降低高爐煉鐵燃料比的技術工藝研究

陳永衛

（淮鋼特鋼股份有限公司煉鐵廠，江蘇 淮安 223002）

隨著近幾年高爐煉鐵技術的不斷發展，我國高爐煉鐵在降低燃料比方面已經取得了一定的進步和幫助，通過提高爐鐵風溫、提高原材料質量。提高爐頂壓力、提高二氧化碳含量、提高富氧量、降低鼓風濕度，提高爐內溫度、采用低硅工藝技術等對策降低高爐煉鐵燃料比。高爐煉鐵技術會導致在煉鐵過程中產能嚴重過剩，煉鐵燃料出現較為緊缺的問題，為了降低高爐煉鐵的生產成本，需要緊急尋找其他燃料品種，燃料資源進行優化配置，從而達到降低生產成本以及提高鋼鐵質量的目的。高爐煉鐵已經成為了我國重要的企業，保持高爐企業長期穩定運行是改善高爐煉鐵技術的前提，因此高爐煉鐵企業需要依照實際煉鐵條件來研究高爐煉鐵的操作技術，在保證高爐順利運行的基礎上，降低燃料比，降低高爐煉鐵的生產成本。

1 降低高爐煉鐵燃燒比的重要意義

高爐煉鐵利用率是高爐煉鐵生產力中的一項重要技術指標，燃料比利用系數的數值越高，則代表高爐煉鐵的生產率越高能，夠給高爐煉鐵企業創造的經濟效益也就越高，要想有效的提高高爐煉鐵的利用率，就需要采取提高裂解強度或者降低燃料比的方法。近幾年高爐煉鐵企業正在不斷發展，提高高爐煉鐵強度需要加強煉鐵設備、增加高爐進風量，這些舉措無疑是給高爐煉鐵企業增加經濟負擔，同時也會消耗大量的能源，不利于高爐煉鐵企業的長遠發展。因此降低高爐煉鐵燃料比成為了高爐煉鐵生產的重要環節，不僅僅可以有效的節能減耗，響應國家的大政方針，還能夠有效的降低高爐企業的生產成本，有利于企業的長遠發展，由此可見，降低高爐燃料比以提升高爐企業的利用系數，實現高爐企業的產能和經濟效益的提高。

2 我國高爐煉鐵燃料比的現狀及降低途徑

2.1 我國高爐煉鐵燃料比現狀

隨著我國經濟的不斷發展，高爐煉鐵企業已經成為了我國的重要企業之一，高爐煉鐵企業也在不斷發展，數量在不斷增加。通過調查可知，我國高爐煉鐵技術已經逐漸完善，并且將高爐煉鐵燃料比控制在每噸527.35 千克左右，但是與國際上較高水平的高爐煉燃料比：每噸450kg～500kg 左右還存在一定的差距，由此可見，我國高爐煉鐵燃料比還需要進一步完善。雖然目前我國高爐煉鐵技術已經較為先進，但是還需要不斷挖掘高爐煉鐵節能環保的潛力，并且向國際先進技術不斷靠近，需要采用適當的高爐煉鐵工藝，優化高爐煉鐵技術以及流程，從而有效的降低高爐煉鐵燃料比從而達到國際先進鏈接水平。

2.2 降低我國高爐煉鐵燃料比的途徑

目前，降低我國高爐煉鐵燃料比的途徑有兩種，一種是通過改變高爐燃燒效果來增加高爐熱量的攝入，從而有效的提高高爐煉鐵中的熱量和燃燒效率，采用這種方法的途徑可以是提高煉鐵風溫、提高煉鐵富氧率、加大原燃料的供應量從而實現改善高爐煉鐵燃料效果。另一種是通過減少硅的還原降低高爐中的熱量損失，間接的提高高爐煉鐵的還原效率來減少高爐煉鐵過程中的熱量輸出，與此理論相對應的途徑是采用低硅冶煉工藝，通過熱量損失的減少來提高熱能的利用率。提高高爐燃燒效果和減少熱量的損失都在降低我國高爐煉鐵燃料比的有效途徑，可以實現提高高爐煉鐵的利用率，從而降低高爐煉鐵的成本，實現燃料的循環利用。

3 降低高爐煉鐵燃料比的具體技術工藝分析

3.1 提高煉鐵風溫

高爐煉鐵的過程中需要大量的熱量，熱量來自于爐內燃料燃燒時釋放的熱量以及鼓風機吹入的風溫，若是鼓風機吹入的風熱量越高則會為爐內帶來大量的氧氣，煤粉的燃燒率就會越高，同時也會大大的降低高爐煉鐵的燃料比。因此需要在高爐煉鐵中提高煉鐵的風溫同時可以提升煉鐵燃料比，不但能夠大大節省了大量的燃料還能夠減少投入的成本，符合當前高爐企業節能減排、綠色環保的方針。根據實現驗者若是高爐煉鐵中的風溫升高100℃，則會導致高爐煉鐵燃料比降低每噸15kg～25kg，由此可見，高爐煉鐵提高爐內風溫能夠使爐內的區間變窄，大大提高煉鐵過程中所需的熱量，改善高爐燃料的透氣性和實效性，是高爐煉鐵企業實現節能減排的重要工藝。

3.2 提升原料質量

隨著我國高鐵冶煉企業生產規模的不斷擴大，大型的高爐數量正在日益增多，并且對于焦炭熱反應以及冶煉強度提出了更高的要求，因此需要嚴格控制高爐煉鐵過程中的強度和燃料質量。高爐煉鐵過程中需要保證原材料的質量，燒結礦與球團礦的強度要高，燒結礦的堿度要高，唯有品位高的鐵礦石才能夠制成強度高、冶金性能好的材料。質量較好的原材料才能夠保證高爐煉鐵過程中的效率和質量，質量較好的原材料可以消耗更少的熱量，并且原材料的物理和化學性能相對穩定，可以避免高爐煉鐵之后產生有害的化學物質。首先可見貫徹和落實質量較高的原材料，保證原材料的精細和性能，才能夠有效的降低高爐煉鐵的能耗與生產成本。

3.3 提高爐頂壓力

爐頂壓力可以保證高爐煉鐵過程中的煤氣大爐內滯留更長的時間，從而讓鐵礦石與煤氣之間的接觸時間不斷增加，可以讓原燃料與爐內煤氣不斷接觸，讓原燃料實現充分燃燒，增加高爐內原燃料所需要的熱量值，加速原燃料之間的化學還原反應。提高爐頂壓力可以有效的降低高爐煉鐵中的氣流流動速度，流動速度一旦減小，就會大幅度減少高爐的灰塵數量，灰塵數量在爐內進行積壓，從而能夠增加高爐內煤氣流的溫度，高爐內的溫度一旦上升就會減少了原燃料的利用，根據實驗驗證驗證，顱內抵押提高10kPa 則會減少10kg～50kg 的燃料，提高高爐煉鐵的質量和效率，提升高爐煉鐵低硅工藝的效果，加速二氧化碳的化學還原反應，推動降低高爐煉鐵燃料比。

圖1 煉鐵高爐內燃料燃燒示意圖

3.4 提高煤氣中二氧化碳含量

提高高爐煤氣中二氧化碳的含量，也是降低高爐煉鐵燃料比的重要環節，二氧化碳的含量能夠有效的加快鐵礦石的間接還原反應速度，若是間接還原反應速度加快，則可以高爐中的鐵礦石不斷冶煉，煉鐵燃料比較下降每噸10 千克。提高媒氣中二氧化碳的含量可以優化高爐內煤氣的氣流分布，科學合理的分布煤氣中的原燃料，將鼓風中吹入的風熱量及時傳遞到原燃料。為了有效提高高爐煉鐵過程中的二氧化碳含量，高爐企業可以采用先進的爐頂材料設備，充分吸入空氣中的二氧化碳，在高爐中保證二氧化碳的含量達到22%～24%，從而能夠在高爐煉鐵過程中讓原燃料呈現出多樣化、形式化，保證高爐煉鐵的質量和效率。

3.5 提高鼓風富氧率

富氧率主要是指高爐煉鐵過程中的氧氣濃度，高爐企業在煉鐵過程中會氧氣的含量會增加爐體內煤氣中的一氧化碳濃度，一氧化碳過高會提高高爐煉鐵的原燃料燃燒效率，提升單位體積內高爐煤氣的熱量以及化學能起到了節能減排、綠色環保的目的。氧氣排量的情況就會大大的促進原來料的有效燃燒，每當高爐內的負氧率提高1%，高爐煉鐵的燃料比就會下降0.5%，煉鐵的產量則會增加5%，這就大大的降低了高爐煉鐵的熱損耗，抑制高爐爐內煤氣的產出量，減少高爐煉鐵中的熱量損失。雖然提高提高鼓風富氧率可以促進高爐煉鐵的質量和效率，但是不是高爐腹內的煤氣量達到上限，在增加高爐爐內中的富氧率則不會產生增產效果，因此富氧率的增加值不疑過高需要適當控制。

3.6 降低鼓風濕度，提高爐內溫度

高爐煉鐵中需要適當控制高爐內的溫度，才能夠控制高爐煉鐵的產品質量，高爐煉鐵的過程中鼓風中的水分含量會因為晝夜溫差的溫度發生不同的變化，導致高爐中的溫度波動較大。由于較大的溫度差才會影響到高爐煉鐵的過程和產品質量。為了避免較大溫度差影響到高爐的煉鐵過程，因此需要在高爐煉鐵的過程中降低鼓風的濕度，有效的改善高爐煉鐵的環境。降低鼓風濕度可以保證高爐內的溫度在一定的范圍內，對提高產品質量也具有一定的促進作用，并且這種方法在晝夜溫差較大的地區是十分適用的，可以有效的降低高爐煉鐵中的燃料。

3.7 采用低硅冶煉工藝

低硅冶煉工藝是高爐煉鐵生產過程中的重要技術，隨著我國高爐煉鐵技術的不斷發展，低硅冶煉技術正在受到高爐煉鐵企業的重視與關注，并且有效的降低我國高爐煉鐵燃料比。當高爐煉鐵中的含硅量不斷降低時，高爐煉鐵的成本也在不斷的下降，同時還能夠在冶煉過程中滿足少渣的需求。為了完善高爐煉鐵中低硅冶煉工藝，需要通過控制硅的來源、控制鐵水的吸硅量、提高爐內的脫硅反應等對策來適當的控制高爐煉鐵中的低硅工藝，調整二氧化硅的活性度，進而提高高爐爐缸的脫硅反應。

4 結語

綜上所述，為了有效的提高高爐煉鐵企業的生產效益和經濟效益，降低高爐煉鐵的燃料比是高爐煉鐵生產過程中的重要環節，也是響應我國節能減排、綠色環保的大政方針，唯有有效降低高爐煉鐵燃料比才能夠促進我國煉鐵企業的持續發展。目前我國高爐煉鐵企業掌握了先進的煉鐵技術，并且在不斷完善高爐煉鐵技術中不斷靠近國際先進水平，因此完善降低高爐煉鐵技術才能夠為我國鋼鐵企業帶來更高的經濟效益。對于高鐵煉鐵企業來說，在高爐煉鐵過程中需要不斷優化煉鐵技術，創新工藝方法，積極借鑒先進的煉鐵工藝，降低高爐煉鐵燃料比，促進高爐冶煉企業的長久發展和可持續發展。