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降低高炉炼铁燃料比的技术工艺研究

发表时间：2021/6/16 来源：《探索科学》2021年5月作者：高小雷

[导读] 随着我国经济的不断进步和社会的不断发展，高炉炼铁已经成为了我国重要的产业之一，但是同时也导致我国资源不断消耗。为了积极响应国家节能减耗、绿色环保的号召，诸多高炉炼铁企业纷纷从炼铁源头出发，探索降低高炉炼铁燃料比的对策，旨在通过降低燃料比来实现高炉炼铁节能减排的目的。

新疆乌鲁木齐市宝武集团八一钢铁股份炼铁厂第二炼铁分厂高小雷 830022

摘要：随着我国经济的不断进步和社会的不断发展，高炉炼铁已经成为了我国重要的产业之一，但是同时也导致我国资源不断消耗。为了积极响应国家节能减耗、绿色环保的号召，诸多高炉炼铁企业纷纷从炼铁源头出发，探索降低高炉炼铁燃料比的对策，旨在通过降低燃料比来实现高炉炼铁节能减排的目的。
关键词：高炉炼铁；燃料比；技术工艺
        引言
        对于钢铁工业而言，要是达到节能减排的效果，工作关键就是炼铁系统，加之炼铁系统的实际能耗能占据企业总能耗约70%左右。对此，应遵守用能减量化的原则，达到节能从源头开始的效果；应充分提高能源使用效率；确保能源高效回收利用。高炉炼铁燃料比的降低就是从源头进行节能工作的路径，在节能工作中发挥着十分重要的意义。
        1降低高炉炼铁燃烧比的重要意义
        高炉利用系数作为衡量高炉炼铁生产率的一项重要技术经济指标，利用系数的数值越高，代表高炉的生产率越高，给企业创造的经济效益也就越高，而高炉利用系数的计算公式是冶炼强度与炼铁燃料比的比值，要想提升高炉的利用系数数值，可以采取提高冶炼强度或者降低燃料比的方法。但是提高冶炼强度需要企业配备大功率风机，以增加高炉进风量，这不仅给冶金企业增加了经济负担，同时，也大幅增加了能源消耗量，这与节能降耗的国家大政方针相背离，也不利于企业的长远发展。比如以大型高炉为例，吨铁消耗的风量一般在1200 m3以下，燃烧1 kg标准煤需要2.5 m3的风量，而鼓风机产生1m3的风量则需要消耗0.85 kg的标准煤，这样一来，炼铁燃料比就大幅升高，反而对高炉利用系数的提升产生不利影响。
        2降低高炉炼铁燃料比的具体技术工艺分析
        2.1提高炼铁风温
        高炉炼铁的过程中需要大量的热量，热量来自于炉内燃料燃烧时释放的热量以及鼓风机吹入的风温，若是鼓风机吹入的风热量越高则会为炉内带来大量的氧气，煤粉的燃烧率就会越高，同时也会大大的降低高炉炼铁的燃料比。因此需要在高炉炼铁中提高炼铁的风温同时可以提升炼铁燃料比，不但能够大大节省了大量的燃料还能够减少投入的成本，符合当前高炉企业节能减排、绿色环保的方针。根据实现验者若是高炉炼铁中的风温升高100℃，则会导致高炉炼铁燃料比降低每吨15kg～25kg，由此可见，高炉炼铁提高炉内风温能够使炉内的区间变窄，大大提高炼铁过程中所需的热量，改善高炉燃料的透气性，是冶金企业实现节能减排、降本增效一项重要的技术工艺。
        2.2对冶炼强度进行严格控制
        从生产实践情况来看，当高炉冶炼强度达到1.05 t/m3·d，增强冶炼强度能够达到降低燃料比的效果。可是当冶炼强度高于这一数值时，通过冶炼强度的增强会提高燃烧比，并且当冶炼强度高于1.15 t/m3·d，那么增强冶炼强度则会大幅度提高燃烧比。由此可见，将冶炼强度控制在1.05至1.15t/m3·d这一区间时高炉就会较低燃料比。如果当冶炼强度处在1.15 t/m3·d的情况下，若想增加产量、增强冶炼强度，需要提高富氧率，而不是加大鼓风风量。这样操作的优势在于，当冶炼强度提高之后不会提升炼铁燃料比，而且确保炉腹煤气量能够维持一定数值，也是高炉能够稳定生产的重要基础。
        2.3高压技术
        相关数据表明提高炉顶煤气压10kPa，能提高高炉产量1.9%，降低3%的焦比，有助于低硅铁的冶炼。要是提高顶压那么会降低增产效果。

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在顶压提高之后，高炉呈现的明显反应为推动高炉顺行，降低波动，使铁矿石能够促进间接性还原，对其发展十分有利。通过高压操作能够实现一氧化碳转化为二氧化碳，从而达到节焦效果。此外，降低炉内煤气流的实际流速，能够使热风中含有的热量传递至炉料，而且吹出的炉尘量也会大大降低，有助于TRT发电量的增加。第四，提高二氧化碳在煤气中的含量。相关操作方式如下所示：提高科学布料，优化煤气流在其中的分布情况，使得热量能够对炉料实现充分传递，以此让铁矿石自身的还原度充分提高。据相关数据表明，要是能够有效提升二氧化碳0.5%的含量，就能够达到下降10kg/t炼铁燃料比的效果。针对间接还原来讲其属于一种放热反应，至于直接还原具有吸热反应的特征。对此，应采取相关措施将提升间接还原反应程度。进一步优化送风及装料制度，以此能够缓解炉料与气流逆向流到之间存在的矛盾，提高煤气分布的合理性与有效性，有助于高炉生产效率的提升，进而实现燃料比下降。应用重料，能够提高煤气流的稳定性，对于块矿以及球团矿而言最好可以分布在中环带，在降低其对透液性影响的基础上，提高他们的冶金性能。如果存在较大的熔融滴落区间，则不利于高炉顺行以及边缘部位的煤气分布。例如2500m3的高炉，其内部的二氧化碳含量应维持在22%～24%。
        气流经过分布如下所示：（1）由风口送风，能对风口口径与长度进行科学调整来实现。同时还要尽可能提高风速，对于大高炉风速应维持在180～220m/s，从而确保风可以将炉缸中心吹透。（2）软熔带。就软熔带性质与宽窄来讲，主要会受到矿石冶金性能与风温等有关方面的影响。基于此种情况应提高软熔温度，这样就可以降低其对煤气所造成的阻力；还应降低初渣粘度与初铁粘度，确保其滴落性与流动性良好，在初成渣中降低FeO含量是确保高炉顺序的重要条件；（3）软熔带之上的炉料。此次分布可以靠在炉顶通过科学布料。如果想要确保料柱中心区域能你能具有顺畅的煤气流，可以有效应用中心加焦法。现阶段，出于达到提升烧结矿的还原性及透气性的目的，可以将烧结矿和焦丁一同混装，这样也可以得到理想的节焦效果。
        2.4提高炉顶压力，降低炉内压差
        在高炉炼铁过程中，如果提高炉顶压力，能够使高温煤气在炉内的滞留时间延长，而铁矿石与煤气之间的接触时间就会增加，在这种情况之下，炉内矿料所需要的热量值就会增加，进而加速矿料之间的化学还原反应速度。同时，提高炉顶压力还能有效降低高温煤气流的流动速度，使炼铁流程中产生的炉尘吹出量大幅减少，进而增加煤气流在炉内的温度，这就大大减少了燃料用量。以炉顶压力提高10 kPa为例，高炉炼铁能够增产1.9%，焦比下降3%左右，对炼制低硅铁具有较好的效果。
        2.5降低鼓风湿度，提高炉内温度
        受到昼夜温差与季节变化温差的影响，鼓风中的水分含量也会发生不同的变化，导致高炉内的炉温波动幅度较大，影响产品质量。因此，采取降低鼓风湿度的工艺方法，能够有效改善高炉内环境，提高炉内温度，有效降低炼铁燃料比，同时，对提高产品质量也具有一定的促进作用。据有关资料显示，鼓风湿度每降低1 g/m3时，高炉炼铁燃料比就相应降低0.8～1.0 kg/t左右，尤其对昼夜温差较大的地区来说，燃料比的降低幅度更加显著。
        3结束语
        综上所述，为了有效的提高高炉炼铁企业的生产效益和经济效益，降低高炉炼铁的燃料比是高炉炼铁生产过程中的重要环节，也是响应我国节能减排、绿色环保的大政方针，唯有有效降低高炉炼铁燃料比才能够促进我国炼铁企业的持续发展。
参考文献
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