高爐煉鐵節能減排技術探析

劉寶洋

摘要：十九大以來，我國經濟體制的不斷改革與發展同時對節能減排做出了具體要求。近階段，我國鋼鐵需求量不斷提升，在鋼鐵企業滿足各方面需求的同時，產量也在不斷增大，目前，我國高爐煉鐵產量已達到全球產量的94%，其二氧化碳排放量更是占據了整個鋼鐵生產制造流程的80%以上。基于此，有必要通過高爐煉鐵節能減排技術，從而有效緩解減排壓力。

關鍵詞：高爐煉鐵;節能減排;環境污染

1 引言

鋼鐵行業是產生環境污染的重要工業，加強鋼鐵企業煉鐵冶金環保以及節能技術的研究，其環境污染問題也越來越嚴重。我國鋼鐵企業所排放的二氧化碳是全世界總排量的7%，更是全球鋼鐵工業二氧化碳總排量的15%。如何能夠有效降低減排壓力是鋼鐵工業必須面對的問題。

2 我國高爐煉鐵節能率現狀闡述

通過調查研究發現國際上較高水平的高爐煉鐵技術都將煉鐵的燃料比控制在每噸450㎏～500kg之間，目前我國鋼鐵企業在使用高爐煉鐵技術的時候可以將其燃料比控制在每噸527.35kg左右。該數據表明，我國已經掌握了較為先進的煉鐵技術，而且在不斷地完善高爐煉鐵技術挖掘其節能保護環境的潛力并向國際先進技術水平在不斷的靠近，相信在不久的未來我國高爐煉鐵燃料比能夠進一步得到降低并達到國際先進煉鐵的水平。

3 高爐煉鐵節能減排優化技術措施分析

3.1 優化爐頂裝料

在整個高爐煉鐵過程中，為了確保煉鐵質量，則需要將鐵礦石以及焦炭固體爐料持續裝進爐頂;高爐內部是高溫高壓冶煉的主要容器，在常溫狀態下經過料車或者是膠帶機的提升將焦炭以及礦石運輸到爐頂之后，然后再投入到高爐之內。裝料罐這個裝料的過程中發揮著極為重要的作用，同時有一個泄壓放散后受料以及充壓均壓之后再進入到高爐之內實現布料的一個過程。高爐煤氣的一部分經過泄壓放散到空中，且會持續進入到爐頂的消音器之中，依托消音除塵的作用再將其持續排入到大氣之中。雖然經歷了消音除塵，但是依然含有3000kj/m3熱值的二次能源，有毒性也有含塵，意味著未能達到無害標準，既會對人類身體健康造成損害，還會污染環境。因此，必須想法辦法進行回收。基于高爐煉鐵裝料工藝特點、頂部壓力、冶煉強度以及裝料罐大小等等因素，在裝料過程中經過均壓放散所排入大氣的煤氣量為10m3/t.Fe～20m3/t.Fe，僅占噸鐵煤氣量的1%，因為基數比較大，所以產量大那么排放量就很大。從相關統計來看，我國高爐煉鐵的年產量大約為7億噸左右，那么其排放量將為100億m3，其中還含有C0（23%左右）、CO2（16%～23%）。CO被排入到大氣之后，一定程度上會被稀釋，但是依然會對人體健康造成傷害，而且比從CO2溫室氣體的情況更加嚴重。從能源消耗方面來看也非常巨大，基于相關統計與計算之后，得知高爐煤氣（1000m3）≈標準煤（100kg）。隨著社會各個領域對鋼鐵需求量的逐步增大，隨著煉鐵量的提升已經對環境造成了極大的破壞。現階段，高爐煉鐵必須要高度重視如何減排，基于此，可以通過優化爐頂裝料的方式來做到對煤氣的回收（如圖1所示）：

高爐煉鐵過程中，爐頂壓力通常為200kPa～300kPa，而存在于煤氣管網之中的煤氣大約為12kPa的壓力。那么這里就會存在著巨大的壓力差，正因為有壓力差所以能夠為回收料罐的煤氣提供了持續的動力，從而實現了回收的目標，且煤氣回收率能夠達到90%;從理論上來講，如果增設一個抽負壓裝置，則可以達到100回收。

3.2 提高風溫，控制經濟損失

在進行高爐煉鐵生產的過程中，需要保證能夠為其提供大量且穩定的熱量，否則可能會讓高爐煉鐵生產的質量大打折扣，高爐煉鐵生產中所需要的熱量，大多來自于燃料燃燒所產生的熱量和通過熱風爐鼓風所帶入其中的熱量。如果鼓風能夠為高爐煉鐵生產帶來的熱量較多，那么在高爐煉鐵的過程中對燃料的需求會相對減少，進而可以達到降低燃料比的效果。所以由此可以得出提高風溫可以將燃料比有效降低，進而可以降低生產的成本，為鋼鐵企業帶來更多的經濟利益。風溫的提高不可以隨意提高，應該按照一定的經驗公式將其嚴謹地控制在一定的范圍當中，否則可能會對生產人員帶來生命安全的威脅，而且會對鋼鐵企業的設備造成一定的損害，進而給鋼鐵企業帶來一定的經濟損失。

3.3 降低鼓風濕度，保證安全可行性

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。

3.4 改善燃燒效果，降低損害能力

為了有效降低高爐煉鐵的燃料比可以通過改善燃燒效果這一方式，提高燃燒率，也是現代高爐煉鐵在生產過程中主要采用的方式之一，其可以有效提高燃料的利用率，而且能夠讓高溫燃氣帶來的物理熱能和化學能得到充分的利用，有效地避免了不必要的浪費，讓生產的成本也得到了一定的降低。如此一來，也是對高溫燃氣的有效利用，讓爐頂的溫度得到降低和控制。為了讓燃料的燃燒效果盡可能的得到增強，需要保證礦物粉末能夠充分的燃燒，讓風溫和含氧量以及頂壓都能維持較高的標準。除此之外，還可以讓系數和冶煉的強度得到有規律的利用，注意提高冶煉強度的時候一定要重視高利用系數所帶來的對設備的損壞能力，否則有可能會造成一定的安全事故頻發。

4 結語

綜上所述，隨著環境保護意識的逐步增強，作為推動國民經濟發展主要力量的鋼鐵工業也必須主動積極在生態環境保護方面下功夫，如何減排成為高爐煉鐵必須高度重視的問題。因此，必須要加強對生態環境的保護以及能源資源消耗的控制。冶金行業高爐是能源消耗以及環境污染的重災區，需要采取有效的手段和措施進行行業整體的控制和節能減排，促進社會經濟朝向健康、平穩以及可持續的方向發展。

參考文獻：

[1]沈峰滿.煉鐵系統節能減排研究[A].中國金屬學會.2012年全國煉鐵生產技術會議暨煉鐵學術年會文集（下）[C].中國金屬學會：中國金屬學會，2012：5.

（作者單位：河鋼宣鋼煉鐵廠）