闡述高爐煉鐵節(jié)能降耗及資源合理利用技術(shù)

郝鑫磊

摘要：市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的越發(fā)激烈，促使鋼鐵企業(yè)所獲得的利潤(rùn)空間不斷縮小，進(jìn)而導(dǎo)致其發(fā)展形勢(shì)處于嚴(yán)峻狀態(tài)。在這種情況下，相關(guān)企業(yè)必須要通過(guò)對(duì)技術(shù)的合理利用，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低耗能，以此能夠在最大程度上滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。。對(duì)于高爐煉鐵行業(yè)來(lái)說(shuō)由于化石燃料的逐漸減少，導(dǎo)致該行業(yè)沒(méi)有充足的資源，致使行業(yè)發(fā)展緩慢，在節(jié)能減排等要求下，致使高爐煉鐵急需進(jìn)行行業(yè)優(yōu)化，因?yàn)槟茉吹南拗疲胧剐袠I(yè)有所發(fā)展，就要更換燃料。本文通過(guò)對(duì)這一行業(yè)的各種優(yōu)良技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，以供參考。

關(guān)鍵詞：高爐煉鐵;節(jié)能降耗;資源合理利用

自改革開放以來(lái)，我國(guó)工業(yè)水平得到迅猛發(fā)展，早在2012年產(chǎn)量就已經(jīng)達(dá)到了6.6億噸，占世界總產(chǎn)量的六成。這標(biāo)志著我國(guó)在這一行業(yè)還是處于比較領(lǐng)先的位置，但這也導(dǎo)致礦產(chǎn)資源越發(fā)的珍貴和相關(guān)燃料價(jià)格不斷提高。因其產(chǎn)量過(guò)剩，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)無(wú)法全部將其消耗，而出口又有著諸多困難，使得企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，但利潤(rùn)卻卻在逐漸縮小。隨著高爐煉鐵各項(xiàng)成熟節(jié)能技術(shù)的成功應(yīng)用，進(jìn)一步降低能耗已成為瓶頸。因此“十二五”后三年高爐煉鐵企業(yè)節(jié)能壓力仍然十分巨大。

1 鐵焦技術(shù)

鐵焦技術(shù)通過(guò)使用價(jià)格低廉的非黏結(jié)煤或微黏結(jié)煤用作生產(chǎn)原燃料進(jìn)行煤礦的生產(chǎn)，將其與鐵礦粉混合，制成塊狀，用連續(xù)式爐進(jìn)行加熱干餾得到含三成鐵、七成焦的鐵焦。再經(jīng)過(guò)專業(yè)設(shè)備加工，最后經(jīng)過(guò)冶煉就能得到與原始技術(shù)一樣的煉鐵成果。這一技術(shù)使用較高含量的鐵焦代替原始含量，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)表明會(huì)節(jié)省大量的焦與主焦煤，也通過(guò)這一試驗(yàn)說(shuō)明鐵焦具有提高反應(yīng)速率的作用，證明了在高爐煉鐵中鐵焦含量至少可以達(dá)到30%。目前這項(xiàng)技術(shù)正在日本的各個(gè)工廠進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)，而且取得了一定的成果。但是現(xiàn)階段技術(shù)還未完全成型，還需要大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完善。

2 高爐噴吹生物質(zhì)和木炭技術(shù)

生物質(zhì)指的是，動(dòng)物、植物、微生物通過(guò)新陳代謝產(chǎn)生的有機(jī)物，這種有機(jī)物很適合進(jìn)行熱解行為，并且可以碳化溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放量的減少，算是這一領(lǐng)域的新型能源之一。部分學(xué)者通過(guò)研究表明，生物質(zhì)和廢塑料很適合應(yīng)用在高爐煉鐵的某些工藝中，而且不需要額外的人、物力、財(cái)力的消耗。生物質(zhì)可以代替煤粉等還原劑進(jìn)行高爐噴吹。其相較于煤粉還有著一定的優(yōu)勢(shì)，例如可以控制二氧化碳的含量，還能提高原料的還原能力，并且使高爐恒溫帶的溫度降低，使氣體得到更好的利用。

3 高爐噴吹焦?fàn)t煤氣

因?yàn)榻範(fàn)t煤氣的主要成分是氫氣，含有一些其他的碳?xì)浠衔铩＿@樣一來(lái)就使得高爐煉鐵的能源更加清潔。而且它可以充當(dāng)良好的還原劑，不僅如此，還提高了碳?xì)湓氐睦寐剩档土嘶剂系氖褂昧浚瑯O大的促進(jìn)了節(jié)能減排的步伐。我國(guó)已經(jīng)建設(shè)了利用相關(guān)技術(shù)的工廠，并且進(jìn)行了試生產(chǎn)，通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)顯示，對(duì)于燃料的需求量明顯降低，這就證明了焦?fàn)t煤氣在爐中起到了明顯的作用，調(diào)節(jié)了爐內(nèi)的工作環(huán)境，使高爐的生產(chǎn)得到了保證。

4 高爐噴吹廢塑料

這種技術(shù)在德國(guó)與日本早就投入到日常的生產(chǎn)之中，早在1994年德國(guó)企業(yè)就在研究這一技術(shù)，在1995年了研制出第一臺(tái)運(yùn)用這一技術(shù)的設(shè)備，并進(jìn)行了技術(shù)的完善，為這一技術(shù)投入使用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而日本則在利用廢舊塑料代替焦炭上面取得了一定成就，根據(jù)數(shù)據(jù)表明，利用廢舊塑料產(chǎn)生的能源有80%得到利用，這就表明其可以很好的代替原有材料進(jìn)行高爐煉鐵。

5 焦?fàn)t除塵灰綜合噴吹

高爐除塵灰指的是爐前出鐵時(shí)產(chǎn)生的粉塵和爐頂主皮帶料頭部放料的過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵經(jīng)過(guò)一定比例的混合制成的，但由于這兩種粉塵的顆粒極為細(xì)小，很不利于收集，但通過(guò)設(shè)想就可得知如果將其收回并完美利用，就是最好的節(jié)能方式之一。這樣不僅可以使煤粉的燃燒效果得到提高，還能回收一部分浪費(fèi)的鐵元素，通過(guò)合理控制其添加量就能有效的提升產(chǎn)量，并且對(duì)本來(lái)的廢料進(jìn)行回收，充分的進(jìn)行了材料的利用，不僅有助于提高產(chǎn)量，還節(jié)省了一部分資金。

6 高爐噴煤技術(shù)優(yōu)化

（1）粒煤噴吹技術(shù)。高爐粒煤噴吹技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)有很多年的歷史，例如在英、法、美都有大量應(yīng)用這一技術(shù)的廠區(qū)存在。目前在我國(guó)卻還沒(méi)有大量應(yīng)用，但通過(guò)事實(shí)證明這一技術(shù)也是可以進(jìn)行推廣的。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比該技術(shù)擁有幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，對(duì)比粉煤技術(shù)，粒煤技術(shù)更加安全，不容易造成爆炸，而且在制造過(guò)程中也會(huì)更加節(jié)省能源。粒煤在理論上可以適用于各種技術(shù)，這樣企業(yè)就可根據(jù)自身需要進(jìn)行選擇，而且在相同的效率前提下，粒煤的設(shè)備投資只有粉煤的三成。而且在使用中的成本也比較低，所以這一技術(shù)更值得推廣。

（2）合理配煤。通過(guò)合理配煤，不僅可以減少資金消耗，還可以根據(jù)煤種的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整配比，使其性能達(dá)到最佳。要想降低能源方面的資金消耗的話就要將眼光放到一些產(chǎn)量高、價(jià)格低但性能并不是特別好的煤種上，例如褐煤，這種煤因?yàn)槊夯^低，導(dǎo)致含有水分較高，燃燒產(chǎn)生的熱量也較少，但其含有的硫元素較少，可磨性也很好，可以滿足高爐噴吹所需煤的要求，在生產(chǎn)中就可以適當(dāng)?shù)膽?yīng)用，通過(guò)科學(xué)的調(diào)整配比，就可以既降低資金的投入又可以減少含水量高帶來(lái)的不利影響。

（3）提高燃燒效率。當(dāng)前情況下，高爐噴煤技術(shù)已經(jīng)比較熟練，這時(shí)考慮如何提高煤粉的燃燒效率就成為優(yōu)化技術(shù)的又一重要突破口。就噴入煤粉之后而言，煤粉在爐內(nèi)發(fā)生燃燒，那么如何提升燃燒速度是目前要重點(diǎn)考慮的，加入助燃劑和降低煤粉燃點(diǎn)都是比較好的辦法。其中加入助燃劑已經(jīng)處于研究之中的狀態(tài)，根據(jù)目前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加入適當(dāng)?shù)闹紕┛梢杂行У目s短煤粉的點(diǎn)燃時(shí)間，使煤粉的燃燒速率得到顯著提高。

7加強(qiáng)低溫余熱資源的利用

低品質(zhì)的余熱在煉鐵工序中主要體現(xiàn)在高爐沖渣水的余熱。目前高爐渣余熱回收技術(shù)尚沒(méi)有進(jìn)入成熟化階段，回收的效率也不高。大多數(shù)煉鐵廠采用水沖爐渣工藝，其沖渣熱水只能用于取暖用，但大部分仍未得到利用。個(gè)別企業(yè)采用轉(zhuǎn)法，用高壓水擊淬熱鋼渣或鐵渣，對(duì)產(chǎn)生的蒸汽加以回收利用。因此，高爐沖渣水余熱利用也將會(huì)成為進(jìn)一步挖掘煉鐵節(jié)能的潛力所在。

8結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在化石能源日益減少的今天，我國(guó)的鋼鐵市場(chǎng)遇到前所未有的挑戰(zhàn)，產(chǎn)能明顯過(guò)剩。在節(jié)能減排等要求下，使得降低煉鋼成本已經(jīng)迫在眉睫，它是企業(yè)要繼續(xù)發(fā)展必須經(jīng)歷的階段，這就需要企業(yè)在改變?nèi)剂系耐瑫r(shí)還要注意改善煉鋼水平，優(yōu)化設(shè)備，利用自身或其他企業(yè)的廢棄材料進(jìn)行再利用，達(dá)到改善企業(yè)現(xiàn)狀和較少資金投入的目的，進(jìn)而改善資源利用效率，增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，使企業(yè)在不景氣的市場(chǎng)氛圍中依然能夠脫穎而出。

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（作者單位：天津鐵廠有限公司）