炼铁技术

炼铁技术（精选十篇）

炼铁技术 篇1

钢铁工业是我国国民经济基础, 对我国经济的发展有着巨大的促进作用。随着我国经济的快速发展, 钢铁的产量和消费量呈现出快速增长的势头, 均名列世界第一。但是, 钢铁工业是高污染和高耗能行业, 从统计数据来看, 钢铁行业总能耗约占全国总能耗的六分之一, 炼铁过程中产生的副产品如工业废水、粉尘和SO2排放量也在全国工业污染物的排放总量中占很大的比例。国家“十二五”规划纲中提出, 要“大幅度降低能源消耗强度和二氧化碳排放, 提高能源利用效率、调整能源消费结构、加快低碳技术研发和应用”, 这就从国家规范的层面说明我国对节能减排越来越重视, 对节能减排工作逐渐重视起来。而我国钢铁工业现在的能耗状况离国家规定的要求还有较大差距, 如在2011年重点钢铁企业中尚有27.2%的炼铁工序未达到国家对钢铁企业生产能耗标准的限额要求, 所以钢铁工业现在面临的能源、资源、环境和社会压力问题越来越严峻, 节能减排任重道远。钢铁工业节能减排的潜力巨大, 实行节能减排和低碳发展成为我国钢铁工业生存、发展并参与激烈竞争的关键问题。

1 节能减排和政策现状

现在的研究表明, 人们已经无法阻止全球气候变暖的趋势。在地球能承受的范围下, 依靠环境的自净作用, 地球完全可以实现二氧化碳的循环。但是, 随着工业的快速发展, 现在的二氧化碳的产生量已经完全超出了地球自身的变化范围, 人类的活动尤其是化石燃料的燃烧是促进这种状况产生的主要原因。

现在世界上的主要国家已经认识到这种危机的存在, 都已经开始重点发展低碳经济, 来减少CO2的排放和防治气候变化的影响。通过低碳经济, 就能使能源高效的利用, 达到降低温室气体污染的效果。清洁能源开发的主要目的就是来通过能源来代替旧的能源和促进减排技术创新和产业化的形成。如果国家对钢铁企业征收实行二氧化碳排放费, 就能抑制钢铁企业的二氧化碳的排放。从钢铁企业来说, 就要加快制定适应新的政策的变化的措施, 在低碳发展中抢得先机, 而不能被动的接收这种变化所产生的不利影响。同时要整合科技资源, 研究出制约钢铁工业发展的核心技术。

根据现在国家制定的政策, 国家的相关部门正在加紧推进低碳替代能源研发和推广的相关工作。由于我国现在的能源消费模式在国际上不占优势, 因此, 我们就要主动地探索和研究低碳工业产品, 来推动低碳经济的快速发展和加速低碳关键技术的研究和开发, 使我国在国际竞争中占得先机。在现有的技术被替代之前, 研发新的技术, 以应变政策和技术的变化, 这样才能促进钢铁企业的可持续性发展。

2 钢铁工业节能减排的必要性

钢铁工业是我国国民经济的支柱产业, 现在的各个行业生产过程中, 都会用到钢铁, 因此, 钢铁工业在近年来发展迅速。表1为2010年和2011年全国钢材产量表, 可以看出, 2011年的产量较2010年有较大的增长。钢铁工业总产值在国民经济产值中占有很大的比例, 约占GDP的8%。但是, 在钢铁生产过程中, 能源消耗巨大, 并且会产生温室气体的严重污染, 国家现在已经开始重点治理相类似的高耗能和高污染企业。钢铁工业要完成国家规定的节能减排的目标, 就要清楚节能减排的思路, 然后才能制定出相关的针对性措施。这对钢铁工业的可持续发展具有重要的作用。

受到钢铁资源匮乏和能源消耗以煤炭为主的限制, 与发达国家相比, 我国的钢铁工业一直受到高耗能重污染的困扰。在国际上也面临着巨大的压力。虽然我国的钢铁工业现在已经采取各种措施来进行节能减排, 但是, 不改变传统能源消耗模式, 就不可能达到节能减排的目的, 或者说节能减排的效果就不能得到保障。

我国CO2排放量一直居高不下, 因此, 就要寻找新的工艺才能解决这种困境。国家相关部门已提出了科技支撑计划的相关项目, 依托现有大型钢铁企业技术改造的工程, 设计和制造出大型的焦炉能源转换相关技术、全量铁水“三脱”预处理技术、干法粒化干法回收余热、炉渣除尘等重大工艺技术, 以此来实现全面提升现有钢铁企业技术水平的目的。

3 钢铁工业节能减排技术

3.1 节能技术和途径

3.1.1 淘汰落后的设备, 安装大型、新型的设备

大型化的生产设备能提高生产效率、降低能源消耗、提高铁水生产的质量、减少环境污染等优点。据资料统计, 先进的大高炉一半要比落后的小高炉燃料比节省大约45kg/t的二氧化碳排放量。落后装备不仅能耗高而且能源回收率低, 在污染发生时很难处理。随着高炉设备的逐渐大型化, CO2的排放具有下降的趋势。即大型化的高炉设备有利于降低C02的排放。更换大型化的设备虽然会增加钢铁企业的运行成本, 但是如果国家对钢铁企业征收碳排放费, 那么将对炼铁生产装备、运行成本等产生重要的影响。因此, 钢铁企鹅也要及时研究和关注国家的对碳排放政策的变化, 及时地添置大型设备, 以尽早地适应变化带来的效益影响, 并研究和制定减少碳排放的实施方案。从图1中可以看出, 随着高炉体积的逐渐变大, CO2的排放量逐渐减少, 高炉体积对CO2排放量的影响较大。

3.1.2 余热回收技术

如何高效率的将烧结余热进行回收利用是我国重点研究和推广的技术。此类技术已在宝钢等大型钢铁企业得到较广泛的应用, 并可提供许多可供借鉴的经验。在烧结过程可回收利用两部分余热:烧结工程后的烟气余热, 温度达350℃, 含有氧气较多;烧结成品矿的显热, 温度800℃, 具有较多的显热, 在烧结能耗中占据45%左右。因此, 对这部分余热记性回收利用, 对整个工程的节能具有重要的作用。将成品矿用于冷却热废气并经过除尘后返送回烧结机, 就可以减少在点火前对烧结矿石进行预热处理, 实行热风烧结, 能节约很多的能量。

此外, 利用烧结过程中的冷却废气余热加热锅炉也可以增加余热回收。

3.1.3 低热值煤气燃气轮机技术

低热值煤气燃气轮机技术, 简称CCPP技术。这项技术由燃气轮机系统、高炉煤气供给系统、余热锅炉系统和蒸汽轮机系统组成。其工艺过程可以简单描述如下:高炉煤气经除尘加压后与加压的空气混合, 然后进入燃烧室, 就会产生的高压和高温烟气, 烟气机组后膨胀作功, 燃气机经过齿轮减速后传递到汽轮发电机组进行发电;产生后的气体进入锅炉, 然后产生蒸汽轮机利用蒸汽作功, 然后发电机组发电, 利用煤气和蒸汽循环系统进行发电。CCPP系统排烟中的二氧化碳排放比常规火力电厂课减少50%, 并且不会产生二氧化硫等排放, 氮氧化物也很低, 可以达到6mg/kg~10mg/kg。CCPP真正的价值就在于回收了大量浪费的能源, 减少了燃煤的使用量, 并大量的节约了能源使用。与常规的锅炉煤气进行比较, 常规锅炉蒸汽发电仅为30%左右, 而利用相同的煤气量, 采用这种技术就可以多发电量80%左右。

3.1.4 固体废物的回收利用

在钢铁工业中, 固体废物主要包括矿渣和含铁尘泥等, 其中有很大部分可以回收利用。在现阶段, 随着固体废物回收利用技术的不断发展, 矿渣和含铁尘泥等固体废物逐渐实现了产业化的回收体系。含铁尘泥主要用于烧结过程中的配料, 也可以作为脱磷剂进行使用;矿渣回收用于金属铁行业和混凝土等建筑行业, 也可以用于一些高价值的产品的开发和利用。钢渣也具有很高的回收利用价值, 经过研磨后可以用于生产高强度的钢渣水泥。所以, 将炼铁过程中固体废物惊醒回收利用, 可以提高能源回收利用率, 促进固体废物资源化。

3.1.5 提高高炉利用系数

高炉利用系数=冶炼强度/燃料比。因此, 降低燃料比, 可以大规模的提高高炉利用系数;提高冶炼强度也可以提高高炉利用系数。在现在的炼铁工业中, 采用大风量, 高冶炼强度的方法来达到提高系数的目的。在高炉设计的时候, 就要采用大风机。如果风机是处于大马拉小马的状态, 就可能导致炼铁工序能耗很高。所以, 降低高炉吨铁风耗就可以达到降低能耗的目的。例如, 有炼铁厂就将燃料比定为484kg/t, 吨铁风耗维持在950m3左右。

3.1.6 进行煤粉和焦炭水分测定

水分含量的变化会影响高炉温度的控制, 炉温的变化也会影响硫、硅量和能源的消耗。也会影响高炉的产量和生铁质量等一系列的指标。因此, 在炼铁的过程中, 采用水分测定仪使热能恒定, 稳定炉温, 就可以保证高炉的顺利运行, 能增产和节省焦炭, 为能源的节约创造了一定的条件。

3.2 减排技术

在炼铁的领域中, 排除的污染物主要有CO2、SO2、NOX、烟尘和粉尘等, 因此减排技术主要从减少这几种污染物方面着手。表2为2006年~2011年钢铁企业吨钢污染物排放量的统计表。从表2可以看出, 虽然在2006年~2011年的吨钢SO2、烟尘和粉尘的排放量呈下降趋势, 但是其总量还是比较大。下面主要介绍CO2、NOX的减排技术:

单位:克

3.2.1 降低CO2排放

在炼铁工业中, 铁矿石在焦炭和煤粉的作用下还原成铁水, 铁水中的碳能保证炼钢过程中升温和能量平衡, 碳是炼铁工业中不可缺少的元素。在炼铁过程中, 主要由焦炭、煤粉和铁矿石的化学反应过程, 或者说是铁矿石的还原过程。炼铁工序中CO2的产生量占总产生量的90%多。因此, 要减少CO2的产生量, 就要实施低碳减排。各炼铁工程中CO2的产生量比较图如图2。

要减少炼铁过程中CO2的排放, 首先就要减少碳的消耗, 即要减少燃料比和焦比。但是在目前, 想要再通过传统技术来降低燃料比和焦比来降低CO2排放的比较困难。下面介绍几种新的方法:

1) 炉顶煤气循环利用技术

利用这个项目可以有效改善高炉效率, 以此来提高碳的利用率, 可以将炉顶煤气 (含有CO和H2) 喷入高炉以减少CO2排放量。现在的技术中, 正在研究的就是无氮高炉技术, 在这项技术中, 高炉从封口喷入的是氧气而不是热风, 大部分的煤气就会排入CO2洗涤器, 余下的CO气体通过封口就会进入高炉, 剩余的气体被加热到高温后, 再通过排风口进入炉体的下半部。经过计算可以得知, 利用此技术的CO2的排放量减少了很多。

2) 寻找碳的可替代物。

不用碳作为燃料, 而用其它的替代物作为燃料就可以减少二氧化碳的污染。例如使用天然气和废塑料等。高炉喷吹技术原来在美国和日本的钢企业中普遍应用, 而在我国的高炉中应用还在逐渐增长中, 应为在我国废塑料的收集还不是很普遍, 来源的问题限制了这项技术的发展。也可以利用氢作为替代物, 但是氢的来源和制取问题也不能得到保障。

3) 液态低温炼铁技术

此项技术是由钢铁研究总院提出的快速低温还原理论下发展起来的。提高在低温的

条件下铁矿石的还原, 可以实现降低炼铁过程中的能耗, 达到无烧结和无焦化炼铁的目的。可以实现炼铁耗能减少25%以上。日本在此项目上已经取得了一定的成绩, 利用造铁技术, 对铁矿石重新处理, 实现了降低高炉能源达45%, CO2的排放量减少的更多。

3.2.2 降低NOX排放

NOX是污染大气的主要污染物之一。目前现行的NOx控制技术主要是低NOX燃烧技术。

低NOX燃烧技术主要有两种方法:烟气循环法是将烟气与燃烧用的空气进行完全混合后再进行燃烧, 此法是通过降低O2的量来实现降低NOX的产生量的, 可以将NOX的排放量减少50%左右。另外一种方法就是低NOX燃烧器, 在燃烧器附近区域形成还原区, 适当降低O2的浓度和着火区的温度, 以此来控制NOX的形成。

4 结论与展望

由于炼铁工业在国民经济中的重要作用, 因此促进炼铁工业的节能减排工作是我国实现节能减排工作的中心任务。加强节能减排工作和减少环境污染是党中央和国家现阶段重要的工作任务, 是转变经济方式的重要措施。坚决贯彻国家关于“十二五”节能减排的精神和目标措施, 在炼铁过程中引入节能减排的技术措施, 加快炼铁技术的创新, 突破原有节能减排技术的“瓶颈”, 整顿炼铁工艺的无序生产, 淘汰落后的炼铁企业和工艺, 以更加严格的标准控制污染物排放, 加强与节能环保技术的衔接, 是下一阶段我国钢铁工艺节能减排工作的新目标。钢铁工业生产过程中积极实行节能减排的措施, 不仅可以使我国的污染物排放降低, 利于我国建设资源节约型和环境友好型社会的建设, 为达到污染防治目标的达成做出巨大的贡献。因此炼铁行业要积极履行国家制定的相关政策, 将节能减排工作落到实处, 不仅能为国家的减排工作做出贡献, 也可以实现企业自身的可持续性发展和经济效益的提高。

参考文献

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[4]姜晓东.小议我国转炉炼钢的现状与发展[J].技术经济, 2008 (4) .

提高管理水平,促进炼铁技术进步 篇2

王维兴

我国高炉炼铁生产技术已进入成熟发展阶段。大型高炉的生产技术经济指标得到不断改善，表现为原燃料质量不稳定的条件下，高炉基本上能够顺行生产，没有大的波动。但是，在炼铁生产管理上尚有一些缺失或理念上的误区，所以，现在是大力提高炼铁企业现代化管理水平的时候了。提高炼铁企业现代化管理水平有着十分重要的意义。钢铁企业的发展是依靠科技进步和现代化管理的两个轮子支撑。一些炼铁企业重视科技进步而忽视了现代化企业管理。就出现企业的生存和发展不是直线前进，而是左右摇摆，甚至出现原地转圈的现象（一些同类事故多次重复出现）。因此，炼铁企业领导要学会两手抓，既重视企业的科技进步，又要重视企业的现代化管理。

1．实现企业现代化管理，首先是要完成一些基础工作

企业现代化管理的基础工作包括：建立必要的职能处室，建立健全各项规章制度，设立科学的计量仪表设施，遵循行业计时统计规范，信息渠道畅通和数据能及时、准确、科学、稳定地收集和分析等。

上述基础工作是企业生存和发展的根基。如同高层建筑的基础，若基础不牢固，是难以建造出宏伟的大厦。从千家企业能源审计报告中可以看出，一些企业的基础工作不牢固，如计量仪表配备不够齐全、无专职能源管理人员、统计数据缺失或不真实等，特别是企业能源亏损情况缺失较多。

2．企业管理的基本内容

企业现代化管理是指人们为实现企业生存和发展的目标而对企业生产经营活动进行规划、组织、指挥、协调和控制的一系列管理活动的总称。企业管理的基本内容包括：各种资源的优化配置、生产组织、技术措施（包括技术升级、技术改造和技术创新等）、结构优化、营销服务、人员培训、人材培养、思想教育工作（包括企业文化、经营理念）、环境治理、走可持续发展的新型工业化道路等。

钢铁企业现代化企业管理的基本内容包括：

（1）经营活动管理：企业所处社会环境的研究和本企业的市场定位，经营策与计划，技术创新与产品开发，购销经营和售后服务，财务管理等。

（2）生产组织管理：生产指挥与计划的完成，生产过程调度与控制，产品质量管理与控制，物流管理优化等。

（3）科学技术进步管理：建立企业技术创新体系；收集国内外科技发展信息，分析本企业存在的技术问题；提出科技发展方向；企业技术改造和管理等。

（4）能源、环保和采购原燃料质量标准的管理：制订能源管理的原则，能源配置、使用和节能；制订环保管理的原则，工作内容和方法；制订采购原燃料质量标准，运输路线优化、运输工具合理配置以及运输设备的维护等。

（5）组织人事的管理：职工的录用、考核和激励机制，建立长效的人员培训制度；劳动岗位确定，人员定额、劳动保护、人员保险等；干部的定编定岗、选用和考核，继续工程的教育、优化干部结构，建立完善的岗位责任制等。

（6）思想教育工作管理：加强党的建设，起到对行政的保证监督作用；建立企业的工会、共青团、妇联组织，充分调动员工的积极性、创造性；建立有特色的企业文化，形成对职工的凝聚力；加强对职工的思想教育工作，形成爱岗敬业，遵守社会道德规范，建立和谐企业。

3．企业现代化管理的原则和方法

（1）管理的基本原则

集中统一领导和分级管理相结合。宝钢实行集中一贯制管理，采购、销售、财务等方面均由公司统一管理，收到好效果。

集权和分权相结合的管理。集权是将企业一切管理权都集中到高层管理者去行使。分权是将部分管理权限适当分散给各层管理者去行使。把生产指挥权进行层层落实，有利于各层人员积极性和创造性的发挥，充分调动各层人员的潜能发挥。关键是要依靠和造就一支懂技术又懂管理的职工队伍，才能实行各岗位的“自主管理”。

管理上要以严治厂，实行重奖重罚的原则。树立企业模范榜样，定期进行表彰。建立企业奖励机制、自我约束机制，可有效地减少管理者小事的工作量。

建立企业标准化、规范化的作业制度，消除人为因素的影响。建立企业完整系统的岗位责任，有利于生产的稳定、安全。每个岗位均要实现作业标准化、纪律作风标准化、环境卫生标准化、设备维护管理标准化等。

（2）管理的方法

行政管理：依靠行政组织的权威，通过发布行政指令、文件、规范进行企业管理。经济管理：控制市场经济法则，运用价格、利润、工资、奖金等手段对企业进行管理。经济管理要科学、合理、公平、公正，并要建立保障监督机制。

规划目标管理：制订企业发展目标，发展规划，并有具体实施的手段和方法。规划目标管理要体现出有预见性、科学性和可操作性。对生产管理进行预案制操作，会有较大的收益。统计部门收到的数据只是收获，对数据进行分析叫秋后算账。预案是在播种前进行预测，种什么、怎么种、怎么管理，秋收才能有最大的利益。这就最科学的。对于企业的生产、安全、环保等方面的工作采用预案制工作需要加强。规划管理要包括对生产技术、产品产量和质量、设备采购和运行、节能环保、物流平衡等内容。

4．炼铁企业管理的探讨

（1）炼铁、烧结、球团、焦化厂进行统一管理

建议将钢铁联合企业内烧结厂、球团厂、焦化厂均归炼铁厂进行管理。因为炼铁系统生产目标考核最终是以生铁产量、质量、能耗、环保、成本、利润来考核。最终的企业效益体现在炼铁厂。在生产组织上，不少企业的生产调度会上大部分精力是对铁、焦、烧、球工序上的平衡协调和处理争议问题。减少高层管理者对铁系统的精力消耗，提高企业运行效率，就应当对铁系统实行统一管理。宝钢、济钢等企业已有这方面成功实例。

（2）炼铁系统生产物流的平衡管理

一些联合钢铁企业，高炉生产所需的原燃料供应出现不平衡，需要购买较大数量的焦炭、球团、烧结矿。在供应上出现数量上不能及时，在质量上波动也较大，对高炉生产带来了负面影响。建议联合钢铁企业首先要实现焦炭的自给。目前，高炉在高喷煤比条件下，焦炭质量对炼铁生产的影响率在35％左右。为提高高炉生产水平，就要提高企业所用焦炭质量的控制力度。同时，焦化的副产品回收会给企业带来丰厚的效益。

当前，我国高炉生产中存在的最大问题就是原燃料供应数量和质量不稳定。这种波动给企业高炉生产稳定带来的影响，应当引起各级领导的重视。高炉炼铁是以精料为基础。炼铁系统的能耗占钢铁企业总能耗的78％左右，污染物排放占三分之一。所以说，炼铁系统的节能减排、降低生产成本、实现环境友好对于钢铁联合企业是十分重要的。

（3）要努力实现高炉生产的稳定

不能一味追求高炉的高产。一些企业出现“鞭打快牛”的现象。高炉利用系数达到

2.5t/(m3.d)后，企业领导满意，但又提出要实现利用系数2.6t/(m3.d)的目标，尚未考虑到企业原燃料供应条件、设备运行状态。这样，在原燃料供应不能平衡状态下，只能用一些劣质的原燃料，高炉也形不成合理的内型，不久高炉就会出现失常。大高炉生产惯性较大，失

常状态几周时间也难以调整过来，这样，高炉的总体水平是处于低水平状态。高炉生产所追求的目标是高水平的稳定顺行。稳定就会出高效益、低能耗。

高炉炼铁生产是个有条件组织生产的工序。具备什么样的条件，它就会有什么样的技术经济指标。用科学发展观来组织生产，就是要用高炉炼铁的科学规律来组织生产。如要实现高炉炼铁的低燃料比目标，就要有好的精料水平、高风温、高喷煤比、高的操作水平（包括高压、低硅铁冶炼、高煤气利用率等）和设备运行良好等。

（4）实行设备定检定修制度

实行炼铁设备定检定修制度是降低炼铁休风率的好办法。一些领导认为设备出现毛病了才去检修，而不重视设备的性能和使用寿命期限。高炉生产有上千个单体设备，任一个设备有故障均会影响高炉正常生产。对高炉所用设备进行定期检查、维护，可以有效地减少高炉休风率。设备到使用周期就应当进行更换，就可以减少高炉的计划外休风，提高作业率。

（5）明确岗位责任制，管理要到位，不缺位，不越位

钢铁公司领导要抓大事，重点是企业发展的战略，一些战术的问题由二级领导去做。公司领导主要是要用好人、出好主意，不要亲临一线去指挥。二级厂矿领导的责任是要带好队伍（加强思想政治工作、组织建设和完善管理制度），指挥好生产，把握住生产技术方向等。一些企业，公司领导在干二级厂长们的事，二级厂长在干车间的事。这就是管理上的越位。高炉生产不正常，公司和二级厂领导坐在高炉操作室亲自指挥，使工长们无所适从，只好谁官大听谁的，出了问题也没有工长的责任。

钢铁企业的能源亏损对于节能的影响比较大，经济上损失也比较大。由于能源亏损涉及多个部门，从采购、计量到使用部门均要进行协调管理。但在千家企业能源审计中可以看出，不少企业在这方面的管理缺位。反应在企业能源平衡表中对能源亏损数值的缺失或不够科学。不少钢铁企业领导是“早七晚八，星期天白搭”，每天在厂内忙忙碌碌，依靠发不完的文件，开不完的会来管理企业，不是好干部。钢铁企业的主要领导要依靠既懂技术又懂现代化企业管理的职工队伍，大力推行各岗位“自主管理”活动。谁的事就应当谁管，谁管就应当知道该怎么管理。在企业管理上明确岗位责任制，加强对岗位人员的考核，是解决管理上责任不明的好办法。

（6）强化对工长的管理、教育和培养

工长是企业生产管理的基层，对企业生产经营情况起到关键作用。工长的工作应包括对生产的指挥和开展对人员的思想教育工作，要体现出管理上要两手抓，两手都要硬。提高工长的业务、政治素质水平很重要。要有完整的培训制度，创造出有利条件，让他们的科技知识能够得到不断的补充和提高，包括参加一些社会活动（技术交流、参观、考察等），集中一段时间进行政治学习，提高其理论水平和思想觉悟以，改进工作方法。

（7）采购物资、设备时要研究性能和价格的比较

某些企业采购热风炉耐火砖只选择价格低，不注重其质量、性能，造成热风炉烧不出高风温，寿命低。我们要求热风炉要能够有1200℃以上的高风温，寿命在20～25年以上。但是低质量的耐火砖使上述两个指标均达不到。高炉炼铁是热风温度每升高100℃，炼铁焦比会降低15～20kg/t。热风炉寿命低，造成几年就要修一次，每修一次要花费几百万元。炼铁焦比升高和热风炉频繁大修的代价远比购买低质量耐火砖所省下来的钱要多得多。

（8）采用技术与经济相结合的办法来分析，采购低品位铁矿粉（实质上是低价格）并不合算

一些企业领导在表扬采购低品位矿为企业省下来几千万元。但是在技术上来讲，高炉入炉品位每升高1％，炼铁焦比降低1.5％，产量升高2.5％，吨铁渣量减少30kg，允许多喷吹煤粉15kg/t。高炉炼铁品位下降3％～5％，对联合企业的损失，不只是反映在炼铁，而且对炼钢、轧铁生产也有巨大影响。无铁炼钢也将减少产量，影响设备能力的发挥，轧钢更是如

此。用系统分析的方法进行科学计算，购买低品位矿所省下来的几千万元远远小于因炼铁焦比升高，产量降低，炼钢和轧钢的效率降低而造成的损失。当前，存在买不到高品位铁矿粉，也存在企业购买合理品位矿石的技术经济性。目前，包钢、济钢等企业对所购买的部分低品位铁矿石进行细磨再选，有效地提高炼铁入炉矿石的含铁品位，提高了企业的经济效益。

（9）要培养职工一专多能的技能，改变过去专业分工过细的现象

为实现企业减员增效，提高企业的劳动生产率，同时也可减少因分工过细，工作相互推委的现象，要对职工开展多技能培训工作。让每个岗位职工掌握多种技能，了解上下工序生产技术内容和要求。职工会在培训中拓展知识水平和劳动技能，进而整体地提高了企业的竞争力、创造力和经济效益。对于拥有一专多能的职工，应在经济政策上给予鼓励。打破企业大锅饭的做法，拉开工资收入水平，实行按劳分配的机制。

（10）重视企业的技术创新

技术创新是企业生存和发展的灵魂。依靠科学技术进步发展生产力是企业经营的重要内容。企业是社会技术创新的主体。所以，企业要加大对技术创新的投入。国家发布了对企业技术创新鼓励政策，可以将企业销售收入的3％用于技术创新工作，财政上予以免税，但是，大多数钢铁企业没有用足这个政策。目前，我国钢铁企业拥有自主知识产权不多，国产钢铁产品在国际市场上竞争力不强，特别是在高技术含量产品上。一些企业拥有一流设备，但只生产出二流的产品，利润上是处于三流水平，其主要原因是科学技术水平不高。

炼铁技术 篇3

关键词：高炉炼铁技术；具体应用；工艺流程；

中图分类号：TG142 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-08-00-01

炼铁技术作为整个钢铁工业中的关键技术之一，对整个炼铁工程的发展起着重要的作用。而高污染、高耗能、高物耗是我国钢铁生产的主要特征，这个特征在整体炼铁系统中表现最为明显。因此研究分析高炉炼铁技术的工艺流程与应用有着重要的意义。

一、高炉炼铁技术的应用

生产1吨的铁需要消耗大约20吨自然资源，其中炼铁系统工序消耗能源占能源总消耗量的70%，生产成本则占65%左右。根据相关数据调查显示，在2010年，我国重点企业的炼铁工序实际能源消耗是407.76kgce/t，焦化工序實际能源消耗是105.89kgce/t，烧结工序实际能源消耗是52.65kgce/t。此外，外排炉渣为320kg/t。产生1.5t的CO2和20kg/t至50kg/t的粉尘。

现阶段，高炉炼铁技术作为全球炼铁生产中的主要流程。在2012年，全球产铁量为11亿吨左右，而非高炉炼铁总产量则是5.794万吨，占产铁总量的5.3%。直接还原铁是有5544万吨，而熔融还原铁则有250万吨。此外，我国作为国际炼铁大国，在2012年铁生产总量为6.543亿吨，是全球铁生产总量的59.5%，这为中国钢铁工业的可持续性发展创造了基础[1]。

二、高炉炼铁工艺流程

（一）高炉本体。炼铁生产的关键部分就是高炉本体，其是圆筒形设备，主要包括了由钢铁焊接成的炉壳、由耐火砖砌筑成的炉衬、冷却设备、炉型、立柱、炉体框架以及高炉的基础等部分。高炉内部空间就是炉型，其从下至上分成五段，包括了炉缸、炉腹、炉腰、炉身以及炉。在高炉内完成整个炼铁过程。

（二）上料系统。上料系统的工作是把高炉所需要的原燃料，根据一定的比例经过上料设备完整地运送至炉顶受料漏斗内。

（三）装料系统。装料系统的工作是把上料系统运送的炉料，装入炉中，并均匀分布在炉中。该系统也能够起到回收煤气与密封炉顶的作用。

（四）送风系统。送风系统的工作是把鼓风机运送的冷风通过热风炉进行预热处理后送至高炉内。

（五）煤气净化系统。煤气净化系统的工作是净化处理在高炉炼铁过程中所产生的含量偏高的荒煤气，以此得到达标的气体燃料[2]。

（六）渣铁处理设备。渣铁处理系统的工作是把炉中放出的铁和渣，根据相关要求进行处理。

（七）喷吹燃料设备。喷吹燃料设备的工作是把煤进行收集、计量以及磨制后，从风口稳定、均匀地喷至高炉中。

三、在高炉炼铁过程中需要注意的一些问题

（一）高炉炼铁生产指导技术问题。高炉炼铁生产指导技术经过了多年的实践经验总结而来，不同的发展阶段需要制定不同的炼铁指导方法。现阶段的炼铁指导技术是遵循“高效、低耗能、环保、长寿、优质”的原则。从目前形势而言，我国钢铁产能超出了市场的实际需求，造成了供过于求的现象，同时环保、能源以及资源等诸多问题也在限制着我国炼铁生产发展。所以企业需要转变冶炼观念，研究在具体冶炼环境下合理的冶炼强度，降低燃料比，不断降低能源消耗，从而降低投资成本，提高经济效益与社会效益。

（二）冶炼的强度问题。要想确保高炉长期稳定工作，利用好煤气，降低燃料比，保证高炉的稳产、高产，就需要保障冶炼强度的合理性。不同高炉需要按照自身冶炼要求研究出合理的冶炼强度。

（三）燃料比的降低。其一，精料：优化配料，通过优化炼焦工艺与配煤生产出适合中、大型高炉需求的焦炭。其二，要想获得优质的高碱度烧结矿，就需要优化配料，按照生产SFCA的具体要求，改善烧结工艺。其三，焦炭是影响高炉炉熔的主要因素，也是影响喷煤量的重要原因。喷煤在100kg/t的情况下，焦炭的平均粒径从50.4毫米下降至23毫米；喷煤量为200kg/t的情况下，焦炭的平均粒径从53.04毫米下降至17.15毫米[3]。

（四）其他问题。风温问题：加强风热炉蓄热室中的对流传热与辐射，让其在燃烧阶段内能够存储较多的高温热量。

煤气能量的利用问题：按照铁矿石还原热量学研究计算，煤气利用率在0.6左右。

四、结语

综上所述，科学技术的日益进步，使得高炉炼铁技术在不断的改进，高炉炼铁技术依然占据着重要的地位。因此相关工作人员还需要进一步改善炼铁系统，使得改善后的炼铁系统能够达到降低投资成本、节约资源、降低能够消耗的效果，全面提高我国钢铁企业在市场上的竞争力，推动我国钢铁行业的可持续性发展。

参考文献：

[1]秋关根.黄海平.涂萌萌.高炉炼铁技术的应用与工艺流程探索[M].天津人民出版社.2012.10（05）：160-163

[2]吴良铺.柴燕武.高俊义.分析高炉炼铁技术的具体应用和工艺流[J].沈阳建筑大学学报.2011.23（11）：819-822

炼铁技术 篇4

1 目前的现状

随着经济的发展, 人们生活的环境也受到了越来越多的挑战, 污染严重、温室效应等越来越威胁人们的生存环境。如何在促进经济发展的同时, 降低对能源的消耗和环境的污染, 使地球能承受因环境变化带来的压力是人们亟需解决的问题。然而, 随着经济的发展, 人们对石油、钢铁等的生产操作, 造成了排放在空气中的CO2气体量逐渐增大, 甚至超越了地球本身的循环能力, 对人们的生活和生存环境造成了巨大的压力。人们也渐渐意识到了该情况的严重性, 也越来越多地对工业生产中产生大量CO2气体排放量的行业进行了整治, 从而降低对环境的影响。目前, 人们对环境的保护意识越来越强, 开始逐渐发展绿色能源行业, 目标是用环境友好材料代替对环境污染严重的材料, 创新发展新科学。同时, 通过对钢铁行业等环境污染行业进行罚款等措施, 也能很大程度上降低废气对环境的破坏。相应的, 钢铁行业要想继续有效地发展, 就必须更新技术, 从低消耗、高产值等方面实现自身的发展, 如果不实施有效的改进措施, 钢铁行业将受到很大的损失。

目前, 为了符合我国的方针政策, 我国相关单位也在积极推出相应的改进方案, 寻找较合适的环境友好资源, 积极探求更利于国民经济发展的、对环境污染程度较小的生产成品, 从而很大程度上降低CO2气体的排放量。同时, 我国相应行业还应积极改进、创新技术, 快速实现低消耗、低污染, 提升我们相关钢铁行业在世界经济中的发展地位, 使钢铁行业得以继续发展, 继续有效促进我国国民经济的发展。

2 在炼铁时的环保手段

2.1 更换改进设备

要想保证金属冶炼时的环保和节能就要将一些比较传统和落后的设施换掉, 重新建设一些新型的、环保的、大型的、能可持续发展的设备, 从而达到减少污染和排放的目的。从目前的数据来看, 大型的金属冶炼设备的效率大大高于传统的小炉子的效率, 且大大减少了二氧化碳的产生。此外, 传统的落后设备还存在能量要求高、污染气体产生量大和可持续使用率低等问题。随着技术和设备的发展, 金属冶炼设备的大型化是必然趋势, 大型的冶炼炉能够高效地工作, 大大减少污染气体的产生, 这将促进钢铁工业的发展和前进。炉型的大型化在短期虽然会增加企业的费用负担, 但是从污染气体的排放费用角度考虑的话会在长期获得收益, 所以改进金属冶炼的炉型势必对企业的发展有重要的推动作用。企业为了更好地适应不断变化的政策要求, 就必须及时地更换设备, 这有利于企业的改革和发展。

2.2 循环利用热量

要想进一步改革金属冶炼步骤, 就要将冶炼过程中的热量循环利用起来, 这项技术是企业研究的重点部分, 且已经在很多企业中得到应用, 积累了不少的实践经验。对冶炼过程进行分析得知, 金属冶炼过程中的余热有两个方面。第一是燃烧后的烟气热量的回收, 气温在350℃左右。第二是金属块的余热的回收, 它的温度较高, 约800℃, 是能耗的重要组成部分, 所以进行余热回收时这部分余热是重要的回收部分。这部分热量可以再在冶炼前将铁矿石进行预先预热, 这样能够实现能源的合理利用, 减少能量的浪费, 符合可持续发展的理念。

2.3 循环使用废弃固体

在金属冶炼过程中会产生很多的固体残渣, 例如矿渣等等, 它们能够被重复使用。技术的不断创新和提高使得这些固体废物可以被二次利用, 循环使用废弃固体已经形成一条成熟的链条。我们知道, 冶炼过程中的尘泥是用来除去磷元素的添加剂, 它可以被重复用作一些其他流程的添加剂。对于矿渣来说也有循环使用的必要, 比如可以用于制造水泥等等。循环使用金属冶炼过程中产生的废弃固体能够大大提高资源利用率, 减少垃圾排放, 有利于可持续发展。

2.4 燃料的替换

在金属冶炼过程中, 一般使用碳作为主要的燃料, 但是燃烧碳带来了许多的环境污染问题, 所以, 为了减少环境污染要开发其他新兴能源。在美国、日本等国家已经使用了天然气、塑料等燃料冶炼钢铁。在中国这些能源的使用还没有推广起来, 主要是这些资源的回收率不高, 这极大地制约了该项技术的应用。此外还可以利用氢气来作为替代能源, 而氢气的开发程度也还不够, 不能满足金属冶炼的需求。

参考文献

[1]唐恩, 盛正平, 周强, 王小伟, 张国兴.高炉炼铁节能减排实用技术浅述[A].中国金属学会、河北省冶金学会.2011年全国冶金节能减排与低碳技术发展研讨会文集[C].中国金属学会、河北省冶金学会, 2011:6.

炼铁技术 篇5

费总：

我们认真学习了您推荐的《钢铁公司炼铁技术进步》，结合我们3月份及8月份2次到炼铁厂考察学习情况，特汇报如下：

1、关于“优化配料”

认为：要合理应用低价原料，必须要事先对一些低价矿的烧结性能等进行分析和研究。而这些工作一般均在实验室进行，即通过各种

原料的冶金性能试验，找出最佳冶金性能、最经济成本的各种原料配比，用于指导烧结、高炉实际生产。现我们公司由于不具备各类矿石的冶金性能试验手段，因此，烧结、高炉用料结构大多是是被动、粗放式的。以高炉用料为例，由于只知道原料的物理化学指标，当采购回来一批块矿或球团矿时，开始只能是试着使用。如炉况顺行，则对该矿使用比例提高一点；如影响炉况，则降低使用比例，严重时停止不用。因此，现在的高炉优化配料方面，均是经过长时间的高炉实际生产，以有利于炉况顺行、低成本为原则，逐渐总结、摸索出来的用料结构。

2、关于“高铝渣冶炼”

提出了镁铝比概念（mgo/al2o3），有借鉴之处。即通过调节二元碱度，参考炉渣中al2o3含量，调节烧结矿中mgo含量，控制镁铝比，保持炉渣四元碱度在0.95～1.0左右。实际生产中，由于烧结矿中mgo含量提高有一定限制。因此，一般采用附加入熔剂的方法，如在高炉炉料中配入蛇纹石或白云石等。从炼铁厂实际生产看，该厂在3月份时，7高炉炉渣中al2o3含量高达19.45％，采用的是加入蛇纹石，用量由50kg/批增加到100kg/批（表4、5）。在8月份时，其9高炉则采用的是加入120kg/批白云石的做法（表6、7），而其当日炉渣中al2o3含量并不太高。14座高炉冶炼高铝渣经验：

第一阶段，炉渣中al2o3含量在18％以上时，控制二元碱度在1.10～1.15之间，mgo含量控制在13.5％以上，镁铝比值控制在0.75以上；

第二阶段：炉渣中al2o3含量在17～18％时，控制二元碱度在1.05～1.10之间，mgo含量控制在12％左右，镁铝比值控制在0.70～0.75；

第三阶段：炉渣中al2o3含量在16％左右时，控制二元碱度在1.10～1.15之间，mgo含量控制在10％左右，镁铝比值控制在065～0.70；

其通过外加蛇纹石或白云石用量的做法，达到控制合理镁铝比值范围，降低高铝渣粘度，增加其流动性的做法，值得研究学习。安钢高炉炉渣al2o3含量也基本处于较高水平（表1）。其中，3、4高炉在～一段时间里，也由于原料中al2o3含量高，炉渣中al2o3含量也达到了17～19％，当时采用了在炉料中加入蛇纹石，提高渣中mgo含量的做法。

高铝渣冶炼对炉内炉外的操作均带来相当多的困难，因此，一般均要求原燃料中铝含量越低越好，以达到降低炉渣中al2o3含量目的。从表6看出，8月1日9高炉2炉炉渣中铝含量均没有超过15％。

安钢高炉1～8月炉渣al2o3、mgo含量平均值 表1

时 间

al2o3/％

mgo/％

二元碱度

月平均值

镁铝比

月平均值

月最高值

月平均值

mgo/ al2o3

1月

16.594

18.97

8.795

1.127

0.53

2月

15.34

18.12

8.562

1.157

0.56

3月

15.879

18.37

8.475

1.133

0.53

4月

16.55

18.91

8.531

1.134

0.52

5月

15.458

17.98

8.738

1.124

0.57

6月

14.769

17.48

8.656

1.122

0.59

7月

14.977

17.67

9.018

1.121

0.60

8月

14.554

17.29

8.213

1.132

0.563、关于“多环布料”

表4～77、9高炉矿石批重为21～22t，矿石为4个布料环位，焦炭6个布料环位。我们6、7高炉矿石批重为25t，矿石、焦炭均为4个布料环位；

3、4高炉矿石批重为16t，矿石为3个布料环位，焦炭为4个布料环位。从实际生产效果看，同样保证了炉况顺行，高炉各项技术经济指标较好。

高炉在多环布料技术研究的一些细节、精细化程度方面做得较好，并在环位选择、圈数选择、多环布料调剂原则等，提出了具体的量化概念，可操作性、指导性较强。其核心理念为在炉喉料面形成一个焦炭平台和中心漏斗，建立布料模型，确

定环位、圈数等。以9高炉8月1日j46344243.52392362332布料分析，它的6个布料角度为46°44°43.5°39°36°33°。其中46°→44°→43.5°这几个边缘角位差较小＜2°，43.5°→39°→36°→33°角位差变大至3°以上，有利于形成边缘平台，中心漏斗。一般，布料模型的建立，大都以高炉开炉时料面测

得的实际布料数据为准，然后对设备提供的参数加以修正，最终找出适合高炉日常操作的经验数据，指导高炉生产。而我们4座高炉开炉时，因各种原因，均没有做过料面测试。因此，虽然也成功进行了多环布料、大料批实践，但在细节、精确控制布料方面，需要进一步学习、探索。

4、关于“高风温”

风温是最经济、最廉价的能源。高风温在我们4座高炉上均得到了成功使用。

3、4高炉日常风温均在1150～1170℃左右，6、7高炉相对低一点，基本在1150℃左右。目前，影响风温进一步提高的因素一是送风设备不能长时间承受高风温，时不时出现直吹管烧坏现象。二是，5、6高炉风温显示检测装置有时会出现“失真”现象，特别是高炉倒流休风后，由于灰尘挡住了红外线探头，致使不能正确显示风温。每次清理均相当费事，也影响了入炉风温的进一步提高。

5、关于“提高煤比”

3、4高炉喷煤投产后，设计喷煤量9～11t/h，煤粉粒度要求－200目的大于85％以上。经过短时间努力，高炉喷煤能力很快达到了设计要求。但喷煤系统制粉能力不足，严重制约了高炉进一步大喷煤的需要。通过技术攻关，采用降低煤粉细度，将－200目的比例逐渐改为大于75％以上，最低时大于70％以上，成功解决了制粉能力不足的矛盾，将设备能力发挥到极限。现高炉最大小时喷煤量可达12～13t。

5、6高炉喷煤也达到了设备的极限水平。

6、关于“提高顶压”

3、4高炉投产时间较早，其设计理念、装备水平等与6、7高炉均有差距，其顶压目前在125kpa。

5、6高炉顶压日常保持在165kpa，与600m3级高炉顶压160kpa差不多。

7、关于“低硅冶炼”

目前，3、4高炉炉温要求在0.40～0.60％，5、6高炉要求在0.30～0.50％。以8月份实际月平均炉温为例，3高炉为0.488％，4高炉为0.515％，5高炉为0.517％，6高炉为0.528％。与平均含硅量0.37％相比，有差距。

能取得较低硅的成功经验为一是狠抓原燃料管理，要求成分稳定，提高强度、改善粒级等，二是注重高炉内部管理。这些做法应该说与我们差不多。但其控制低硅冶炼的独特之处，在于高炉热制度控制手段的多样性。他们的具体措施为：热制度以控制铁水显热为依据，日常调剂以控制铁中含硅量为手段，保证铁水物理温度≥1480℃等。从我们二次考察时观测到的他们7炉次铁水看，物理热均超过了1480℃。

关于铁水物理热，目前已被大多数高炉采用。即改变了以前单纯依靠铁水化学热[si]含量为依据的判断炉温标志，增加铁水物理热判断炉温。物理热相对化学热，判断炉温更直接，更能较快判断炉温凉热趋势。同时，为低硅冶炼提供了可靠保证。比如，铁水硅含量在0.20％时，如物理热大于1480℃，则认为正常。宝钢高炉铁水硅含量长期控制在0.20％左右，其物理热则要求＞1480℃，＞1450℃则为警戒温度，要求采取措施提炉温。又据《炼铁》介绍，安钢高炉现在全部实现了主要以铁水物理热作为调剂、判断炉温的手段，化学热硅含量为参考，其硅含量在0.30％左右。反之，如果硅含量在0.50％，如其物理热低于1480℃，则意味着炉缸温度不高，炉温可能向凉。此时，单从硅含量判断，有可能误判炉温趋势，造成炉凉。

我们6座高炉由于缺乏铁水物理热判断手段，限制了硅含量进一步降低。为了防止炉凉，高炉硬性规定：硅含量低于0.30％时，必须采取措施提炉温。因此，为了进一步降低铁水硅含量及焦比，建议适当时高炉增加物理热检测手段。

8、二炼铁高炉实际生产指标

⑴以7月1～31日为例，二者主要技术经济指标比较如下：

7月份安钢高炉与高炉主要指标数值 表2

单位

高炉号

炉容

利用系数t/m3.d

入炉

干焦比kg/t

燃料比kg/t

矿耗t/t

休风率％

二炼铁高炉

7

700m3

3.40

410.69

568.63

1.782

0.04

8

3.40

408.51

565.99

1.742

0.43

9

3.42

407.21

563.81

1.740

0.91

10

3.51

399.82

558.43

1.747

0.10

11

850m3

3.29

401.48

559.62

1.751

0.13

12

3.34

408.48

564.64

1.771

0.00

13

3.26

387.63

562.66

1.740

0.34

14

3.38

405.98

550.91

1.780

1.24

安钢高炉

3

450m3

3.362

392.212

561.35

1.730

2.259

4

3.568

392.38

559.85

1.690

0.813

5

580m3

3.943

392.225

519.31

1.651

1.119

6

3.477

393.129

534.61

1.658

2.948

7月份二炼铁高炉与安钢高炉主要指标月平均值比较 表3

项 目

安钢高炉

高炉

差 别

以安钢7月份

22万吨产量粗略计算

入炉品位 ％

约58.00

53.88

＋4.12

－

利用系数 t/m3.d

3.603

3.37

＋0.236

多产铁0.236 t/m3·天

入炉干焦比 kg/t

392.50

404.65

－12.15

节约干焦2673吨

燃料比 kg/t

543.78

561.58

－17.80

节约燃料3916吨

矿耗 t/t

1.678

1.757

－0.079

节约矿石17380吨

休风率 ％

1.782

0.40

＋1.382

－

从表2、3可以看出，安钢高炉原料质量高于高炉，虽然全月休风率高出1.382％，但其主要技术经济指标好于高炉。

⑵二炼铁高炉不同时期生产指标比较

3月14日 7高炉（700m3）铁水、炉渣情况 表4

铁次

铁 水

物理温度

℃

炉 渣

r2

燃料比/kg/t

[si]/%

[s] /%

al2o3/％

mgo/％

1464

0.64

－

1502

－

11.45

1.13

4：00′

557

1465

0.42

－

1489

－

－

－

8：00′

556

1466

0.51

－

1489

19.45

12.64

1.18

－

－

1467

0.44

－

1481

－

－

－

－

－

3月14日 7高炉连续3次变料情况 表5

干焦比

焦丁比

入炉

干焦比

烧结矿

球团矿

低r2

烧结矿

块矿

蛇纹石

料线

焦炭

负荷

计算

碱度

入炉品位

405kg/t

8kg/t

413kg/t

12.6t

2.52t

5.88t

－

50kg

1.0m

4.27

1.17

54.42

397kg/t

8kg/t

405kg/t

12.6t

2.52t

5.88t

－

50kg

1.0m

4.39

1.17

54.42

394kg/t

8kg/t

402kg/t

12.6t

2.52t

5.88t

－

100kg

1.0m

4.35

1.17

54.42

注：装料制度：jj↓kk↓，矿石批重：21t，布料方式：k40337.53353323 ,j43241238.52362332272

8月1日 9高炉（850m3）铁水、炉渣情况 表6

铁次

铁 水

物理温度

℃

炉 渣

r2

燃料比kg/t

[si]/%

[s] /%

al2o3/％

mgo/％

2523

0.36

0.026

1498

13.48

9.47

1.13

4：00′

582

2524

0.58

0.021

1500

－

－

－

8：00′

589

2525

0.22

0.024

1518

－

－

－

2526

0.19

0.033

1485

14.72

11.87

1.09

8月1日 9高炉连续4次变料情况 表7

干焦比

焦丁比

入炉

干焦比

烧结矿

球团矿

低r2

烧结矿

块矿

白云石

料线

焦炭

负荷

计算

碱度

入炉品位

400kg/t

33 kg/t

433 kg/t

14.96t

1.32 t

2.86 t

2.86 t

120kg

1.3m

4.03

1.11

53.92

400 kg/t

33 kg/t

433 kg/t

14.52t

1.32 t

3.3 t

2.86 t

120 kg

1.3m

4.03

1.09

53.99

404 kg/t

33 kg/t

437 kg/t

14.75 t

1.32 t

3.08 t

2.86 t

120 kg

1.3m

3.98

1.10

53.45

404 kg/t

33 kg/t

437 kg/t

14.74 t

1.32 t

2.64 t

3.3 t

120 kg

1.3m

3.98

1.10

54.02

注：装料制度：jj↓kk↓，矿石批重：22t，布料方式： k43341339336.53 ,j46344243.52392362332

①铁水硅含量从平均0.5025％（7炉）下降到平均0.3375％（9炉），其低硅冶炼确实成绩较大。9高炉硅波动范围在0.19～0.58％，由于其物理热均＞1480℃，在硅低至0.19％时，也反映了炉缸温度充沛、活跃。

②9高炉平均入炉品位53.845％，较7炉54.42％下降0.575％。我们看到，虽然9炉铁水硅含量降低了0.1650％，但由于原燃料质量进一步下降，致使其入炉干焦比较7炉反而增加了平均约28kg/t，燃料比增加了约28kg/t（未考虑焦炭质量变化影响）。需要说明的是，这2次考察期间，2座高炉均炉况顺行，无设备故障和休、减风情况出现。

③充分说明：在高炉设备、操作技术相对稳定时，影响技术经济指标值的主要决定因素还是原燃料质量。

高炉炼铁工艺分析及其设备维护 篇6

钢铁需求量随全球工业化进程与日俱增，作为钢铁生产主要流程之一的炼铁对提高钢铁生产效率与质量起着重要的作用。高炉炼铁是现代炼铁的主要技术手段，其工艺与设备维护管理是推动炼铁发展的关键因素。

【关键词】高炉炼铁工艺；炼铁设备；设备维护；分析

自工业革命以来，以机器为主的生产方式逐步取代了传统的手工劳作。钢铁的需求量随全球工业化进程与日俱增，汽车制造业、建筑行业、军事装备行业、交通运输业的发展，拉动了钢铁需求的高速增长。作为钢铁生产的第一步，炼铁工艺及其设备维护对整个钢铁产业链的发展有着十分重要的地位与作用。

1.高炉炼铁工艺分析

由竖炉炼铁演化而来的高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，占据全球铁总产量的95%以上。炼铁时从炉顶装入铁矿石、焦炭和石灰石等原料；并从高炉下部的风口吹入富氧的高温空气。富氧高温空气与焦炭产生化学反应，燃烧生成的一氧化碳和氢气，一氧化碳和氢气在炉内上升过程中会除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁[1]。炼出的铁水从铁口放出；炉渣则从渣口排出；产生的煤气从炉顶导出，并经除尘后，可作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料使用。

2.高炉炼铁主要设备及其维护现状

高炉炼铁厂主要设备包括高炉本体、供料系统、送风设备、渣铁系统、煤气系统、喷煤设备等，其中高炉是最关键的技术设备。高炉生产是持续的过程，一代高炉能连续生产几年到十几年，因此炼铁厂设备维护作业质量是提高生产效率和生产质量的重要因素之一。目前，高炉炼铁厂在设备维护与管理方面仍存在现状和缺陷[2]。第一，设备维护管理跟不上设备自动化、智能化的发展节奏，其维护和管理方法滞后于设备的更新。第二，炼铁厂在追求单位时间产量的同时忽略了设备的正常维护，致使设备超长时间、超负荷工作。第三，工厂没有注重设备的前期管理。设备出故障的原因往往来自设备的设计和制造。选用先进、合理的设备，才能真正发挥其应有的作用，降低故障突发率。第四，企业设备维护管理制度流于形式。很多设备维护管理人员在日常维护中并不能严格执行维护标准，只负责在记录表上签字，致使设备维护制度停留在书面形式。

3.提高设备维护质量的途径

3.1 科学的设备维护指导

科学的设备维护指导包括两个方面：科学的设备维护管理制度和合理的设备维护管理评估体系。

设备维护质量要得到提高，就需要一个完善的和可持续优化改进的设备维护管理制度。只有在这种大环境下，在这种体制制度的指导下，设备维护管理工作才会按照既定目标运行，最大限度规避偏离目标的风险；合理的设备维护管理评估体系，为炼铁厂设备维护工作指明方向。没有评价，设备维护质量就无所谓好坏。

3.2 现代化的设备维护技术

传统的设备维护技术已经不能适应炼铁厂生产发展的需求，必须采用现代化的设备维护技术。

3.2.1现代化的设备监测技术。现代设备监测技术是指借助各种监测仪器和方法手段等，对关键设备进行在线监测和离线监测，实时掌握系统和设备的运行状态。通过对设备运行状态数据的采集、分析和诊断等，对设备维护作出相应的调整。高炉炼铁厂应重视设备监测诊断技术的运用，保证企业设备最佳运行。

3.2.2状态维修技术。维修发展随着故障诊断技术的进一步发展提高，维修方式也在发生变化。炼铁厂现有的计划维修方法，虽然可以减少非计划停机，但受到经验与手段的制约，并不能保证维修计划的准确度。而现代状态维修技术是依靠设备监测数据的变化来推导制定的，可以大大降低设备维修的盲目性。

3.2.3计算机辅助设备维护与管理技术。利用先进的计算机技术，可以方便地实现企业设备记录存档、清单查询、设备管理、设备故障维修查询等业务；同时，设备状态监测也不可避免要用到计算机[3]。计算机辅助管理可以省略很多繁琐的程序，缩减许多中间环节，更快地处理好设备问题；计算机局域网和互联网的使用，能够实现资源共享，从而精减了行政机构，提高了劳动生产率，为企业获得了较好的经济效益。

3.3 加强设备维护知识培训

随着科学技术与设备自动化的发展，要求设备维护人员具有较高的专业素质。但是，在高炉炼铁厂中设备维护与管理队伍的整体素质还不能适应生产的需求。设备维护人员，不仅要能对设备进行安装、调试、操作、指导和维修；要能对设备维护与管理形成科学管理和理论指导；还要能吸收国外先进技术和经验，利用新工艺、新技术等对设备维护和管理进行改革，提高设备维护的水平和质量。

而在高炉炼铁厂中，设备维护人员的专业素质显然是达不到上述要求的。因此，加强炼铁厂设备维护队伍的专业知识培训是炼铁厂的当务之急。这样维修人员可以准确掌握设备的运行状况，及时判断设备故障，减少维修环节，给生产和维护带来了方便。同时，要注重实际操作人员在设备维护管理中的作用。操作人员是设备的实际使用者，是第一时间知道设备出现故障的。工厂应该注意培养操作者判断和分析设备故障缘由的能力，使其既会操作又会维修，让操作者参与到设备维护中来。立足培养复合型人才，使他们掌握现代化的维修技术和管理知识，为企业的发展提供技术保障。

4.小结

高炉炼铁设备的维护是影响到炼铁生产效率与质量的重要因素，在设备未出现故障时合理使用，对其进行科学养护，能够有效控制问题的出现和事故的发生。而在其出现故障而影响生产是需要对其进行及时地、合理地维修，能够保障生产的顺利进行。高炉炼铁设备的维护和维修技术对操作人员专业素质的要求较高，需用应用科学的手段进行维护和维修，以确保高炉炼铁设备能够在生产中发挥积极地作用。科学的指导、合理的评估体系，以及高素质的维护队伍是提高高炉炼铁设备维护质量的关键。

参考文献：

[1] 时彦林. 冶炼机械设备[M]. 北京：北京人民邮电出版社， 2006. 10.

[2] 戈猛，赵涛.我国工业维护管理的现状与发展[J].工业工程，2009，5（02）： 7-10，14.

炼铁技术 篇7

近几年, 钢铁的产量和消费量呈逐年增长的趋势, 据相关资料显示, 钢铁行业能耗占全国总能耗的1/6, 属于高污染、高能耗行业。随着节能型社会建设理念的不断深入, 我国政府部门对节能减排工作予以高度重视, 要求钢铁行业实现能源消费结构的有效调整, 提高铁矿的利用效率, 但钢铁工业的实际能耗情况距离这一目标还有较大差距, 可见, 钢铁工业面临着严峻的能源、资源及环境问题, 实现节能减排已成为我国钢铁行业持续生存与发展的重要途径。

2 炼铁减排增效的必要性

钢铁工业是保障我国国民经济持续发展的基础产业, 钢铁被广泛应用于各行业领域的发展中, 这在一定程度上大大促进了钢铁产量和规模的提升。但在钢铁生产的过程中, 能源消耗巨大, 所产生的气体会对大气造成严重污染。受到钢铁资源匮乏和能源消耗以煤炭为主的限制, 我国钢铁工业在发展过程中一直受到污染问题和能源消耗问题的困扰, 虽然已采取各种措施来进行节能减排, 但始终无法改变传统能源的消耗模式, 这种情况下, 使得节能减排的效果得不到保障。因此, 我国应从提高铁精矿质量的角度出发, 通过新工艺、新设备来使钢铁工业的发展摆脱困境, 目前, 我国相关部门已提出了国内选矿厂应转变思路, 将选矿厂的生产方向转变到提高精矿品位、降低二氧化硅等杂质含量为中心上来, 将提高铁精矿质量作为钢铁生产的核心任务, 并不断扩大选矿与炼铁的规模, 控制钢铁生产成本, 实现炼铁企业经济效益最大化, 提高铁精矿的市场竞争力, 这对促进铁矿山的持续发展具有重要意义。

3 铁矿石选矿技术的分析

3.1 采用预选技术

预选主要是指在矿石进入磨矿作业前, 用适宜的选矿方法预先分离出部分尾矿的选别作业。近几年, 随着冶金工业的快速发展, 对忒矿石的需求量越来越多, 加之采矿工业的发展, 采用先进的采矿方法和大型的采掘设备, 使采出的矿石品位下降, 降低选厂能耗, 减少磨矿量。

某选矿厂在粗碎后自磨前, 对0~350mm的矿石采用CT-DG1516型大块矿石永磁干式磁选机预选, 抛废产率12~13%, 使入磨矿品位提高了3.62个百分点, 磁性铁回收率达99%, 年经济效益达1000万元。

3.2 采用多碎少磨技术

破碎磨矿作业能耗约占选矿厂总能耗的50~70%, 其中磨矿作业的能耗又占碎磨作业能耗的80%以上, 降低磨矿作业能耗的有效途径就是降低入磨矿石粒度, 即多碎少磨。主要措施是采用大型化、大破碎比、高效、低耗的新型破碎设备, 使入磨矿石粒度降低。一般采用高效液压圆锥破碎机, 使入磨矿石粒度降至0~12m, 节能降耗效果明显。

某铁矿厂扩建后的破碎系统通过将6台2200型圆锥破碎机全部更换为生产能力大、破碎效果好的HP-500型破碎机和H-8800型破碎机, 使破碎产品粒度-12mm含量达到90%左右, 选矿厂整体产能提高了8%, 每小时节约电耗128k W。

另外, 采用高压辊磨机也可有效降低磨矿石的粒度, 高压辊磨机由于利用层压破碎的工作原理, 以提高能量利用率, 矿石粉碎能耗一般为0.8~3.0k W·h/t, 比常规的破碎设备节能30%, 系统产量整体提高了25~30%。

3.3 反浮选工艺

磁性铁矿物和石英脉石的连生体是影响磁选精矿品位的主要因素, 仅是利用多次磁选的方式无法将连生体分离出去, 最有效的措施为采用阴、阳离子捕收剂反浮选法, 连生体中的石英会和浮选药剂中的相关物质发生化学反应, 石英表面疏水可粘附在气泡上而呈现出浮选的特性, 通过脱硅手段实现连生体与铁矿物的分离, 从而实现铁精矿质量的有效提高。

例如:某矿山的铁矿物嵌布较为紧实, 粒度需细磨至-0.037mm粒级占98%, 该矿山铁矿石的总储量约3.6亿t, 储量规模较大, 但由于铁矿物粒度极细一直未能工业开发利用。在2011年, 采用阶段磨矿絮凝脱泥反浮选工艺建成了规模较大的选矿厂, 该选矿厂的原矿处理能力为一年30万t。该矿山磁铁矿石原矿平均铁品位为30%, 二氧化硅占48%, 硫化物占0.9%, 磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿分别占10.6%、26.2%和0.2%, 矿石中主要工艺数质量流程如图1所示。

该矿石选矿厂原矿处理能力为30万t/年, 2013年经过调试后优化在原矿铁品位30.72%的条件下, 矿物细磨至-0.074mm粒级占98%, 经过一次絮凝脱泥及一段沉砂后, 再细磨至-0.037mm粒级占98%后, 经过4次絮凝脱泥及一段沉砂后, 再经阴离子反浮选, 即可得到铁精矿含铁64.72%、二氧化硅5.75%、铁回收率65.33%的运行指标, 可见, 絮凝脱泥—反浮选技术在该矿山的应用取得显著效果。

3.4 新型选矿设备

铁精矿质量的提高需要不断引进先进的新技术、新工艺及新设备, 目前, 在选矿厂中得以广泛应用的新型选矿设备包括:磁-重脉动低磁场的磁重选矿机、柱式旋流器、细筛孔MVS电磁高频振网筛等, 这些设备的应用有效提高了工业生产选矿指标, 对简化选矿工艺流程, 提高炼铁企业的经济效益具有重要作用。

(1) 磁选柱。这是一种磁力和重力相结合的低磁场磁重选矿机, 可将磁铁矿和脉石未单体解离的连生体从磁铁矿精矿中分选出去, 可大大提高弱磁选铁精矿的质量。

(2) 细筛孔MVS电磁高频振网筛。铁矿物具有密度大的特点, 而石英脉石矿物的密度较小, 在磁铁矿石磨矿分级的过程中, 铁矿物颗粒比石英脉石颗粒细, 因此, 在弱磁选铁精矿中, 夹杂着较多的粗粒石英和磁铁矿物的连生体, 分别用0.15mm、0.1mm、0.074mm的筛网进行筛分, 即可将粗粒铁-石英连生体留在筛上进行再磨, 大量的磁铁矿物进入筛内, 可大大提高筛下铁精矿品位, 降低二氧化硅的含量。

某矿业公司在选矿厂中使用1台这种高频振网筛后, 一年的材料费和电费共节约了170万元, 在保持铁精矿品位不变的基础上, 原来的铁金属回收率为68.64%, 在使用该筛后, 铁金属回收率提高至74.17%, 具体的工艺流程图如图2所示。

3.5 高炉炉料铁品位的提高

某选矿厂块矿入竖炉磁化焙烧所得到的铁精矿品位为56%, 含二氧化硅11%;粉矿经强磁选得到的强磁铁精矿铁品位为48%, 弱磁选、强磁选综合铁精矿品位为52%, 导致该矿厂高炉入炉铁品位50%, 水平较低, 对炼铁的经济效益产生严重影响。

2011年, 该选矿厂对焙烧磁选铁进行阳离子反浮选提质降杂改造, 经过改造后, 焙烧精矿品位提升至60.04%, 二氧化硅降低至6.36%, 这种情况下, 强磁选与弱磁选综合铁精矿品位为56%, 由于每年少生产10.25万t的二氧化硅, 烧结工序每年可节省18.7万t的石灰石, 共节约成本1642万元。同时, 炼铁工序高炉入炉品位提高了2%, 焦比降低13.5kg/t, 每年可节约焦炭6.7万t, 增产生铁22.49万t, 两项合计炼铁增效为1.70万元。

由于焙烧磁选铁精矿反浮选, 原料费及选矿加工费用增加9129万元, 在经过改造后, 从选矿至炼铁工序, 烧结及炼铁成本节约了18654万元, 扣除选矿增加原料及加工费9129万元, 公司整体合计降低成本9525万元, 效果较为显著。

该选矿厂在实施提质降杂后, 选矿工序每年增加电力消耗3142k W, 折合标准煤3.86万t, 烧结工序由于减少加工量和节约石灰石每年可节约标准煤1.16万t, 炼铁工序由于节约焦炭而节约标准煤5.8万t, 合计总节约标准煤3.12万t。同时, 高炉渣每年减少18万t, 由于精矿中硫减少1678t, 烧结工序可减少二氧化硫排放量2181t, 炼铁工序可减少二氧化硫排放1092t, 由于焦炭的节约, 炼铁工序可减少二氧化硫排放量1099t, 三项合计共减少二氧化硫排放量4372t。由于石灰石的少量消耗, 烧结工序可减少二氧化碳排放量6.85万t;焦炭的减少使用, 炼铁工序可减排二氧化碳21.7万t, 两项合计每年可减少二氧化碳含量28.82万t。

4 结语

目前, 我国选矿厂的主要方向是提高铁精矿品位、降低二氧化硅等杂质, 这对调动生产工作人员和科研人员的积极性和热情具有重要作用, 加强对新型高效分选设备及工艺的研究, 可大幅度提高我国磁铁矿及氧化铁矿石铁精矿的质量, 大大提高了铁精矿质量的水平, 减少高炉废气、废渣的排放量, 降低煤和焦炭的使用量, 提高炼铁的经济效益, 以实现高炉炼铁的节能降耗及高效化。

参考文献

[1]余永富, 祁超英, 麦笑宇, 等.铁矿石选矿技术进步对炼铁节能减排增效的显著影响[J].矿冶工程, 2010, 30 (4) :27~32.

[2]薛敏, 李子奇.关于加快我国铁矿石选矿技术自主创新发展的思考[J].矿业工程, 2010, 8 (1) :33~34.

[3]钟旭群, 庄故章, 等.蓝铁矿特征及其对铁矿选矿的意义[J].有色金属工程, 2011, 63 (2) :199~203.

高炉炼铁和非高炉炼铁能耗比较浅析 篇8

1 高炉炼铁的优势

1.1 高炉为高效化的竖炉

以高炉进行生产, 实现了炉料与煤气的逆向运动。由于高炉是具有一定高度的竖炉, 按一定规律布料后使炉料由炉顶连续下降, 而高热值的煤气由炉缸底部均匀上升。在这个反应器中, 确保了能源能够得到合理充分地利用, 同时炉料也能够获得足够地预热、还原、熔融、滴落等。此外, 生铁也可以在炉缸内渗碳、炉渣及生铁得到改性等, 从而大大提高了生产的质量和效率, 减少了生产的能量消耗。当前, 我国大部分高炉炼铁的能耗约在410 kgce/t。在转底炉的生产过程中, 由于在底部接触煤气较弱, 而中上层却可以受到了煤气还原和加热, 进而往往会产生较多被还原的球。因此, 在转底炉中仅仅可以布一层球, 若布球在两层以上, 其底部的球就很难接触到热量和还原气, 进而不能够被有效还原。转底炉与高炉进行比较而言, 前者的能耗较多一些, 且球团的质量不均匀, 这也是导致转底炉生产规模受到限制的主要原因。但考虑到对有害物质的尘泥处理方面, 转底炉仍然存在一些有利的地方。

1.2 在高炉内, 大约存在50%以上的

炉料是通过间接还原的形式生产, 有利于能量的节约。在炼铁的理论中, 如果直接还原铁矿石将是一个吸热的过程, 如果间接的还原将是一个放热的过程。在高炉内部, 间接还原的反应的炉料占50%以上。所以, 应用高炉炼铁直接进行还原铁矿石将会多用能源。

1.3 高炉是高效能源的转化器

焦炭在高炉内的作用主要有以下五个大方面:第一, 焦炭在氧气中燃烧能够生成CO2、CO等气体, 这些气体含有较多的热量, 这些热量构成了炼铁热量的最主要来源;第二, 焦炭能偶为还原铁矿石提高足够多的CO和碳, 这也是还原剂最主要的来源;第三, 在高炉内, 焦炭有着骨架的支撑作用, 通过焦炭的支撑, 可以为煤气较为均匀的, 小阻力的运动提供足够的空间;第四, 焦炭通过渗碳的作用能够渗入到生铁中去, 进而促进了生铁里面碳、铁的再平衡, 确保了生铁质量的合格率;第五, 焦炭在炉缸里面有着重要的填充作用, 能够在高炉休风的时候, 增加炉缸的有效使用空间, 能够使生产迅速的恢复。

2 高炉和非高炉炼铁的能耗对比

2.1 对2009年全国重点钢铁企业的炼铁系统实施能耗分析

全国重点钢铁企业在2009年主要能耗工序分别为:高炉工序 (410.65kgce/t) 、焦化工序 (112.28kgce/t) 、烧结工序 (54.95kgce/t) 、球团工序 (29.96kgce/t) 。

2.2 对2009年时太钢炼铁系统的能耗分析

2009年时, 全国的重点钢铁冶炼企业没冶炼1t的生铁, 就要消耗529.11kgce/t的能源;而同时期的太钢炼铁系统, 没生产1t生铁只需要消耗443.82kgce/t的能源, 这在我国达到了非常先进的水平。与非高炉炼铁的工艺能耗进行比较, 这两个数据显示的能耗数据要低一些。其中非高炉炼铁工艺的能耗较高的主要因素为, 缺乏科学的循环使用系统, 进而无法利用高热值的煤气所含有的热量。在我国实际的生产中, 煤气大多都用于了发电, 然而煤气燃烧然后再转变成电能的转化率却只有33%-44%, 能力的利用率很低, 故而生产的成本也会跟着升高。在进行熔融还原的生产时, 也离不开矿粉的造块和焦炭, 所以, 高炉工序的能耗肯定比这要低很多。高能耗, 就造成了高成本, 随着也会形成高污染物的排放等一系列的问题。

3 发展非高炉炼铁技术的探讨

在21世纪的高铁界中, 非高炉炼铁技术是一项较为高端的前沿性技术, 在一定程度上代表了钢铁技术发展的方向;然而在现实条件下, 一些关键性的技术仍需要继续突破与创新。诸如如何科学合理的使用和整治在生产中产生的煤气, 在进行熔融还原的时候怎么样才能降低焦炭的使用的频率, 如何在使用普通的铁精矿进行生产时, 提升炼铁的技术并提高炼铁的经济性等。现阶段, 我国的炼铁工艺由于能源和资源的约束, 以高炉流程为主的炼铁工艺在很长的时间内将占据主要的位置。此外, 目前的高炉生产流程的能耗及污染物排放量均程度不同的优于非高炉生产流程。尤其是在生产规模、投资和生产成本等方面高炉流程是占有比较大的优势。目前, 我国加大淘汰落后产能的工作力度, 坚决不允许企业扩大钢铁产能, 只能进行落后产能的替代。但是, 一些企业希望走发展非高炉炼铁的道路, 认为是节能减排, 企业可以得到较大的发展。目前, 这是一条走不通的路。因为, 目前非高炉炼铁技术发展尚需进一步完善和提升, 所要求的条件还比较苛刻, 在技术性、经济性、可行性及生产规模等方面均要进行充分科学地论证。

摘要：在21世纪的钢铁界, 非高炉炼铁是一项较为先进的前沿技术, 是炼铁界技术革新的发展方向, 但现实情况下, 技术尚有许多需要改善的空间, 仍有一些关键技术需要突破。本篇主要着重在高炉炼铁上的优势、非高炉炼铁同高炉炼铁在耗能上进行比较以及非高炉炼铁的技术在未来发展的空间进行叙述。

炼铁高炉开口机雾化冷却装置 篇9

济钢第二炼铁厂1#高炉 (1750m3) 开口机为全液压控制, 随着高炉生产水平的提高, 开口机在使用中存在以下问题: (1) 振打结构由于使用时间长, 振打杆、弧形螺母及钻杆螺纹等处易断裂损坏; (2) 钻头、钻杆消耗量增大, 开一次铁口有时需要多次更换钻头、钻杆; (3) 振打马达中旋转结构的齿轮和轴承磨损严重, 在钻开铁口阻力大时, 经常发生旋转齿轮打滑, 钻杆不旋转现象。为此, 经分析研究, 第二炼铁厂2009年研究开发出具有自主知识产权的开口机雾化冷却装置 (已申请专利) , 并成功应用于济钢炼铁高炉开口机。

该雾化冷却装置由射吸雾化喷头、气控阀、球阀、节流阀、减压阀、过滤器、管道、压力表等组成, 具有如下优点:由压缩气体控制水量, 避免了水量大、难控制给安全生产带来的危害;由原来2人操作变为1人操作, 且操作方便;可对气源压力进行调节以适应不同的气压、水压;可适应不同水质和对雾化量进行较精确调节;可随时观察风、水的压力变化;雾化喷头的射吸可在水压较低时保证雾化效果。

实践证明, 该雾化冷却装置的应用使1#高炉开口机有效地降低了铁口烟尘粉尘污染和钻头、钻杆、油料消耗, 提高了正点率、开口率、出铁率、出铁均匀率, 取得了良好的效果。X11.02-02

钢铁企业炼铁工艺优化问题研究 篇10

伴随着近代全球化市场竞争越来越激烈, 我国的钢铁企业要面临的挑战越来越严峻。2008年美国爆发的经济危机对全球经济产生了巨大的影响, 从而导致我国钢铁企业的生产与发展陷入艰难的境地。钢铁企业现阶段面临的主要挑战包括:炼铁原材料的价格持续增长, 但是钢铁产品的价格却降低, 这样企业的利润空间不但减小, 并且现在的顾客需求大多是小批量的, 订货要求的交货期限越来越短。如此的现状, 钢铁企业必须适应发展的要求, 迫切需要进行技术革新, 对炼铁的工艺进行优化, 加强钢铁企业的生产管理, 对企业的管理理念进行创新, 必须在面向库存生产和订单生产的混合情况下, 逐步提高钢铁企业的核心竞争力。而钢铁企业的生产工艺复杂, 工序多, 生产设备也比较昂贵。虽然我国许多大型钢铁企业的炼铁技术有了突飞猛进的发展, 对炼铁的工艺参数也进行了优化。但是, 现在仍有一些钢铁企业炼铁工艺落后, 影响了企业炼钢的正常发展, 导致企业炼铁的生产效率低, 使得企业的炼铁工艺离市场的高档次、高附加值产品的要求越来越远。因此, 寻求速度快质量高的炼铁工艺技术是钢铁企业在激烈的竞争中制胜的关键。

优化钢铁企业的炼铁流程, 使炼铁的生产流程更加顺畅、合理, 能够快速响应钢铁市场的需求和需求变化, 增强钢铁企业的市场竞争力;优化钢铁企业的炼铁工艺, 能够保证钢铁企业内部协调生产系统, 保证钢铁企业充分利用主要生产设备, 不断提高各生产工序产品的质量, 缩短炼铁生产工序间的时间, 减少生产过程中的余材量, 提高产品的生产效率, 增强顾客的满意度。总之, 优化钢铁企业的炼铁工艺具有重要的意义。本文就现在钢铁企业较为普遍的炼铁工艺问题进行优化, 进而优化产品结构、增强钢铁企业活力, 提高企业国际竞争力, 顺应市场需求的问题进行探讨。

1 钢铁企业炼铁工艺优化现状

1.1 钢铁企业炼铁工艺的发展

1.1.1 高炉炼铁工艺优化

目前, 我国钢铁企业主要使用高炉炼铁, 根据相关资料报道, 2006年世界产生铁量为10.6亿t, 其中高炉炼铁占总量的95%以上。高炉炼铁流程是现代钢铁企业生产流程的龙头, 中国2006年产铁4.2亿t, 2007年产铁4.69亿t。

高炉炼铁虽然有热效率高、技术完善, 炼铁工艺设备大型化、长寿化的优点, 但是高炉炼铁工艺也有其缺点, 最主要的缺点就是污染环境, 特别是烧结的SO2粉尘的排放、焦炉的水污染物以及粉尘排放, 高炉的CO2排放很高 (如图1) , 因此, 钢铁企业在炼铁工艺优化过程中应该高度重视高炉炼铁流程的优化, 达到降低炼铁能耗、节省炼铁原料、改善炼铁环境的目的。

1.1.2 技术经济指标不断优化

我国炼铁工艺技术进步主要体现在各项技术经济指标的不断优化。炼铁技术进步主要体现在:完善溅渣护炉的工艺, 提高转炉炉龄;推广强化供氧的技术, 提高转炉作业率;推广长寿复吹的工艺, 进一步降低钢铁料消耗并提高以终点控制为核心的转炉自动化控制水平。钢铁企业的经济效益伴随着炼铁工艺的技术经济指标的优化而增长。根据2007年93家的大中型企业统计, 企业年利润达1 479.8亿元, 比上年同期增长49.78%。

1.1.3 建立现代化炼铁生产流程

重点钢铁企业炼铁、球团、烧结、焦化工序的能耗在2010年均有所下降, 表1进行了详细的介绍。

2010年, 我国重点钢铁企业重视炼铁工艺优化, 重点加强节能优化, 采取综合优化措施, 以达到国家规定的节能减排目的, 为“十二五”节能目标的实现做出卓越贡献。据调查, 我国钢铁企业炼铁工艺最高能耗值远远高于最低能耗值, 充分说明我国钢铁企业存在充足的节能空间。另外, 我国钢铁企业还要加快先进设备的引进力度。

1.1.4 生铁产量逐年提高

2010年, 我国生铁产量59021.8万t, 比2009年增长7.42%;其增幅比钢产量低1.84%, 相对于上一年, 我国的铁刚比下降了0.0139%, 这种状况促进了我国吨钢综合能耗的降低, 为我国钢铁企业的节能减排作出了贡献。

我国重点钢铁企业2010年产生铁50834.8万t, 比2009年增长9.8%;我国其他钢铁企业2010年产铁8187.4万t, 比2009年降低5.17%。这显示我国炼铁企业正在走上集中化、专业化的道路。相比于2009年, 我国在2010年产铁量增幅较大的省份有:重庆产铁量增长28.5%, 新疆产铁量增长23.5%, 湖南产铁量增长22.7%, 湖北产铁量增长19.2%, 江西产铁量增长15.7%, 广西产铁量增长14.7%, 天津、江苏、浙江产铁量均增长12%以上。

河北在2010年产生铁13705.4万t, 比2009年减少1.48%, 但河北省仍然是我国产铁量最大的省, 占全国产铁总量的23.22%;位居第二位的是山东, 其生铁产量相比于上年下降0.07%, 产量为5515.6万t, 占全国产铁总量的9.35%;位居第三的是辽宁省, 辽宁省2010年产生铁5470.6万t, 比2009年增长0.07%, 占全国产铁总量的9.27%;其次就是江苏省产生铁比较多, 在2010年产生铁5221.3万t, 比2009年增长0.42%, 占全国产铁总量的8.83%。

全国有13个钢铁企业在2010年的产铁量超过1000万t。表2详细介绍了这些钢铁企业以及其产铁量。

1.1.5 节能环保技术的发展

近年来, 国内钢铁企业高度重视节能减排工作的开展, 研究开发各种节能环保的炼铁工艺。目前我国炼铁工艺能耗逐年降低, 但是与国际水平相比, 仍有较大的差距, 说明我国炼铁工艺节能空间很大。目前炼铁渣和烟尘的回收与循环利用受到充分的重视, 钢铁企业自己研发的滚筒法连续处理和转炉渣闷渣处理等新工艺, 在实际生产中取得较好的应用效果。加强钢铁企业的铁渣和烟尘回收利用技术的研究与推广工作, 实现钢铁企业固体废弃物“零”排放, 提高了资源的利用率。炼铁工艺中的烧结烟气优化排放 (EOS) 技术促进节能环保技术的发展, 如表2, 表3, 有助于减少炼铁过程中SOx/NOx以及烧结废气的排放, 其中的热废气抽回重用工序可使固体燃料消耗减少20%, 并在对现有生产过程影响较小的情况下, 改造现有炼铁设备, 保证了烧结矿产品的质量。

1.1.6 装备大型化与设备国产化

目前, 炼铁生产设备的大型化和设备国产化率逐渐提高。我国钢铁企业2003年以后大力建设100t以上的大、中型冶炼设备, 到现在大型设备已经相当多。随着铁的洁净度与品种质量的提高, 二次精炼要求精炼设备国产化。国内钢铁企业已经掌握了大型二次精炼设备的设计、制造、安装、调试能力, 在炼铁精炼设备的工艺布局、工序衔接以及不同产品的精炼工艺等方面已有了丰富的经验, 而且还加强了技术创新。

1.2 钢铁企业炼铁工艺存在问题

总结我国钢铁企业在炼铁生产过程中, 在有炼铁技术进步的同时, 还必须注意炼铁工艺目前存在的技术问题, 总结如下:

1) 钢铁企业炼铁工艺的能耗跟国际炼铁水平相比差距还是比较大的;

2) 钢铁企业的炼铁工艺中的废弃物回收利用和环境治理跟国际炼铁水平相比差距还是比较大;

3) 钢铁企业的炼铁工艺管理还是不够精细, 对辅料、耐材和铁合金的分类管理不够规范, 为实现炼铁工艺的精料管理, 需进一步减少渣料, 减轻炼炉的回量, 降低生产工艺的成本;

4) 钢铁企业的炼铁工艺中碳成分控制度偏低, 产品的质量稳定性相比国际水平较低;

5) 炼铁工艺设计方法与设计理论不够创新, 钢铁厂的平面布置不够合理, 对于生产设备的差异化选型不够精准, 应该深入研究炼铁工艺的模式, 达到经济合理的要求。

2 钢铁企业炼铁工艺优化措施

1) 钢铁企业要加强研究炼铁生产过程中的技术经济问题, 特别注重经济效益的研究, 应用全面系统的优化方法分析钢铁企业的炼铁工艺, 杜绝主观片面的优化判断, 加强优化过程中的调查研究, 掌握钢铁市场的最新信息, 并做出准确科学的优化判断。

目前, 炼铁原料价格不断增长, 一些钢铁企业为了降低炼铁成本, 在炼铁过程中使用低价品位矿, 致使炼铁焦比和燃料比降低, 一方面导致铁产量下降、排放的污染物增多, 另一方面, 铁产量的减少间接影响我国炼钢和轧钢的生产。根据资料统计, 我国在2009年进口的铁矿中, 品位低于52%的铁矿高达6000多万吨, 这样的进口情况导致我国进口铁矿石量大大增加, 造成进口铁矿石的涨价, 消极的影响了我国经济的发展, 最终导致钢铁企业综合效益的下滑。为了缓解这种情况, 钢铁企业要用科学、经济的技术方法进行优化, 确保钢铁企业进口合理经济的品位矿。同时钢铁企业的领导层要认识到, 高炉炼铁的基础是精料, 其生产指标受精料技术水平的影响率在70%, 企业购买低价低品位的矿要有个限度。

2) 钢铁企业要坚持精料方针政策, 不断提高高炉炼铁原料的质量。根据炼铁工艺中用料杂的特点, 关于烧结用矿粉问题上, 对于供用量较大的矿点以单烧品位堆料原则供用, 对于供用量较小并且矿粉品位相对低的矿点, 要专门设立精矿杂配, 进行矿粉的二次混配, 这样大大提高了烧结矿的碱度以及品位稳定性;在炼铁工序中焦炭供用上, 根据焦炭上料系统特点以及焦炭供应量及质量的情况, 推行“堆新用旧、供户至炉”的原则, 从而保证各高炉焦炭供用的稳定性;炼铁过程中用的酸性料, 应用电子称配料实现精确混配的目标, 保证了配料粒度组成。对炼铁焦炭入炉上, 实行切分后分级入炉工艺, 并对二区的烧结矿系统进行优化, 实行烧结矿分级入炉, 在强度上下功夫, 同时要在净料入炉上下功夫。建成球团矿、块矿筛分系统, 同时增加烧结矿的冷返矿筛工序, 从而入炉粉末率大大下降。

3) 提高炼铁工艺基础管理水平。建立、完善炼铁过程中五大体系的管理标准, 五大体系包括:标准体系、指标体系、参数体系、成本体系、信息体系。确保随时监控炼铁系统的原料投入、控制参数、指标变化、生产成本以及事件发生, 能够及时扼制系统波动。

4) 加强焦炭炼焦工艺技术的优化。为降低炼焦的成本, 缓解主焦煤短缺的现状, 我国焦化界要重视优化配煤的推广。我国钢铁企业炼铁要推广干熄焦炭和捣固焦炭的使用, 小的高炉不可片面追求炼铁中焦炭的热性能, 而要通过科学有效的方法来降低焦炭用量, 如提高喷煤比和降低燃料比的方法就相当有效。

我国钢铁企业特别是有焦化厂的联合企业, 若采用捣固炼焦技术, 可明显的提高炼铁的焦炭质量, 进而降低高炉焦比20~30kg/t。而对于独立的焦化厂, 若使用捣固炼焦技术, 必然导致主焦煤比例大大降低, 从而降低了捣固焦炭在高炉里的反应性能, 升高了高炉的燃料比, 致使铁产量下降, 因此, 钢铁企业炼铁过程中不愿使用独立焦化厂的捣固焦炭。这就需要使用新的捣固焦炭指标体系以及检验指标的方法, 主要以焦炭的粒度组成和性能来评价焦炭的质量。

3 结论

本文简单阐述了钢铁企业现有的炼铁工艺发展以及存在的问题, 针对炼铁工艺存在的问题提出了一些切实可行的解决措施, 并比较了我国与其他发达国家之间存在的差距, 探讨了我国钢铁企业炼铁工艺的发展前景。当前, 钢铁企业炼铁工艺中, 热效率已经很高, 工艺技术设备也已完善, 大型化、长寿化的高炉炼铁工艺作为我国主要炼铁设备, 将继续在炼铁领域占统治地位。因此, 钢铁企业炼铁工艺优化过程中要重视高炉炼铁工序的优化, 使高炉炼铁

面向低能化, 并要节省炼铁资源、改善炼铁环境。其次, 国家要大力提高煤炭界的洗煤技术, 将焦煤灰份降到最低, 此措施即能减少煤炭的运输量, 还能降低运输费用, 最重要的是使我国炼铁工艺达到节能减排的目的。最后, 要鼓励创新研究, 开展非高炉炼铁技术, 发展有中国特色的炼铁工艺, 促进我国钢铁企业炼铁技术的进步, 创造领先世界的新炼铁流程。

摘要：钢铁企业的发展对社会的经济发展起着非常重要的作用, 但是随着社会竞争的不断加剧, 钢铁企业也面临着各种各样的挑战, 所以要想使钢铁企业更加健康的发展, 就必须对炼铁工艺做出合理的优化。主要采取了以下的措施来实现炼铁工艺的优化, 首先, 选择质量较好的原料, 其次, 坚持精料方针, 运用精料技术, 不断提高炉料质量, 最后, 不断优化焦炭炼焦工艺及技术, 降低生产费用。本文就现在钢铁企业较为普遍的炼铁工艺问题进行优化, 不断提高钢铁企业的国际竞争力, 顺应市场发展的需求。

关键词：钢铁企业,炼铁,现状,存在问题,工艺优化

参考文献

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[2]周渝生, 钱晖.一种低焦比高炉炼铁新工艺[P].中国发明专利:200810033923.1, 2008-02-26.

[3]王维兴.关于钢铁企业降低CO2排放的探讨[J].中国钢铁业, 2009 (6) :24-26.