中钢石家庄工程设计研究院有限公司 河北省石家庄市 050021
摘要：近年来，随着我国工业化进程的快速发展，钢铁工业成为我国社会经济发展的重要支柱。钢铁建材不仅有利于提升工程质量，还有利于延长工程的使用寿命，因此被各行各业广泛应用，并受到业内人士的高度认可。但是在钢铁生产过程中不可避免的会对自然环境造成一定的破坏，尤其是在高炉炼铁过程中，虽然其工业流程是钢铁制造的重要组成部分，而且利用率较高，但是其对自然环境造成的污染也是不可低估的，因此我国钢铁行业及相关管理部门应该加大对高炉炼铁技术的研究力度，吸收并借鉴国内外先进的技术与生产模式，促进我国高炉炼铁技术的高质量发展，实现钢铁行业与自然环境的和谐发展。
关键词：高炉炼铁；低碳化技术；智能化技术；发展前景
前言：钢铁工业是指生产生铁、钢、钢材、工业纯铁和铁合金的工业，是世界所有工业化国家的基础工业之一。经济学家通常把钢产量或人均钢产量作为衡量各国经济实力的一项重要指标，因此钢铁工业对于国家经济的发展起着重要的保障作用。钢铁行业的发展有利也有弊，在推动社会经济的进步的同时，也造成严重的环境污染。近年来，随着国家经济的发展，人们的生活条件得到有效改善，国民意识也得到了较大程度的提升，人们越来越重视自然环境的保护与建设。高炉炼铁是钢铁生产过程中较为重要的流程，也是产生环境污染的重要主体之一，因此我国相关管理部门加大对高炉炼铁的重视度，充分利用当前科技发展优势，不断优化并完善高炉炼铁技术，推动我国高铁炼铁朝着低碳化和智能化发展，促进我国钢铁行业的可持续发展。
1高炉炼铁低碳化技术简介
高炉炉顶煤气循环技术是一种新兴的低碳化炼铁技术，不仅有利于提高原料的利用率，而且有利于减少二氧化碳的排放量，促进生态环境的良性发展。随着经济时代的迅猛发展，人们的思想意识发生巨大的改变，人们越来越注重舒适、健康的生活环境，因此加大对自然环境的建设要求，同时我国钢铁行业及相关管理部门也加大对高炉炼铁低碳化技术的研发力度，高炉炉顶煤气循环技术就是该技术发展的重要产物。高炉炉顶煤气循环技术是指通过将高炉炉顶煤气进行净化和脱除二氧化碳处理后，把其中的一部分还原成分一氧化碳和氢气，并利用风口或炉身的合理位置重新通入高炉，促进碳和氢元素的循环再利用。该技术是目前降低二氧化碳排放量最有效的手段之一，因此被广泛应用于高炉炼铁工艺工艺中，效果显著。但是在实际应用过程中高炉炉顶煤气循环技术仍然存在一定的局限性，因此我国相关行业及技术部门应该不断革新并丰富高炉炉顶煤气循环技术，促进我国高炉炼铁低碳化技术的高质量发展。
2高炉炼铁智能化与可视化技术简介
2.1高炉模拟与可视化操控技术
当前，在进行高炉数学化模拟时主要是在对流体力学与离散元方法的基础上进行的。流体力学的作用是对连续性的相行为进行描述，而离散元方法主要的作用是对非连续性的相行为的评价。因为离散元方法能够更加合理地进行非连续性的相行为的具体描述，而且由于现代科学技术的发展以及建模方式的不断进步，对于高炉建立数学模型大都是将以上两种建模有效的结合从而产生的CFD-DEM的数学模型。对于CFD-DEM 方法而言，利用CFD方法进行流体位置的预测工作，利用DEM方法进行颗粒部分的求解工作，把两中方法有机的耦合便能够解决掉流体到固态的两相之间实际流动数值的仿真。
2.2高炉炼铁自动控制系统
高炉炼铁自动控制系统充分利用仪表功能对数据进行收集与分析，进而实现对高炉全过程的运行状态进行有效把控。高炉炼铁自动控制系统既有利于规范高炉运行的标准化与科学化，保证高炉运行质量，也有利于更新高炉炼铁技术，不断简化其应用程序，更重要的是该系统可以减少高炉炼铁过程中人力与财力的投资力度，在保证炼铁效果的同时，降低企业运行成本，提升企业经济实力。除此之外，高炉炼铁自动控制系统能够实现高炉的自动调节，提升原材料的利用率与产品的产出率。
同时如果在高炉炼铁过程中出现设备故障或者其他安全事故时，该系统会发起报警功能，及时将问题反馈给工作人员，有利于工作人员及时有效的处理问题，保证高炉运行的安全性与平稳性。
3高炉炼铁低碳化和智能化技术的发展前景
近年来，随着人们环保意识的不断增强，低碳、节能成为高炉炼铁生产发展的重要目标，并在全球掀起一场绿色、环保的炼铁技术浪潮，致力于打在低碳化的高炉炼铁技术，减少对环境造成的破坏，促进自然环境与社会经济的共同进步。在欧洲以及北美地区，低碳型环保技术已经被广泛投入生产过程中。目前欧洲将研究重心主要放在氧气高炉上，虽然取得良好的进展，但是在此项技术应用过程中需要投入大量的时间与资金，实施起来有一定的困难。日本主要应用超级烧结技术、高炉喷吹焦炉煤气技术等进行清洁的炼铁工艺。除此之外，高炉炼铁的可视化和模拟技术也广受各个国家炼铁工业的喜欢，不仅有利于提高炼铁效率与质量，还有利于降低环境污染，因此被广泛应用于高炉炼铁生产过程中。众所周知，我国是一个钢铁大国，占全球60%的生铁数量，因此对于我国而言，创建低碳、环保的生产模式对于高炉炼铁至关重要，现阶段可以采用的炼铁技术主要有烟气循环烧结、高炉喷吹焦炉煤气以及高炉可视化控制技术等。随着科学技术的快速发展，高炉炼铁技术得到较大程度的提升，但是现阶段我国高炉炼铁生产过程中污染物排放量与能量消耗仍然较高，不利于我国钢铁工业的现代化发展。因此我国相关行业应该对高炉炼铁技术进行深度的实验与研究，加大环保型技术的研发与应用，促进我国高炉炼铁事业的高质量发展。首先，在原材料生产过程中贯彻绿色、环保的生产理念。科学、合理的应用先进的科学技术，最大化减少原材料生产过程中产生的SO2、CO2等污染物的排放，实现高炉炼铁的低碳化发展目标。其次，积极研发喷吹焦炉煤气、铁焦、炉顶煤气循环和氧气高炉等低碳炼铁新技术，使其更好的应用于高炉炼铁生产中。再次，加大高炉模拟和可视化控制技术的研究力度，促进高炉炼铁工艺的顺利开展。最后，充分利用二次资源，例如高炉灰、不锈钢粉尘等，降低高炉炼铁生产工程中对自然环境造成的损害，促进自然环境与社会经济的协调发展。
结束语：
总而言之，在经济全球化发展背景下，大力发展钢铁行业成为提升我国经济实力的重要手段之一，因此我国相关管理部门应该加大对钢铁行业的投资力度，尤其加大对高炉炼铁的支持力度。在实际高炉炼铁生产过程中，部分企业过于追求经济效益而导致生产质量下降，造成严重的环境污染。所以在科技时代与信息时代快速发展的背景下，应该不断更新并完善高炉炼铁技术，提高其生产效率，并树立良好的环保理念，促进我国高炉炼铁技术的低碳化、智能化与高效化发展，符合当前我国社会可持续发展的战略目标，同时为我国社会经济与自然环境的稳定、健康发展奠定扎实的基础。
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