高炉冶炼炼铁技术工艺与应用分析

高炉冶炼炼铁技术工艺与应用分析

张良

山东石横特钢集团有限公司 山东肥城 271600

摘要：随着冶炼技术水平的提升，很多地区已经将高炉冶炼技术运用在炼铁行业中，能够有效提升炼铁水平。因此冶炼企业应该遵循环保、低耗的基本原则，不断提升对高炉炼铁技术的研究力度，不断提升高炉的炼铁质量。本文首先分析高炉炼铁工艺的发展方向，其次探讨高炉炼铁技术的实际应用，以期对相关研究产生一定的参考价值。

关键词：高炉冶炼；炼铁技术工艺；应用分析

引言：在我国推出钢铁领域低排放产业政策的情况下，对于高炉冶炼要求比较高，钢铁企业应该在冶炼过程中遵循高效原则、低耗原则、环保原则，研究一些高炉炼铁的新技术，进一步提升高炉冶炼技术在炼铁工序中的应用效果，从而全面提升钢铁企业的炼铁质量。

1高炉炼铁工艺的发展方向

现如今钢铁行业已经成为我国的支柱型产业，虽然在高炉炼铁工艺实施过程中可能会引发环境污染问题，但是对比分析高炉炼铁工艺和其他工艺可以发现，高炉炼铁工艺的应用优势在于操作比较简单、炼铁产量相对比较大、能源损耗量相对比较低，高炉炼铁依旧是现代化钢铁行业使用的主要炼铁方式。

因此钢铁行业在研究高炉炼铁技术的时候，应该确保高炉炼制流程处于平稳运行的状态，还需要尽量降低炼铁过程对于周边生态环境产生的污染影响。若是炼铁技术出现能量损耗增加的问题，不但会引发资源短缺问题，而且会加重生态环境受到的污染影响，因此钢铁行业在研究高炉炼铁新技术的时候，应该严格遵循高效原则、低耗原则。

2高炉炼铁技术的实际应用

2.1应用热压含碳球

在铁矿资源逐渐紧张的情况下，铁材价格处在不断上升的状态，使得钢铁企业的经济压力增大。通过将一些低成本材料作为炼铁原材料能够缓解钢铁企业面临的压力，而热压含碳球属于能够减少炼铁成本的材料，且具有较高的还原性，在冷态环境中抗压强度比较大，在高温环境中还原反应强度比较高。在高炉炼铁中合理运用一些热压含碳球，有助于进一步提升高炉的热利用率，可以在提升炼铁产量的基础上减少焦比[1]。

但是也存在一些不足之处，应用热压含碳球会减少铁渣的温度，会对铁渣的流动性产生不利影响。因此在使用高炉炼铁技术的时候，应该在确保炼铁生产不受影响的情况下，加入适当比例的热压含碳球，在减少渣比的基础上提升炼铁产量，促使钢铁行业能够在炼铁方面实现节能目标。

2.2科学选择入炉燃料

燃料质量关系着高炉炼铁的产量，甚至会影响钢铁行业冶炼过程中的能源损耗量、环境污染程度，因此在开展高炉冶炼操作的时候，应该选择使用一些优质燃料，工作人员应该通过加强对入炉燃料、焦炭质量的控制力度，首先，需要使用一些反应性比较好、粒度比较均匀、灰分比较低、硫分比较低的焦炭，提前安排好焦炭的种类搭配方式，保证入炉焦炭处于质量稳定的状态。

其次，应该使用一些高品位、强度比较大、还原性比较好、成分比较稳定、碱度比较高的烧结矿，再次，运用一些强度比较大、膨胀性比较高、熔滴性比较好的金属球团矿，不断提升高炉的透气性，从而全面提升高炉炼铁的整体质量。

2.3 提升顶压以及富氧量

在开展炼铁作业的时候，需要尽量提升高炉的顶压，保证高炉可以顺利运行，通过不断提升高炉冶炼的强度，能够在一定程度上减少冶炼过程中的能源损耗量。在条件准许的情况下，不断提升高炉冶炼的富氧率，降低高炉内部风量，有助于降低料拄下降的阻力，能够为高炉冶炼过程提供充足的风量以及冶炼强度。通过不断提升富氧量，使得高炉煤气中的一氧化碳浓度不断增多，确保间接还原反应可以顺利进行，但是减少煤气量会增加高炉低温范围，可能会限制间接还原反应的正常进行[2]。

除此以外，通过提升高炉富氧，能够使高炉风口位置的燃烧温度升高，下部高温区域热交换效果获得明显提升，在高炉富氧量增加的情况下，会减少高炉内部空气，此时炉顶温度会降低，导致煤气带离的热量会减少，有助于降低高炉炼铁技术的热量损耗。

2.4 保证高风温

提升高炉热风温度是加强高炉冶炼、减少冶炼过程能源损耗量的主要方式，为了达到提升高炉热风温度的目的，需要使用一些燃烧效率相对比较高、蓄热能力比较强、风温比较稳定的热风炉，不断提升高炉的入炉风温。与此同时，热风炉在对空气以及煤气进行助燃处理的时候可以使用双预热技术，在燃烧情况不出现变动的基础上，通过提升热风温度，使得入炉风温获得进一步提升，在提升高炉炼铁产量的同时减少燃料损耗量。在高炉处在正常热风温度范围内的时候，风温每提升100摄氏度，炼铁产量会升高3%。

2.5合理使用高炉喷吹废塑料技术

在高炉炼铁过程中，使用高炉喷煤代替焦炭为高炉炼铁流程提供充足的热源以及还原剂，能够进一步减少高炉的焦比以及高炉冶炼成本。在高炉风口位置燃烧的物质主要是煤粉，可以在减少风口位置燃烧温度的情况下，提升高炉内部富氧以及热风温度的实际应用率。使用废塑料制造出的颗粒和煤粉在高炉喷吹操作中的作用相似，因此废塑料颗粒可以用于取代煤粉，能够发挥出减少燃料损耗的目的。

由于废塑料颗粒的质量大于煤粉，在使用废塑料颗粒以及煤粉进行混喷处理的时候，废弃塑料粒子的前行速度比较缓慢，在回旋区经过花费的时间比较长，因此在高炉内混合运用废塑料颗粒和煤粉，可以促使燃料在高炉风口之前完成气化操作、燃烧处理[3]。

除此以外，在将塑料颗粒和煤粉进行混喷处理的时候，因为煤粉粒径相对比较细小、质地比较轻，所以通常会附着在塑料颗粒外部，在高炉回旋区进行燃烧的时候，煤粉会先发生燃烧反应，且能够对塑料颗粒起到加热作用，从而提升塑料颗粒气化、燃烧速度。由于煤粉经常附着在塑料颗粒中，使得煤粉在高炉高温区域的停留时间比较长，可以使煤粉发生充分的燃烧反应，有助于进一步提升煤粉的燃烧率。

2.6 碱金属

2.6.1 碱金属的危害

在高炉炼铁环节中，碱金属主要是高炉炉料带进来的，在炉料降落到高温区域会生成碱金属蒸气，这种蒸汽会伴随着煤气流呈现出上升状态，此时碱金属蒸气主要有三种走向，第一，部分碱金属蒸汽被焦炭吸收并附着在炉料上，第二，一部分沉积在高炉炉衬中，第三，一部分随煤气排出炉外。这些被焦炭所吸收的碱金属，会伴随炉料一同降落在高温区域再次形成碱金属蒸汽，使得高炉内部形成碱金属循环，使得炉衬上会存在较多碱金属，这些碱金属会和炉衬出现反应，将炉衬软化、熔融，甚至会导致炉墙出现结瘤问题、结厚问题。这些碱金属若是随着煤气一同排出，会对周边环境产生严重的不利影响。

2.6.2预防措施

如果在高炉炼铁过程中存在过多碱金属蒸汽，会产生较大危害，相关工作人员应该重点开展碱负荷管理工作，加强对煤气流分布情况的控制力度，对高炉炼铁的炉料实施脱碱处理，合理控制好炉渣内的碱度，不断优化改良焦炭具有的性能，降低高炉内部碱金属蒸汽的含量，从而降低出现碱金属危害的可能性[4]。

结论：综上所述，在高炉炼铁过程中，若是并未遵循节能环保原则出现随意排放的问题，会对周边生态环境产生不利影响，因此钢铁行业应该在使用高炉炼铁技术的时候合理应用热压含碳球，选择使用一些优质燃料，不断提升高炉的顶压以及富氧量，保证高炉处于高风温状态，合理使用高炉喷吹废塑料技术，提前设置一些碱金属预防措施，保证高炉炼铁过程可以实现节能降耗目标。

参考文献：

[1]王洪峰.高炉冶炼炼铁技术工艺及应用研究[J].山西冶金,2022,45(03):252-253.

[2]李兰涛.高炉炼铁技术工艺及应用分析[J].天津冶金,2021(06):5-7+32.

[3]郭艳军.高炉冶炼炼铁技术工艺及应用分析[J].山西冶金,2021,44(02):160-161+181.

[4]张付昌.高炉冶炼炼铁技术工艺及应用分析[J].冶金管理,2021(07):1-2.