徐巍
天津钢铁集团有限公司 天津市300000
摘要：本文研究的主要目的是在可持续发展理念不断推广与科学技术高速发展的背景下，强调高炉炼铁技术低碳绿色发展的重要性。通过明确高炉炼铁技术概念，从其未来的发展理念、流程创新与技术创新三方面总结高炉炼铁技术未来低碳绿色的发展方向，进而推动国家产业结构转型与资源节约型、环境友好型社会的建立。此次研究选用的是文献研究法，通过对相应文献的查找，为文章的分析提供一些理论基础。
关键词：低碳绿色；高炉炼铁技术；未来发展方向
前言：高炉炼铁技术是我国重工业及制造业发展的核心技术，是我国国民经济平稳发展与经济实力稳步提升的关键所在。低碳绿色发展观念的提出是我国近年来应对工业污染并实现环境保护的重要举措，事关我国民生事业与经济发展。为响应我国产业结构调整与现代化转型，将低碳绿色发展理念融入高炉炼铁技术的未来是金属冶炼行业的必由之路。因此，本文此次研究的内容和提出的方向对推动高炉炼铁技术现代化发展具有理论性意义，对节约资源与环境保护具有现实意义。
1.高炉炼铁技术概述
高炉炼铁技术是我国金属冶炼行业的核心技术，与我国各类制造业与建筑业密切相连，其主要设备构成包括：还原器、渗碳器、熔化器、质量调控器、消纳固体废弃物收集装置以及能源转换器[1]。首先，在还原器与渗碳器的应用技术中，主要依靠焦炭燃烧所生成的高温环境催化铁氧还原反应，利用焦炭与煤在燃烧下生成的上升气流与炉料固体的沉降效应相互作用在还原反应基础上产生生铁渗碳效果。其次，在熔化器与质量调控器应用技术中，高炉利用内部高于金属物质熔点的温度使金属固体产生熔化的物理反应与高速率还原的化学反应，而后高炉装置利用重力与高温环境下液态金属的流动性将生铁原料转移至转炉，利用现代监控设备与电气化自动设备，可以控制高炉装置在炼铁过程中的温度与内容物。再次，伴随着高炉炼铁内部出现的剧烈化学反应，消纳固体是其主要产生的固体废弃物，高炉炼铁设备内置废弃物焦化、烧结、成团装置，可以实现对于消纳固体有效的处理与循环利用，辅助工厂完成清洁生产。最后，在能源转换器应用技术中，高炉炼铁技术在炼铁过程中使用TRT工艺对冶炼过程中产出的天然气、煤渣等有机能源物质进行余能回收，以贯彻落实现代冶炼工艺的可持续发展理念。
2.高炉炼铁技术未来发展理念
低碳绿色是高炉炼铁技术发展的目标，为实现这一目标就必须在保证现有冶炼效率的基础上进一步降低炼铁技术的原料消耗，并增加三废回收利用率进而降低污染物质的排放，而这一切皆是要建立在各大高炉冶炼工厂对低碳绿色理念的充分贯彻基础上[2]。一方面生产机构应当贯彻落实科学发展观，可以通过聘请专业技术指导人员的方式提高厂区炼铁技术的技术含量，并根据厂区内外环境实际环境承载能力构建炼钢生产标准评估机制体制，同时也应当充分发挥上层建筑对经济基础的指导作用，使用先进环保理念指导炼钢技术生产力改革，实现经济效益与环境效益的统一。
3.高炉炼铁技术未来流程创新
高炉炼铁技术设备内部蕴含多种复杂的物理反应与化学反应，由于铁金属的活泼性质，同一冶炼物质不同冶炼阶段所产生的不同物质也会存在与原物质发生反应或与新物质交叉反应的可能，因此优化炼铁流程对于高炉炼铁技术未来的发展具有相当程度上的潜力。完善高炉炼铁技术流程首先要做到高炉炼铁工厂内部的差异化管理，由于厂区在产品、环境、目标等多方面呈现出个性化发展的特点，不同情况下的炼铁工厂也需要采用不同的流程进行高效率生产[3]。
第一，高炉炼铁企业要发挥冶铁工作中的协同效应转传统粗放式生产方式为集约式生产，巧妙结合自身设备结构与外界最新技术，使得各个生产技术环节得到优化和协调，对污染物实现高效的处理与回收作业。第二，高炉炼铁企业需要不断完善内部设备结构布局的技术水平，可以利用现阶段高精尖技术创建电气自动化、人工智能与大数据系统相结合的网状高炉炼铁技术流程，充分发挥信息流对钢铁冶炼的指导作用并通过智能感应与自动化生产进一步强化工厂设备运行的精度与效率，以减少操作误差导致的原料浪费。第三，高炉炼铁企业应当关注生产流程与操作的简化以降低设备操作的难度，可以在原有操作方法的基础上连接简化操作面板，利用电路系统与机械自动化完成危险精密系统的操作，将冶炼工人与冶炼污染环境相隔离，以保证高炉冶炼技术的安全生产与绿色生产。
4.高炉炼铁技术未来技术创新
4.1高炉精料技术
高炉精料技术从炼铁技术原材料角度出发，通过给予更高质量与更高纯度的冶炼原材料降低用于营造高温冶炼环境的能源的消耗，进而实现高炉冶炼技术的低碳绿色发展。为了实现冶炼效果的最大化并保证冶炼成品的质量，用于高炉冶炼的原材料并不是单一的物质结构[4]。因此提高冶炼炉料质量的关键在于对其内部成分构成的配比优化，钢铁制造企业可以综合利用数学试验模型与运筹学相关理论，在炼铁作业开展前根据厂内不同生产批次标准的变化对炉料比例进行微调，以达到炉料质量与生产目标的高度匹配，确保能源资源利用率的最大化。
4.2高炉长寿技术
高炉长寿技术从炼铁技术设备角度出发，通过延长炼铁设备使用周期的方式降低冶炼设备制造能耗，进而实现高炉冶炼技术的低碳绿色发展。由于高炉炼铁技术的高温环境特殊性，这使得高炉设备内胆需要具备一定的耐高温、低活性、抗破坏能力[5]。在实际冶炼设备生产阶段，冶炼相关技术部门可以适当对设备内胆的死铁层进行加厚，以防止富氧条件下喷煤冶炼对于设备内胆的侵蚀与消耗，同时也可以综合借鉴现代冷却技术经验，如发挥金属铜在电子设备行业内的冷却优势，将铜冷却内壁与传统风冷水冷技术相结合，提高高炉炼铁设备的温度抗性，以增强设备使用周期长度，降低设备频繁启动的预热能源消耗与设备反复修理制造中产生的资源消耗。
4.3富氧喷煤技术
富养喷煤技术从高炉炼铁技术的技术角度出发，通过变革原有生产技术在节约能源资源投入的同时提高炼铁产量，利用生产方式的革新实现高炉炼铁技术的低碳绿色发展。在富养喷煤技术中冶炼设备内部的炉缸结构在直径与高度方面都有所增加，这使得设备内部封口回旋的有效区域得到扩张，相较于传统冶炼技术该设备结构为金属冶炼提供了更大的空气流通量，一方面借助设备内外高速率的空气交换使得设备内部喷煤作业的效率得到增加，另一方面空气流通为设备内部营造的富氧环境使得冶炼反应实现更好地发挥，大幅度地增强了煤粉燃烧率，进而在减少供热能源消耗的同时，降低了由反应不充分所带来的温室气体污染。
结束语：高炉炼铁技术作为我国金属冶炼工业的基础技术，是平衡行业经济效益与社会效益实现的关键，面对日益激烈的市场经济与越发严重的环境污染，高炉炼铁技术必须要走低碳绿色发展之路。通过本文研究得知高炉炼铁技术内容涉及庞杂多样，基于此本文从其未来发展理念、流程创新与技术创新三方面对高炉炼铁技术的未来发展方向做出研究。
参考文献：
[1]郭琼.面向未来的低碳绿色高炉炼铁技术发展研究[J].中国金属通报,2020(04):14+16.
[2]黄泽海.面向未来的低碳绿色高炉炼铁技术发展研究[J].中国金属通报,2019(08):143-144.
[3]吴东海.面向未来的低碳绿色高炉炼铁技术发展方向[J].中国金属通报,2018(05):32-33.
[4]杨道坤.面向未来的低碳绿色高炉炼铁技术的发展方向[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2017(08):189-190.
[5]张福明.面向未来的低碳绿色高炉炼铁技术发展方向[J].炼铁,2016,35(01):1-6.