魏萬虎

（酒鋼集團榆中鋼鐵有限公司，甘肅 蘭州 730104）

自改革開放以來，我國重工業(yè)發(fā)展規(guī)模逐漸擴大，并成為促進我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要領(lǐng)域之一。而煉鐵作為鋼鐵產(chǎn)業(yè)中的重要工作內(nèi)容之一，能夠直接關(guān)系鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r。尤其近年來，經(jīng)濟市場對鋼鐵產(chǎn)品需求量逐漸增多，并且對其生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率提出更高需求。在這一發(fā)展背景下，鋼鐵產(chǎn)業(yè)為了滿足社會需求，廣泛運用高爐冶煉煉鐵技術(shù)，在一定程度上提高了煉鐵質(zhì)量和效率[1]。由此可見，高爐冶煉煉鐵技術(shù)已經(jīng)成為推動鋼鐵產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的必要途徑。想要充分發(fā)揮高爐冶煉煉鐵技術(shù)的作用和價值，需要鋼鐵企業(yè)在應(yīng)用該技術(shù)時能夠嚴格按照工藝流程進行作業(yè)，并且在提高質(zhì)量和產(chǎn)量的同時做好環(huán)境污染控制工作，從而為推動鋼鐵行業(yè)健康發(fā)展提供保障。

1 高爐冶煉煉鐵技術(shù)概念

1.1 結(jié)構(gòu)分析

高爐是高爐冶煉煉鐵技術(shù)中的主要設(shè)備之一，其在設(shè)計方面具有獨特性和技巧性特征。高爐外形為圓筒形，并設(shè)有出風(fēng)口、排氣口以及煉鐵進出口。在煉鐵作業(yè)過程中，需要技術(shù)人員將原材料投入高爐上端入口，通過冶煉制作，將鋼鐵產(chǎn)品從高爐下端排出。由于礦石強度較高，在冶煉過程中需要極高溫度。因此需要高爐具備較強的耐火性。另外，在煉鐵作業(yè)中，除高爐設(shè)備外，還需應(yīng)用其他設(shè)備輔助操作，從而保證煉鐵作業(yè)能夠有序完成[2]。高爐在運行過程中，在高溫高火作用下，爐內(nèi)的礦石分子結(jié)構(gòu)會不斷分解，并與還原劑充分結(jié)合，從而形成鋼鐵產(chǎn)品。同時，在鋼鐵冶煉過程中會產(chǎn)生大量碎鐵、廢渣，需要通過高爐排出口排出。

另外，高爐作為煉鐵作業(yè)中的主要設(shè)備，其運行狀態(tài)直接影響作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性，因此，檢查高爐運行狀態(tài)也是煉鐵作業(yè)中必不可少的流程之一，燃燒器作為高爐中的核心設(shè)備，在長期投入運行過程中容易產(chǎn)生故障問題，因此需要鋼鐵企業(yè)定期做好燃燒器維護檢修和質(zhì)量評估工作，保證其運行正常。另外，在煉鐵過程中，如果發(fā)現(xiàn)高爐發(fā)生故障，需要鋼鐵企業(yè)聘請專業(yè)團隊對其進行分析和維修，避免操作不當(dāng)引發(fā)安全事故。

1.2 工藝流程簡述

高爐冶煉煉鐵技術(shù)具有專業(yè)性和復(fù)雜性特點，在實際應(yīng)用過程中需要嚴格按照技術(shù)規(guī)范和工藝流程進行作業(yè)。了解其工藝流程具有重要作用。簡單來說，高爐冶煉煉鐵技術(shù)可以分為四個部分，分別為：上料、裝料、通風(fēng)、廢氣廢渣排出與凈化[3]。高爐煉鐵過程中會產(chǎn)生大量廢渣和煤氣，需要將其全部排出。但結(jié)合現(xiàn)階段鋼鐵企業(yè)煉鐵作業(yè)實際情況來看，由于煤氣凈化需要投入一定的人力、物力和財力，導(dǎo)致部分部分鋼鐵企業(yè)存在重視鋼鐵練出，忽略煤氣凈化等問題。然而，在煉鐵作業(yè)中凈化煤氣具有重要作用，也是必不可少的工藝流程，能夠降低企業(yè)煉鐵產(chǎn)生的污染，從而實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)節(jié)能生產(chǎn)需求。所以，企業(yè)在鋼鐵冶煉過程中需要重視煤氣凈化工作的重要性，保證煉鐵作業(yè)安全、有序進行。

具體對高爐冶煉煉鐵技術(shù)的工藝流程進行分析，可以分為以下幾點：第一，上料。需要技術(shù)人員結(jié)合生產(chǎn)需求以及高爐肉容量大小，判斷原材料投放分量，并將原材料輸送到高爐內(nèi)部。一方面可以保證煉鐵質(zhì)量滿足工藝標(biāo)準(zhǔn)，另一方面可以節(jié)約原材料，降低企業(yè)成本支出，第二，裝料。技術(shù)人員需要將原料按照科學(xué)比例進行分配，并全部裝入高爐設(shè)備中。保證原材料充分利用，從而為提高煉鐵質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ)。第三，通風(fēng)，高爐煉鐵過程中通過通風(fēng)系統(tǒng)，可以為高爐內(nèi)部提供充足氧氣，保證煉鐵作業(yè)順利進行。其通風(fēng)原理是通過熱風(fēng)機加熱空氣，使原材料能夠在高溫作用下冶煉。第四，廢渣、煤氣排出與凈化。這一流程也是最重要的一步，因為高爐煉鐵過程中會產(chǎn)生大量煤氣，如果處理不當(dāng)會導(dǎo)致煤氣進入大氣，對環(huán)境和人類造成一定危害，為了避免這一問題，企業(yè)需要采取措施做好凈化工作，一方面為促進企業(yè)持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，另一方面減少煉鐵作業(yè)對社會造成的不良影響[4]。

1.3 高爐冶煉煉鐵技術(shù)探究目的

近年來，我國給予重工業(yè)發(fā)展高度重視，鋼鐵企業(yè)作為重工業(yè)中的重要組成部分，雖然對提高我國社會經(jīng)濟效益有重要作用，但是在煉鐵作業(yè)中卻存在較為嚴重的資源消耗和環(huán)境污染問題。因此，本文針對高爐冶煉煉鐵技術(shù)進行探究，其目的主要是在保證鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)出量的同時，降低能源消耗，提高環(huán)境保護水平，為推動鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

2 高爐冶煉煉鐵技術(shù)的具體運用

2.1 利用熱壓含碳球團煉鐵

高爐冶煉煉鐵技術(shù)在應(yīng)用過程中需要消耗大量能源。由于近年來我國資源能源處于緊缺狀態(tài)。為了在保證鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量滿足市場需求的同時減少能源消耗，需要在煉鐵過程中充分利用熱壓含碳球團。從而實現(xiàn)礦物資源多次利用需求，有效提高資源利用率。具相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，在煉鐵時采用熱壓含碳球團，如果其含量超出30%，鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)量也會相對增加，同時會減少廢鐵、廢渣的產(chǎn)出量[5]?？梢钥闯?，在高爐冶煉煉鐵技術(shù)中應(yīng)用熱壓含碳球團具有重要意義。

熱壓含碳球團主要制作過程中分為以下幾點：第一，預(yù)熱煤粉和礦粉，保證預(yù)熱溫度滿足工藝需求，使原料可以在溫度作用下充分融合。第二，將原料進行充分攪拌，保證攪拌均勻，并適當(dāng)升高溫度。第三，采取措施處理熱壓塊，最終形成熱壓含碳球團。

2.2 控制高爐內(nèi)部頂壓和含氧量

高爐煉鐵過程中，受高溫影響，高爐內(nèi)部爐頂會產(chǎn)生巨大壓力，為了保證煉鐵作業(yè)安全、高效展開，需要技術(shù)人員能夠科學(xué)、合理的控制爐內(nèi)頂壓。具體來說，高爐在煉鐵過程中，爐頂會存在一定的壓力承受限度，技術(shù)人員需要在操作過程中盡可能將壓力控制在允許范圍內(nèi)，從而為鋼鐵產(chǎn)出奠定基礎(chǔ)。另外，爐內(nèi)頂壓增加，會對高爐內(nèi)部的氣體產(chǎn)生或多或少的影響，從而加劇煤氣凈化的難度和挑戰(zhàn)。與此同時，在煉鐵作業(yè)中，煤氣會與礦物質(zhì)充分接觸，接觸時間越長，鋼鐵產(chǎn)出量也會越多。因此，技術(shù)人員在煉鐵過程中不僅要控制好爐內(nèi)頂壓，還要保證爐內(nèi)氧氣含量充足。一旦氧氣不夠，將會導(dǎo)致爐內(nèi)原材料應(yīng)燃燒不充分產(chǎn)生有害氣體，不僅增加了凈化難度，還加劇了環(huán)境污染問題。由此可見，合理控制爐內(nèi)頂壓和含氧量對提高鋼鐵企業(yè)煉鐵質(zhì)量和產(chǎn)量有重要影響。

2.3 維持高風(fēng)溫

風(fēng)溫是影響該高爐煉鐵質(zhì)量和效率的重要因素之一，在練鐵過程中，如果風(fēng)溫不能滿足煉鐵需求，會增加能源消耗量。結(jié)合冶鐵經(jīng)驗以及相關(guān)資料總結(jié)，在高爐煉鐵過程中，最好將風(fēng)溫控制在1000℃左右，在條件允許的情況下，可以將風(fēng)溫上升到1200℃左右。由于我國重工業(yè)發(fā)展相對與發(fā)達國家而言起步較晚，雖然近年來在科學(xué)技術(shù)推動下得到了進一步優(yōu)化和完善，但是風(fēng)溫最高溫度仍然與發(fā)達國家存在一定距離[6]。因此，在高爐煉鐵過程中，想要時刻維持風(fēng)溫，需要通過熱風(fēng)爐實現(xiàn)，雖然熱風(fēng)爐在運行過程中會消耗大量能量，但是能夠充分滿足高爐煉鐵需求。現(xiàn)如今，鋼鐵企業(yè)較為常用的熱風(fēng)爐有兩種，一種為頂燃式熱風(fēng)爐，另一種為蓄熱式熱風(fēng)爐。其中頂燃式熱風(fēng)爐應(yīng)用效果更好，可以充分利用氣體，并且溫度能夠達到1300℃左右。而蓄熱式熱風(fēng)爐雖然溫度同樣可以達到1300℃，但是無法充分利用氣體，因此應(yīng)用率相對較低。

2.4 高爐結(jié)瘤的原因和解決措施

高爐在長期投入使用過程中，不可避免會產(chǎn)生結(jié)瘤問題。其主要成因是在高爐煉鐵過程中，爐內(nèi)溫度較低，導(dǎo)致高爐內(nèi)部氣體不穩(wěn)定，從而形成結(jié)瘤，附著在高爐爐壁中，嚴重影響了高爐的運行效果，不利于提高煉鐵質(zhì)量和效率。為了改善高爐結(jié)瘤問題，需要針對性采取措施解決。具體來說，技術(shù)人員需要結(jié)合結(jié)瘤形成的原因，通過升高爐內(nèi)溫度的方式，保證爐內(nèi)氣體穩(wěn)定，從而為提高煉鐵質(zhì)量和煉鐵效率提供保障。另外，針對一些比較頑固的結(jié)瘤，需要鋼鐵企業(yè)采用炸瘤措施進行處理。具體操作是找到爐內(nèi)結(jié)瘤的位置，并取用一定劑量的炸藥，如此不僅能將結(jié)瘤全部去除，還可以維持爐內(nèi)溫度，從而充分保證高爐的運行效率。

2.5 燃燒焦炭

一般情況下，高爐煉鐵過程中，需要保證溫度在1800℃～1900℃之間，才能夠滿足煉鐵需求。鐵可以在高溫作用下更好的完成氧化反應(yīng)。為了滿足這一目標(biāo)，需要技術(shù)人員不斷向高爐內(nèi)部投放焦炭，保證高爐溫度適中維持平衡狀態(tài)。同時，在煉鐵過程中，如果焦炭達到風(fēng)口，會導(dǎo)致焦炭產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，并生成大量二氧化碳。二氧化碳不斷增加的同時，氧氣也會減少，使得二氧化碳形成氫氣和一氧化碳，這也是高爐煉鐵過程中不可不或缺的化學(xué)反應(yīng)之一。

3 結(jié)語

綜上所述，近年來，經(jīng)濟市場對鋼鐵產(chǎn)品需求量逐漸增多，為鋼鐵企業(yè)帶來了廣闊發(fā)展機遇，為了滿足市場需求，鋼鐵企業(yè)在煉鐵過程中廣泛應(yīng)用高爐冶煉煉鐵技術(shù)，雖然該技術(shù)在使用過程中有利于提高煉鐵效率和煉鐵質(zhì)量，但是會消耗大量資源，并造成嚴重環(huán)境污染，為了保證鋼鐵企業(yè)在提高產(chǎn)出量的同時實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，本文結(jié)合高爐冶煉煉鐵技術(shù)的概念及具體運用進行詳細分析，希望能夠為更好的應(yīng)用高爐冶煉煉鐵技術(shù)奠定基礎(chǔ)。