高炉冶炼炼铁技术工艺及应用分析

高炉冶炼炼铁技术工艺及应用分析

王雄

新疆伊犁钢铁有限责任公司 新疆新源县 835802

摘 要：炼铁是我国目前钢铁产业中非常重要的一项工作内容。通过科学合理利用高炉冶炼技术，不仅可以使冶炼质量得到进一步的提高，同时还能够促使整体炼铁产量及生产效率的提高。对此，在实际运用高炉炼铁技术时，首先要严格按照冶炼工艺标准完成每一个生产环节，并且在确保钢铁产量的前提下，还要最大限度地减少对环境造成的污染。对此，本文主要对高炉冶炼炼铁技术的实际工艺应用进行探析，通过该项技术的实践应用，促进钢铁产量及生产质量的进一步提升，为重工业今后的持续发展奠定良好的基础。

关键词：高炉冶炼；炼铁；技术工艺；应用

1高炉结构

高炉炼铁中常见的设备就是高炉，高炉外形结构多是圆柱形，通常会设有不同的冶炼出口、排气口和进风口。在进行冶炼时，首先要向高炉内输送铁原料，在高炉内部实施大量工艺加工，将炼制好的铁从冶炼出口排出。一般情况下，炼铁都是在高温环境下进行，因此，高炉内部始终保持较高的温度。在进行高炉冶炼的过程中，除了高炉，还需要使用到其他一些辅助设备，来完成炼铁操作。高炉当中的铁矿石在高火高温作用下，其分子结构受到破坏，再利用还原剂将铁提炼出来，最后进行铁分离。炼铁过程中会出现一定量的铁碎渣，这时需要将其从排出口将碎渣排出。

2高炉炼铁的工艺流程

首先，在高炉冶炼的过程中，需要在高炉内部输送铁原料，其次，是将原料装进高炉设备中，接着，需要对高炉内部进行相应的通风工作，最后，对高炉炼铁后产生的废渣进行排除，同时对产生的煤气进行排除。在高炉冶炼的工艺流程开展的过程中，许多企业往往注重钢铁的炼出，忽略了最后需要对排出的煤气开展净化工作。通过对煤气的净化，能够降低对空气的污染，确保炼铁工作中的安全和环保性能。因此，企业在炼铁的过程中需要注重煤气净化工作的开展，以期实现高炉炼铁工作的顺利进行[1]。在具体的高炉冶炼工艺流程中，首先，需要将高炉冶炼所需的原料投入至高炉中，在高温高火下，生铁原料在氧化剂的催化下冶炼成铁。在投入原料时，需要根据高炉设备的储存料多少确定进料数量。在进料的过程中，需要了解高炉设备的大小参数以及高炉的容量，针对原料的投放量进行精确计算，以确保调整好投放量，使冶炼工程能够达到工艺标准。通过控制原料投放量，也能够降低原料的成本。其次，需要对铁原材料进行安装。在安装的过程中，利用大量的钢铁原材料实现提高钢铁冶炼的工艺质量。而在送风的过程中，需要为高炉内部的冶炼作业提供大量的氧气，通过氧气还原铁确保冶炼工作的顺利进行。送风工作的开展需要借助热风机的使用，通过热风机对钢铁内部设备源源不断的输送氧气。最后一步需要对排除的煤气进行净化作业，通过该步骤能够对排出的有害物质进行处理，也能够提高铁冶炼的整体安全。

3高炉冶炼炼铁技术工艺的应用研究

3.1 热压含碳球团的应用

在高炉炼铁过程中应用热压含碳球团，不仅可以有效节能，还可以实现对矿物资源的再利用，进而对环境起到保护作用。经大量实践研究发现，在矿物质燃料里面，热压含碳球团的占比达到31%后，钢铁产量会提高约6.5%，残渣产出量可降低8.0%左右，并且每吨铁在冶炼过程中的能耗也会有所降低。因此在进行高炉炼铁时，应加强对热压含碳球团的应用[2]。

热压含碳球团的具体制作过程：先把煤粉、矿粉分别进行预热处理，温度保持在100℃，并分别将粉尘、泥浆和溶剂做好预热处理，随后把以上这些经预热处理后的物质堆放在一起，混合搅拌均匀，并把温度上调到500~600℃，再对这些经过二次加工后的热压块采取热处理，即可生产出热压含碳球团。

3.2 炉内顶压、含氧量的控制

对钢铁冶炼来说，高炉炉顶压力的控制具有十分重要的作用。一般在高炉炉顶可以承受的压力范围内，加大炉顶压力，有利于钢铁产出量的提高。当炉顶压力增加后，高炉内气体的流动性就会相应降低，当气体从排出口排出时，不会由于高炉当中气体具有强流动性，造成净化器工作频率增加，导致较多的煤灰滞留在炉内，和其他矿物质发生化学反应。并且，煤气在炉内滞留时间越长，煤气与矿物质发生反应的时间也越长，这有利于通过氧化还原反应，将更多的铁元素分离出来，促使铁液的产出量有所增加[3]。

需要注意的是，在对炉顶压力进行控制时，还需要确保炉内含氧量达到一定的标准。只有炉内氧气量充足才能确保矿物质燃料燃烧充分，这样既能够有效减少污染气体的排放，同时还能确保更多优质铁液的产出。据有关冶炼研究表明，在相同范围内，氧气燃料比提高1%，其产量就会升高大约5%。由此可以看出，确保炉内有着充足的氧气量对钢铁冶炼来说具有极为重要的意义。这里需要注意的是，要控制好炉内氧气和燃料的配比，配比过高或过低就会对铁液的产出量造成不良影响。

3.3 顶燃式热风炉的应用

对于热风炉装置的要求是传风温度不能低于1000℃，其具有能耗大，燃烧功率大的特点。现阶段主要应用顶燃式和蓄热式两种类型的热风炉，蓄热式的热风炉可以达到所要求的高风温，但存在炉内的气体分布不均匀的问题，顶燃式的热风炉不仅可以达到高风温，还能最大程度上保障气体的均匀分布，有效维持了炉内热量的利用率。而且顶燃式热风炉所达到的风温比蓄热式风温炉高100℃之多，具有一定的优越性。因此，建议企业在炼铁时首选顶燃式热风炉。

3.4 高炉喷吹废塑料颗粒工艺的应用

废塑料的再利用是一个值得关注的问题，对于高炉炼铁来说，将其作为燃料喷吹入高炉是一个很有效的方法。在我国高炉喷吹废塑料技术还处于刚起步阶段，但其应用确实得到多数企业和部门的认可的。因此，在高炉炼铁实际的操作中，要特别注重煤粉与塑料颗粒在高炉喷射时的质量。工作人员要确保煤粉与塑料颗粒融合是有效的，适当的对煤粉与塑料颗粒进行预热操作，保障煤粉可以在炉内进行充分的燃烧，提高燃烧效率和之后的反应效率。可以看出，高炉喷吹废塑料颗粒技术不仅可以有效缓解现下严重的白色污染问题，还可使高炉炼铁技术更上一层楼，成本低，效果好，易被社会接受，是一种可行且值得推广的技术[4]。

3.5 其他技术的应用

高炉扩容技术应用也是降本提产的一大措施，也就是厚壁高炉改造薄壁高炉，这具有一定的可行性，不仅避免重新加盖高炉的高额成本，还可以最大化的利用原有设备，包括炉顶设备、炉壳等。在现行的改造方案中，容积增加率都比较高，一般在18%~47%的增加率，改造后高炉绝对产量都提升幅度较大。

加钛护炉技术的应用可以保证钢铁生产的稳定。高炉炼铁技术工艺生产中具有“上端透气，下端流动”的显著特征，这就对高炉的品质提出了巨大的考验。为了保证钢铁的稳定生产，要对高炉本身采取一定的保护与养护措施，将含钛护料或者钛一同加入其中可以满足要求。

提高铁水质量的技术应用可以保证铁产品的质量，要特别注重优化高炉装料制度，指定完善的操作方针，在达到产量稳定前杜绝因炉况波动造成的铁水质量降低的情况。并结合实际，加强过程控制，严格控制炉温下限，确保炉缸物理热充沛。还要求高度重视高炉休复给风操作。

结束语

综上所述，高炉冶炼冶铁技术工艺作为钢铁行业的主要技术之一，其所发挥的作用以及创造的效益不言而喻，但是在当前世界范围节能减排的大环境下，钢铁企业要关注高炉冶炼冶铁技术的能耗以及污染问题，兼顾经济效益与社会效益，进而谋求更大地发展。

参考文献

[1]郭艳军.降低高炉炼铁燃料比的技术工艺研究[J].山西冶金，2020，43(02):94-95+165.

[2]吴有林.浅议高炉炼铁设备的日常安全使用及其维护管理[J].中国金属通报，2020(01):81+83.

[3]张惠凯.探讨高炉炼铁节能减排技术[J].中国金属通报，2019(12):264-265.

[4]邵新敏.“新常态”下高炉炼铁技术转型升级和创新之路[J].中国金属通报，2019(10):16+18.