jìn)而優(yōu)化企業(yè)的管理體系，逐步完善公司的架構(gòu)。對(duì)于原燃料的管控、使用以及后期的回收，均需要公司嚴(yán)格管理，從小的方面著手，把每一個(gè)環(huán)節(jié)都控制在合理范圍，最終在高爐煉鐵過(guò)程中實(shí)現(xiàn)成本投入降低，經(jīng)濟(jì)收益提升的目標(biāo)。

1我國(guó)高爐煉鐵發(fā)展的現(xiàn)狀

我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)一直在不斷地發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)業(yè)在相關(guān)政策的支持下獲得了很大的資產(chǎn)投入，從而對(duì)行業(yè)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用，預(yù)計(jì)到2020年左右就會(huì)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)健康的發(fā)展。地方區(qū)域的煉鐵水平可以對(duì)我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量的增長(zhǎng)率進(jìn)行衡量，目前，在全國(guó)范圍內(nèi)，鋼鐵的產(chǎn)量都處于較高的水平，并且其質(zhì)量也非常的高。由于西藏地區(qū)受到地理因素的影響，因此煉鐵的能力比較差。我國(guó)的鋼鐵基地主要在沿海地區(qū)比較多，由于受到政策的扶持以及經(jīng)濟(jì)貿(mào)易繁榮發(fā)展的影響，這些發(fā)達(dá)地區(qū)對(duì)于鋼鐵的需求量非常的大，甚至占據(jù)全國(guó)鋼鐵使用總量的一半以上。鋼鐵具備的特點(diǎn)：日常的使用范圍非常廣泛，收益比較高、可回收性非常強(qiáng)、需求量比較大等，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)中，鋼鐵屬于一種必備的使用材料。我國(guó)鋼鐵行業(yè)的迅速崛起以及飛速發(fā)展，可以從側(cè)面對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)行反映，也對(duì)于高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展以及普及有推動(dòng)作用。在之前，關(guān)于我國(guó)的鋼鐵生產(chǎn)工廠主要是由政府部門來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一管理的，自從改革開(kāi)放以來(lái)得到了慢慢地放開(kāi)。伴隨著鋼鐵行業(yè)的持續(xù)開(kāi)放，鋼鐵企業(yè)得到了非常迅速地發(fā)展，從高爐數(shù)量的大量增加就可以非常清晰的看出來(lái)[1]。

2高爐燃料存在的問(wèn)題

第一，入爐原料不能保證強(qiáng)度且粉末較多。由于礦粉貨源并不穩(wěn)定加之其中成分復(fù)雜，大大提高了“燒結(jié)配礦”與生產(chǎn)組織困難程度，與此同時(shí)因?yàn)闊Y(jié)機(jī)缺少足夠的能力，不僅入爐原料的強(qiáng)相對(duì)較差而且粉末多，其中5～10mm的粒度能達(dá)到35%左右，嚴(yán)重影響燒結(jié)質(zhì)量與產(chǎn)量。第二，因高爐不能確保高富氧而導(dǎo)致煤粉置換比較低。要是富氧率達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)對(duì)以煤代焦的生產(chǎn)方式造成嚴(yán)重影響。要是不能合理分配噴煤輸煤管路的話，則難以噴煤量充足。第三，風(fēng)溫水平不高。這樣的高爐往往存在較大的風(fēng)溫波動(dòng)問(wèn)題，在更換熱風(fēng)爐前后其風(fēng)溫波動(dòng)可以達(dá)到100℃，而且無(wú)法正常運(yùn)行煤氣空氣預(yù)熱系統(tǒng)，這樣一來(lái)最高風(fēng)溫僅能達(dá)到1000℃左右。一些企業(yè)使用的高爐其風(fēng)溫水平通常處在1050～1100℃范圍內(nèi)，要是將風(fēng)溫進(jìn)一步提高，能達(dá)到1150℃左右。

3降低高爐煉鐵燃料比的技術(shù)措施

3.1實(shí)現(xiàn)高風(fēng)溫，提高噴煤比

高爐煉鐵所需熱量來(lái)自于爐內(nèi)燃料燃燒時(shí)釋放的熱量以及鼓風(fēng)機(jī)吹入的風(fēng)熱，如果鼓風(fēng)機(jī)吹入的風(fēng)熱越高，煤粉的燃燒率就越高，燃料比將大幅下降，同時(shí)，噴煤比得到提升，不但節(jié)省了大量燃料，而且也減少了投入成本[1]。經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證，風(fēng)溫每升高100℃，高爐煉鐵燃料比就會(huì)降低15～25kg/t，風(fēng)口理論燃燒溫度也將提高70℃。由此可見(jiàn)，提高爐內(nèi)風(fēng)溫能夠使?fàn)t內(nèi)的軟熔區(qū)間變窄，高軟融帶下降，改善高爐料的透氣性，是冶金企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效一項(xiàng)重要的技術(shù)工藝[2]。

3.2優(yōu)化高爐爐料結(jié)構(gòu)

縱觀煉鐵的成本投入來(lái)說(shuō)，原燃料占比較大。因此企業(yè)期望達(dá)成高效率、低成本、高質(zhì)量的最終目標(biāo)，就需要針對(duì)高爐爐料結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究并對(duì)其逐步優(yōu)化。第一，優(yōu)化焦炭配煤結(jié)構(gòu)。焦煤和肥煤從本質(zhì)上具有強(qiáng)黏性，資源總量較為匱乏，價(jià)格一直處在高位;因此首先確保焦炭質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，便可以調(diào)整配煤方式，在原本的焦炭配煤方案中添加新的價(jià)格較低的煤種，盡可能優(yōu)化主焦煤的投入比重，良好的控制燃料成本。第二，優(yōu)化燒結(jié)礦配料結(jié)構(gòu)。企業(yè)的技術(shù)員工需要借助燒結(jié)杯試驗(yàn)，來(lái)探究配礦結(jié)構(gòu)的合理性。基于試驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定差異化的配礦方案以及成品質(zhì)量，并對(duì)原始方案進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，達(dá)成優(yōu)化配礦的最終任務(wù)。在確保燒結(jié)礦的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以及符合正常的高爐的指標(biāo)要求下，將燒結(jié)配比中加入一些價(jià)格更低的礦粉，有效的縮減成本投入。第三，優(yōu)化高爐爐料結(jié)構(gòu)。高爐煉鐵過(guò)程中精料是至關(guān)重要的，首先應(yīng)當(dāng)保證原料高溫冶金性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，保證一定的熟料比例，優(yōu)化成本投入。技術(shù)人員也要針對(duì)爐料結(jié)構(gòu)完成相關(guān)測(cè)試，在保證高爐順行的基礎(chǔ)上，利用價(jià)格較低的礦石完成煉鐵工作，進(jìn)而降低成本。

3.3爐內(nèi)頂壓、含氧量的控制

在進(jìn)行鋼鐵冶煉過(guò)程時(shí)，由于溫度的緣故，高爐爐頂也就受到很大的壓力，要想讓冶煉出來(lái)的鋼鐵能夠保證高質(zhì)量，就需要確保爐內(nèi)頂壓得到一定的控制。由于高爐的爐頂有一定的壓力承受限度，我們可以在進(jìn)行煉鐵時(shí)，可以在限度內(nèi)盡可能增加一些壓力，這樣有利于鋼鐵的產(chǎn)出。除此以外，盡管壓力增加了，但是在一定程度上也對(duì)爐內(nèi)氣體的流動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的影響，這就導(dǎo)致在最后一道工序的凈化過(guò)程變得相對(duì)比較困難。而且在此過(guò)程中，煤氣和礦物質(zhì)進(jìn)行接觸時(shí)，時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)鐵的產(chǎn)量有很大的幫助。僅僅對(duì)爐頂?shù)膲毫M(jìn)行控制是不夠的，還需要對(duì)爐內(nèi)的氧氣含量進(jìn)行相應(yīng)的控制。在進(jìn)行冶煉時(shí)，如果氧氣不充分的話，就會(huì)導(dǎo)致鐵燃燒不充分而產(chǎn)生有害氣體，這就會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。所以說(shuō)，盡可能保證氧氣的充足，在一定程度上也對(duì)產(chǎn)量的提升有很大的幫助。氧氣的含量要適中，過(guò)高過(guò)低都會(huì)對(duì)煉鐵帶來(lái)一定的影響[3]。

3.4穩(wěn)定原燃料質(zhì)量

關(guān)于煉鐵精料水平，其對(duì)于煉鐵技術(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)所造成影響率約可達(dá)到70%。由此可見(jiàn)，高爐煉鐵應(yīng)將精料作為基礎(chǔ)。應(yīng)保證入爐礦含鐵品，原燃料具有較高的燒結(jié)礦堿度與轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度。精料技術(shù)的關(guān)鍵就是高品位，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明要是能提升1%的入爐品位，能夠提高生鐵產(chǎn)量2.5%、降低高爐燃料比1.5%左右。可是因?yàn)楦咂肺昏F礦石的價(jià)格居高不下，因此煉鐵難以實(shí)現(xiàn)完全高品位。現(xiàn)階段，我國(guó)部分企業(yè)在煉鐵生產(chǎn)中出現(xiàn)的主要問(wèn)題依舊是難以確保燃料質(zhì)量。而精料技術(shù)要求之一就是確保原燃料質(zhì)量的“穩(wěn)”。能夠?qū)⒁酝?.0%的入爐礦含鐵品位波動(dòng)下降至±0.5%，可下降1.0%的煉鐵焦比;由以往±0.1的堿度波動(dòng)下降至±0.05左右，能夠下降1.3%的煉鐵焦比。現(xiàn)階段，對(duì)于高爐煉鐵生產(chǎn)最為突出的影響就是焦炭質(zhì)量的變化，尤其是在高噴煤比的高爐中。針對(duì)大高爐，在焦炭自身熱反應(yīng)性與反應(yīng)之后的強(qiáng)度方面提出了更高的要求，CRI應(yīng)小于等于26%，CSR則要大于等66%。通過(guò)這一舉措可使焦炭質(zhì)量獲得很大程度的改善，此外精料技術(shù)內(nèi)容還有：粒度應(yīng)偏小并且組成要均勻、熟料比要高、冶金性能高、有害雜質(zhì)含量低等。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，降低高爐煉鐵燃料比的技術(shù)工藝類型較多，而采取的這些技術(shù)工藝措施都是以節(jié)能降耗、節(jié)本增效為最終目的，因此，對(duì)于冶金企業(yè)來(lái)說(shuō)，在高爐冶煉過(guò)程中，還應(yīng)該不斷創(chuàng)新工藝技術(shù)，從多方面降低燃料比，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的最大化。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁玉龍.高爐冶煉煉鐵技術(shù)工藝及應(yīng)用研究[J].綠色環(huán)保建材，2018（6）：18-19.

[2] 馮牮.降低高爐煉鐵燃料比的技術(shù)工藝研究[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2019（8）：18-19.

[3] 楊五四.關(guān)于降低高爐煉鐵燃料比的技術(shù)工藝探討[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2019（26）：121-122.