高爐冶煉煉鐵技術工藝及應用研究

劉海亮，張永升

（河鋼集團承鋼公司煉鐵事業部，河北 承德 067000）

高爐煉鐵技術在運用中相對比較復雜，為了確保在煉鐵過程中能有較高的質量和產出量，就需要保證每一個環節都能夠按照標準來完成。但是在這一過程中，它對環境的污染和消耗等方面都有一定的影響。從其優點來看，該技術對我國的鋼鐵行業有很大的幫助，所以說，就需要對其技術工藝有一定的研究，確保高爐冶煉煉鐵技術能夠更好的服務于鋼鐵行業。

1 簡單分析高爐冶鐵煉鐵技術

1.1 高爐結構介紹

高爐煉鐵所運用到的設備就是高爐，它的設計也十分有技巧，即高爐的外形是圓柱形的，它不僅有出風口，還有排氣口和煉鐵的出口。其煉鐵的過程重要就是從上端有原料的入口，然后在經過制作后從下端排出鐵。由于冶煉鐵需要極高的溫度，而高爐正符合這樣的特性，即耐高溫性、耐火性。除此以外，在進行冶煉時，還需要輔助其他的設備進行鋼鐵的制作。高爐主要是利用耐高溫、耐火的材料制成的，其形狀為豎立的圓筒形。采用高爐冶煉主要是在高爐中將鐵礦石進行融化，并借助還原劑將鐵離子還原為生鐵，并從雜質中分離出來。在冶煉的過程中將會產生大量的碎渣，碎渣從下端的出渣口出來。

1.2 簡單了解高爐煉鐵的工藝流程

要想真正地了解高爐冶鐵的技術，還需要對其的工藝流程也有一定的了解。它主要是由四部分來完成的，首先是對高爐進行上料，其次是裝料，接著進行高爐的通風，最后就是對排出的煤氣進行一定的凈化工作。有些鋼鐵企業在進行高爐冶煉時，只注重鋼鐵的煉出，卻忽略了煤氣的凈化工作。為了讓企業能盡可能多地得到收益，就需要更多鋼鐵的冶煉。但是煤氣的凈化工作在一定程度上也會有一定的花銷，所以有些企業便省略了這一道工序。然而這道工序是必不可少的，它對空氣的保護有很大的作用。這幾道工序主要的過程如下：在進行上料時，由于高爐的大小有別，所以在進行上料前要了解高爐容量的大小，并且調整好投放原料的分量。這樣一方面能保證工程質量能達到標準，另一方面，它可以節省原料的使用，盡可能地節約成本。在第二步裝料工序時，它實際上就是將原材料地比例分配好，然后進行原材料的安裝。它的目的就是將原材料充分的利用起來，更好的冶煉鋼鐵。在進行送風時，它實際的作用就是在進行冶煉時提供氧氣，確保冶煉鐵順利進行。其主要的原理就是：讓熱風機對空氣進行一定的加熱，讓它在高溫下進行冶煉。而最后一步其實是最重要的一步，它對環境有很大的保護作用。因為在這個過程中會生成一些有害的物質，對環境有一定的污染。所以說，對煤氣進行一定凈化工作，避免對環境造成一定的污染。

圖1 高爐煉鐵技術流程圖

1.3 高爐煉鐵探究目標

如今鋼鐵產業是我國比較重要的產業，雖然高爐冶煉煉鐵技術有很大的環境污染和高消耗的問題，但是它卻對我國鋼鐵產業有著十分重要的作用，同時促進我國經濟發展。所以說，今天在進行高爐煉鐵工作時，不僅要確保工作的順利進行，還需要保證不對環境造成極大的影響。如果能源消耗過多就會造成資源的短缺，環境的污染也會影響人們的正常生活，得不償失。因此，高爐煉鐵的新探究目標就是依據這兩大問題展開的，確保鋼鐵行業的可持續。

2 高爐冶煉煉鐵技術工藝的應用研究

2.1 應用熱壓含碳球團

在進行高爐煉鐵時對能源的消耗是比較大的，為了減少能源的消耗，就可以利用熱壓含碳球團來進行節能。它能對礦物等資源進行多次利用,更好的讓資源利用起來。有相關數據表出，熱壓含碳球團的含量當達到31%時，就會使鋼鐵的產出量也隨之增加。除此以外，還能讓鋼鐵的殘渣以及能源的消耗都有一定程度的減少。

由此可見，熱壓含碳球團在其煉鐵工序中有很大的作用。熱壓含碳球團的形成主要由以下幾點：煤粉、粉礦在進行預熱時，要確保溫度能達到要求，確保這些原料進行預熱時能夠充分融合；除此以外就是讓其攪拌均勻，同時將溫度升高。最后，將熱壓塊進行一定的處理從而制作成熱壓含碳球團。

2.2 爐內頂壓、含氧量的控制

在進行鋼鐵冶煉過程時，由于溫度的緣故，高爐爐頂也就受到很大的壓力，要想讓冶煉出來的鋼鐵能夠保證高質量，就需要確保爐內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，我們可以在進行煉鐵時，可以在限度內盡可能增加一些壓力，這樣有利于鋼鐵的產出。除此以外，盡管壓力增加了，但是在一定程度上也對爐內氣體的流動產生相應的影響，這就導致在最后一道工序的凈化過程變得相對比較困難。而且在此過程中，煤氣和礦物質進行接觸時，時間越長，對鐵的產量有很大的幫助。僅僅對爐頂的壓力進行控制是不夠的，還需要對爐內的氧氣含量進行相應的控制。在進行冶煉時，如果氧氣不充分的話，就會導致鐵燃燒不充分而產生有害氣體，這就會對環境造成污染。所以說，盡可能保證氧氣的充足，在一定程度上也對產量的提升有很大的幫助。氧氣的含量要適中，過高過低都會對煉鐵帶來一定的影響。

2.3 保持高風溫

高爐煉鐵中風溫是很重要的一點，如果風溫不夠高的話，就會影響能源的消耗。現如今我國的高爐冶鐵所維持的風溫大概在1000℃左右，有些能力較強的企業則可以升到1200℃。中國可以達到的最高溫度還是和其他發達國家相比仍有一定的距離，所以想要保持高風溫，就可以采用熱風爐來實現。它雖然消耗能量比較多，但是它在保持高風溫上有獨特的作用。熱風爐也有兩種類型，一個是頂燃式，另一個則是蓄熱式。前者的效果比后者效果更好，前者不僅能將氣體充分的利用，還能讓溫度升高至1300℃；后者則不能充分利用氣體，但溫度也可以保持到1300℃。

2.4 爐身結瘤的形成原因和解決方法

結瘤在高爐煉鐵時是很容易形成的，其形成的原因爐內的溫度不夠高。所以說要想讓結瘤的現狀得到一定的改善，就需要對其采取一定的措施。根據形成的原因，我們可以將爐內的溫度進行一定的提升，讓爐內的氣體更加穩定，確保鋼鐵的產量和質量。除此以外，還可以采用炸瘤的方式進行處理。當料面降低后，找到結瘤的地方，并且用一定量的炸藥進行處理。這樣不僅可以讓結瘤的現狀得以解決，還能保證爐內的溫度保持在一定范圍內，這樣就能保證高爐煉鐵的產量。

3 結語

綜上所述，為了讓我國的鋼鐵行業更好的發展，要對高爐冶煉煉鐵技術的應用做好相應的研究，一方面讓鋼鐵的產出量增加，另一方面也盡可能減少能耗和降低環境污染。從此，更好的讓高爐冶煉煉鐵技術應用于鋼鐵行業。