降低高爐煉鐵燃料比的技術工藝研究

劉思佳

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司煉鐵廠，山東 濟南 271104）

高爐煉鐵技術的進步與發展，在高爐煉鐵燃料比降低方面起到了良好的作用。高爐煉鐵過程中，相關工作人員需要采用針對且有效的技術工藝，緩解煉鐵燃料短缺問題，并科學合理地配置燃料資源，從而節約生產成本，提升鋼鐵質量。

1 降低高爐煉鐵燃料比概述

1.1 高爐煉鐵燃料比現狀

高爐煉鐵企業迅速發展，數量、規模不斷擴大，已經成為我國重要企業類型之一，對國民經濟的發展有著較大影響。我國高爐煉鐵技術不斷進步和完善，現將高爐煉鐵燃料比有效控制在527.35 kg/t 左右。但是國際上高爐煉鐵的較高燃料比水平為450～500 kg/t 左右，這樣看來，我國高爐煉鐵燃料比和國際較高水平間還存在一定差距[1]。因此，我國需要加大相關技術工藝的研究力度，實現高爐煉鐵燃料比的不斷改進和完善，不斷挖掘高爐煉鐵節能環保內在潛力，同時積極學習國際先進技術。我國在降低高爐煉鐵燃料比的過程中，應選擇相適應的高爐煉鐵工藝，不斷優化技術和流程，從而有效降低高爐煉鐵燃料比，達到國際先進水平。

1.2 降低高爐煉鐵燃料比重要性

高爐煉鐵利用率屬于高爐煉鐵生產中的主要技術指標之一，燃料比利用系數的數值越高，體現出高爐煉鐵的實際生產率越高，可為企業創造更多的經濟效益。相關工作人員采用提高裂解強度、降低燃料比等措施，有效提升高爐煉鐵的利用率。我國高爐煉鐵企業在建設發展過程中，為了提升高爐煉鐵強度，不斷增加煉鐵設備和高爐進風量，在一定程度上增加了企業經濟壓力，同時在實際生產中消耗大量能源，對企業健康、長久發展產生不良影響。降低高爐煉鐵燃料比屬于高爐煉鐵生產中的主要環節，可有效減少能源損耗，積極貫徹國家環保節能和可持續發展理念，同時也可有效減少企業生產成本，為企業長遠發展提供有力的支持和保障。

1.3 降低高爐煉鐵燃料比途徑

現階段，降低我國高爐煉鐵燃料比主要是為了提升高爐燃燒效果，減少熱量損失，提升高爐煉鐵利用率，減少實際成本，促進燃料循環利用，從而達到良好的節能環保效果。我國降低高爐煉鐵燃料比途徑主要包含以下兩種：

1）工作人員采用增加高爐熱量攝入的方式改變高爐燃燒效果，可有效提升高爐煉鐵的熱量和效率，同時采用該種途徑可提升煉鐵風溫和富氧率、增加原燃料供應量，獲得良好的高爐煉鐵燃燒效果；

2）工作人員通過減少硅的還原效率來有效減少高爐煉鐵過程中的熱量輸出，和該理論相符合的途徑是應用低硅冶煉工藝，該途徑可有效減少熱量損失，進而提升熱能利用效率。

2 降低高爐煉鐵燃料比的技術工藝

2.1 保證原料質量安全

我國高爐煉鐵企業不斷地擴大生產規模，出現了較多大型高爐，對冶煉強度、焦炭熱反應具有較高要求。焦炭的熱反應性CRI≤26%，熱反應之后的強度CSR≥66%。因此，相關工作人員在實際工作中要嚴格控制高爐煉鐵過程中的強度和燃料質量，以保證原材料質量，如燒結礦、球團礦的強度，燒結礦的堿度等。高爐煉鐵生產過程中采用的鐵礦石品質要高，這樣才能有效制成高強度、冶金性能良好的材料。原材料質量對高爐煉鐵過程的質量和效率具有決定性影響，同時可減少熱量的消耗，保證原料在實際應用過程中物理和化學性能的穩定性，防止高爐冶煉之后出現相關有害化學物質，對人們產生不良影響。在降低高爐煉鐵燃料比的過程中，需全面落實應用品質較高的原材料，以提升原料的使用性能和精細度，最大程度地減少高爐煉鐵能源損耗和生產成本。

2.2 低硅冶煉技術工藝

降低高爐煉鐵燃料比的過程中，采用低硅冶煉技術工藝，能夠有效減少生產成本，且能很好滿足少渣冶煉的實際需求，減少高爐煉鐵水中的含硅量，同時也是脫磷工藝的主要技術條件。該技術工藝在實際應用過程中，可以通過控制硅的來源來有效減少爐料中二氧化硅的實際含量，進而有效減少煤和焦炭中的灰分；同時通過有效抑制鐵水吸硅量來發揮低硅冶煉技術工藝的重要應用優勢和價值。由于鐵水吸硅過程主要在爐內滴落帶完成[2],因此工作人員可以采取控制爐料結構、軟熔帶高度等相關措施，有效降低鐵水的吸硅量。此外，在采用該技術工藝時，要科學合理地加快高爐缸的脫硅反應速度，適當調整爐渣內堿度、氧化鎂含量，同時有效控制鐵水中二氧化硅活性度，以實現良好的低硅冶煉效果。

2.3 增加爐頂壓力，減小爐內壓差

高爐煉鐵過程中,爐頂壓力能夠有效促進煤氣在大爐內停留更多時間，進而增加鐵礦石和煤氣之間的接觸時間，實現原燃料和爐內煤氣的持續接觸，促使原燃料達到充分燃燒的效果，同時可增加高爐內部原燃料需要的熱量值，在原燃料之間發生化學還原反應。在降低高爐煉鐵燃料比的過程中，工作人員應有效增加爐頂壓力，降低爐內壓差，從而減小高爐煉鐵中氣流的實際流動速度。流動速度小，會大大減少高爐內部的灰塵數量，并促使灰塵在高爐內部不斷積壓，從而有效提高高爐內部煤氣流溫度。當高爐內部的溫度上升時，能夠有效減少原燃料的消耗。結合相關實驗驗證，充分表明了高爐內低壓每提升10 kPa，就會相對應減少10～50 kg 的原燃料消耗，進而有效提升高爐煉鐵質量及效率，保證高爐低硅煉鐵可獲得預期理想的效果，并能加快二氧化碳的化學還原反應，大大降低高爐煉鐵燃料比。高爐煉鐵過程中，原燃料燃燒情況如圖1 所示。

圖1 高爐煉鐵生產爐內原燃料燃燒圖

2.4 增加高爐煉鐵風溫

高爐煉鐵過程中離不開大量熱量的支持和保障，熱量主要來源于爐內原燃料燃燒過程中釋放的熱量，以及鼓風機吹入的風溫。當鼓風機吹入風的熱量高時，爐內氧氣含量會大量增加，可使煤粉的實際燃燒率有所提升，同時，可有效降低高爐煉鐵燃料比，提升燃料的實際利用效率，減少燃料消耗量，降低生產制造成本，更加滿足新時代節能環保的方針要求。結合相關實驗表明，高爐煉鐵中，在風溫升高100 ℃的情況下，高爐煉鐵燃料比就會降低15～25 kg/t。高爐煉鐵過程中，提升爐內風溫能夠促進爐內區間變窄，提升高爐煉鐵過程中需要的熱量，有效改善爐內燃料透氣性，實現良好的節能減排及環保效果。

2.5 增加煤氣二氧化碳含量

在高爐煉鐵過程中，增加高爐煤氣二氧化碳含量也是降低爐內煉鐵燃料比的主要措施，該方法可不斷加速鐵礦石間接還原反應速度，促進高爐鐵礦石不間斷冶煉，可使煉鐵燃料比下降10 kg/t。此外，高爐煉鐵中煤氣二氧化碳含量增加，將有效改善煤氣氣流分布，合理有效分布煤氣中原燃料，還可及時有效地向爐內原燃料傳遞鼓風吹進的風熱量。高爐煉鐵企業在采用該技術工藝的過程中，可應用新型爐頂材料設備，有效吸入空氣中二氧化碳，進一步保證φ（CO2）達到22%～24%，從而促使高爐煉鐵過程中具有多樣化的原燃料，提升煉鐵質效。

2.6 提升高爐內溫度，降低鼓風濕度

高爐煉鐵過程中，工作人員要合理管控爐內溫度，以保證其生產產品質量。鼓風中水分含量由于晝夜溫度的不同呈現出不同程度的轉變，造成高爐中溫度波動較大，而溫度差較大會對高爐煉鐵過程、產品質量產生不良影響。因此，工作人員需要結合實際情況適當降低鼓風濕度，創造更加優質的高爐煉鐵環境，同時將爐內溫度控制相應范圍之內，以保證產品質量。

3 結語

高爐煉鐵企業采用相關工藝技術，有效降低高爐煉鐵燃料比。在保證產品質量的基礎上，有效減少了生產成本，創造出更多的經濟和生態效益，從而促進了該企業的長久穩定發展。