胡雪松

（河鋼股份有限公司承德分公司，河北 承德 067000）

鋼鐵企業(yè)通常會選用高爐煉鐵的方式，煤炭資源作為重要的煉鐵能源，所以煉鐵、資源、能源以及環(huán)保方面的聯(lián)系比較緊密。尤其是近些年，我國生鐵生產(chǎn)量快速增多，高爐類型逐步轉(zhuǎn)換為規(guī)模較大的設備，在焦炭方面的標準也逐漸的嚴苛，品質(zhì)較好的煉焦煤的存儲量在逐步的降低，焦化依然是煉鐵操作的重要環(huán)節(jié)，焦化、高爐與燒結(jié)能量消耗最高能夠到達百分之七十。同時，鋼鐵生產(chǎn)過程中同樣會釋放出其它污染物質(zhì)，譬如二氧化硫，在很大程度上破壞了生態(tài)環(huán)境。總之，能源和環(huán)境問題是如今抑制我國鋼鐵行業(yè)發(fā)展的重要條件，節(jié)約能源與降低排放是鋼鐵企業(yè)必須解決的問題。

1 高爐煉鐵系統(tǒng)節(jié)能減排的必要性

如今全球氣候變暖，并且能源儲備量逐漸降低，使得人們開始關(guān)注天氣變暖與能源損耗的問題，降低二氧化碳的釋放量是目前急需解決的問題。之前，國際上一百多個國家一起簽署了《巴黎協(xié)定》，此協(xié)議表明全球均開始關(guān)注氣溫上升問題，并且制定了解決措施。而我國把污染治理當作首要任務，國家相關(guān)單位對于鋼鐵煉制過程中能源的節(jié)約與排放降低工作的關(guān)注逐漸增加，鋼鐵冶煉需要強化工藝的改善與框架的調(diào)整，全力進行環(huán)保操作，推動鋼鐵冶煉穩(wěn)定的進步。高爐煉鐵技術(shù)是一項歷史悠遠的技術(shù)，依舊是后續(xù)鋼鐵冶煉的中心，鋼鐵煉制環(huán)節(jié)主要包含焦化、高爐、燒結(jié)以及球團，此類環(huán)節(jié)中損耗的能源大約為整體流程的百分之七十三點五，污染物質(zhì)的排放量超過百分之七十。所以鋼鐵生產(chǎn)廠開展節(jié)能減排期間最為重要的環(huán)節(jié)為高爐冶煉環(huán)節(jié)。采用節(jié)能減排工藝，持續(xù)的優(yōu)化鋼鐵冶煉技術(shù)，能夠確保節(jié)能減排取得良好效果。

2 高爐煉鐵系統(tǒng)節(jié)能減排技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 高爐噴吹生物質(zhì)和木炭技術(shù)

生物質(zhì)作為高爐煉鐵行業(yè)中比較新穎的有機能源，所有具有生命體征的生物在成長過程中均能夠借助新陳代謝生成此能源，譬如動物、植物與微生物。依據(jù)多次的試驗結(jié)果能夠看出，在熱解操作的條件下，此能源對于二氧化碳的釋放情況能夠展現(xiàn)出有效的管控作用。碳化溫度作為此方法完成的重要條件，因此能夠展現(xiàn)良好的節(jié)能減排功效。如今，國內(nèi)在進行高爐煉鐵期間經(jīng)常會應用這種能源，借助此種能源的應用，可以有效的縮減高爐煉鐵期間的投入。因此，此種方法取得了鋼鐵冶煉的好評。生物質(zhì)能源能夠彌補其它能源的不足，譬如原料還原水平的提高與二氧化碳產(chǎn)生的管控。

2.2 高爐除塵灰綜合噴吹

高爐除塵通常是在爐前出鐵環(huán)節(jié)與爐頂主皮帶料頂端放料環(huán)節(jié)生產(chǎn)，通過科學的配比把兩種粉塵摻和到一起，生成高爐除塵灰。若是將這種粉塵收集之后再次應用，能夠起到良好的節(jié)能減排效果。此種粉塵能夠起到助燃的功效，并且針對之前損耗較高的鐵元素同樣能夠起到收集作用，借助管控補加數(shù)量，能夠有效的提升生產(chǎn)量。借助收集廢棄物料同時再次展開應用，能夠有效的管控整體流程的投入，還可以有效的提升生產(chǎn)量。不過因為此種粉塵體積較小，如果想良好的回收此類粉塵，依照國內(nèi)的工藝水平而言，工作困難度較大。

3 高爐煉鐵系統(tǒng)節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展

3.1 厚料層燒結(jié)技術(shù)

如今，我國已經(jīng)建成的容積超過三千立方米的高爐有四十三個，四千立方米的高爐有二十一個，高爐煉制設施的增大使得對于燒結(jié)礦品質(zhì)的標準也較高，燒結(jié)礦品質(zhì)需要達到高鐵品位、較高的還原能力、較高的強度、穩(wěn)固的化學組成、較均勻的粒度以及較少的粉塵。但是中國燒結(jié)礦的實際情況是成分穩(wěn)定性較差，粒度勻?qū)嵍容^低，還無法取得高品質(zhì)的針狀鐵酸鈣。為了保證燒結(jié)礦在低硅狀況下產(chǎn)生液相，借助產(chǎn)生鐵酸鈣粘結(jié)相處理低硅狀況下硅酸鹽粘結(jié)相的問題，所以必須在氧化性較高的條件下生成鐵酸鹽粘結(jié)相。若是料層厚度高于八百毫米則可以自主的進行熱量的補充，合理的調(diào)節(jié)低硅燒結(jié)礦的強度，在溫度較低條件下進行燒結(jié)期間可以良好的縮減返礦率，降低燒結(jié)環(huán)節(jié)能源的損耗。

3.2 高爐富氧噴吹煤粉

高爐噴吹煤粉與個別焦炭的效用一樣，能夠供給熱量并起到還原效用確保高爐正常運轉(zhuǎn)，可以有效的降低焦炭的損耗、降低能源的消耗與污染物的排放，富氧鼓風能夠提升燃燒帶的理論燃燒溫度，提升煤粉燃燒效果，進而提升噴煤比，縮減焦比。富氧率每提升百分之一，爐體理論燃燒溫度則需要提升四十五到五十攝氏度，能夠提升大約20kg/t的煤粉噴吹量。所以，高爐富氧噴煤依舊是如今高爐煉制期間比較關(guān)鍵的節(jié)能減排工藝。

3.3 爐頂裝料過程中均壓放散煤氣回收技術(shù)

高爐顧名思義是溫度較高、壓力較大的煉制器皿。整體煉制期間，均需要持續(xù)的通過爐頂將原料與焦炭放置其中。通常情況下，放置期間必須保證正常的溫度與壓力，通過以往的運送設備升高至爐頂從而開展原料的添加。添加期間，存儲罐必須進行壓力的釋放，完成添加之后再次開展沖壓，把原料放入到爐體中。壓力釋放期間，容易出現(xiàn)爐體內(nèi)部氣體釋放到大氣中的狀況。此類氣體中有害物質(zhì)與粉塵，釋放到空氣中會在一定程度上破壞生態(tài)環(huán)境，同時釋放出的氣體中包含能夠再次應用的能源，導致了能源浪費。針對此種情況研發(fā)了新型的技術(shù)與機械，從而開展能源的收集與應用，并且可以降低大氣污染，此種工藝能夠減少燃燒期間的釋放，把釋放出的煤氣進行收集，提高新能源的存儲量。此類工藝實際開展期間必須在煤氣管網(wǎng)中加裝負壓抽取設備，包含煤氣除塵和灰塵清理體系。此體系與高爐的上罐與下罐進行銜接，借助首次均壓與二次均壓，達到降低音量與清理粉塵的目的。整體均壓期間能夠把釋放的煤氣和熱能完全回收，在收集用時層面可以達到標準。

3.4 高爐精料技術(shù)

高爐精料的工藝能力在一定程度上決定著鋼鐵成品的品質(zhì)，并且和節(jié)約能源、降低排放的聯(lián)系比較緊密，所以，高爐煉鐵期間爐料必須滿足眾多的標準，分別為：爐體中鐵元素的品位必須高，燒結(jié)、球團和焦炭的轉(zhuǎn)鼓參數(shù)必須高，燒結(jié)礦的堿性必須高，煉制期間需要應用熟料，嚴禁用生料代替，爐體中燃料的物理性能和化學性能需要處于平穩(wěn)的狀態(tài)，且爐料的粒度不能過大，但是若是粒度不足五毫米同樣不能應用，此外還需要確保爐料中不會有過多的其他物質(zhì)，并且必須保證鐵礦石的冶煉能力。高爐精料工藝在節(jié)約能源降低排放期間能夠取得良好的效果，此項工藝既能夠減少燃料的損耗，并且能夠有效的提高燃料的燃燒效果，在同樣的時間內(nèi)，降低二氧化碳與二氧化硫等有害物質(zhì)的產(chǎn)生。

3.5 高風溫技術(shù)

如今，我國眾多鋼鐵單位均開始應用提高高爐煉鐵風溫的工藝，從而節(jié)省能源消耗、降低污染物質(zhì)的排放。不過，風溫提升導致對于耐火材料的品質(zhì)與高爐爐體構(gòu)造方面的標準逐漸提升。若是風溫在九百攝氏度以下時，通常會應用半硅磚、黏土磚等，若是風溫在一千攝氏度左右時，爐體內(nèi)部通常會應用高鋁磚，若是風溫在一千一百攝氏度到一千二百攝氏度之間，爐體頂端可能發(fā)生頂磚脫落以及格子磚下降、粉化等情況，從而縮短爐體的應用時間。所以，在這種情況下爐體制作材質(zhì)需要選用Al2O3含量為百分之六十到百分之七十五的高鋁磚，此材料可以應對一千二百攝氏度的溫度。國際上個別國家會用硅磚取代高鋁磚，主要是由于此種材質(zhì)能能夠應對一千三百攝氏度的溫度，同時能夠有效的延長爐體的應用時間。具有效數(shù)據(jù)顯示，爐料的燃燒質(zhì)量會隨著風溫溫度的升高而提升，同時能夠有效的減少有害氣體的產(chǎn)生。所以，高風溫工藝的使用范疇逐漸擴大。

3.6 回收熱風爐煙氣余熱

如今熱風爐煙道中排放的氣體溫度通常能夠達到二百到三百攝氏度，由于排放的氣體較多，導致熱量消耗較大，良好的應用此類氣體的顯熱借助熱交換設備能夠提高煤氣與助燃氣體的溫度，使得煤氣與助燃氣體的溫度升高到一百五或者二百攝氏度，顯著提升煤氣與助燃氣體的溫度，降低高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣的能量損耗，減少熱風爐的能源消耗。良好的應用熱風爐廢棄預熱回收工藝，確保單燒高爐煤氣情況時，進風溫度能夠在一千二百攝氏度，煉鐵期間可以節(jié)約生鐵。

4 結(jié)語

我國鋼鐵行業(yè)已從快速發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)楦哔|(zhì)量發(fā)展，轉(zhuǎn)型升級任務艱巨，環(huán)保壓力較大，開發(fā)綠色低碳冶煉新技術(shù)是鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要方向。高爐煉鐵系統(tǒng)節(jié)能減排工作是整個鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排工作的重點，有著重要的意義。鋼鐵行業(yè)需要加大理論創(chuàng)新，不斷探索節(jié)能減排新技術(shù)，堅持綠色發(fā)展、低碳發(fā)展、循環(huán)發(fā)展，為打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)和生態(tài)文明建設做出應有的貢獻。