炼铁工艺优化问题探究

摘 要 钢铁是现代化生产活动的基础物资，也是工业化进程的标志性产物。炼铁是钢铁工业生产的重要环节，随着社会需求和行业竞争的不断加剧，钢铁行业面对产能和质量的双重考验，合理优化炼铁工艺成为解决上述难题的关键。本文概述了当前炼铁工艺中存在的主要问题，从钢铁原料选取、配料搭配方案、炼焦工艺优化等方面谈论了炼铁工艺的详细优化流程，为钢铁质量和产能的进一步提升提供了新的发展思路。

关键词 炼铁工艺；现状分析；优化措施

中图分类号TF5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）116-0000-00

0 引言

现代社会已经进入到了全面工业化时代，钢铁已成为现代社会最重要的基础性物资，钢铁产量和品种齐全度也成为衡量一个国家综合工业实力的显著指标。从钢铁行业的发展历程来看，产能的提升一直是主要的话题，我国历经数十年发展终于进入具备亿吨产量实力的钢铁大国，这充分说明了我国钢铁产业的整体规模。但在现代化和全球化日益普及的今天，对于钢铁生产效率和钢铁质量的需求，已经超越了单纯的产能诉求；国际贸易的持续开展，使得我国的钢铁行业要面对来自全世界钢铁企业的竞争；铁矿石原料成本逐渐升高、钢铁利润空间进一步压缩、大批量长期订单的销售模式也被竞价销售代替，上述情况都说钢铁行业已经进入到一个模式创新的时代。钢铁行业必须降低自己单位产出的能耗比、控制成本、提高生产效率、提升钢铁产品质量，这一切都需要钢铁企业优化现有的炼铁工艺。

1 炼铁工艺的发展现状

我国的钢铁行业规模庞大且结构复杂，经过数十年钢铁行业的发展努力，逐渐形成现有的产业格局，从炼铁工艺上来看，取得了显著成就，但是也存在着亟待解决的问题。

1.1 炼铁工艺的发展成就

目前我国钢铁行业在炼铁工艺中主要使用的是高炉炼铁，这也是当前炼铁的主要方式。高炉炼铁工艺技术完备，但在燃煤毒害烟气，尤其是含硫烟气的处理上还需要进一步深化研究；直接还原炼铁工艺分为气基和煤基直接还原两大类，其产品是固态海绵铁，主要供电炉炼钢用。气基直接还原是在竖炉、固定床罐式炉或流化床内，用天然气或经裂化产出的H2 和CO作为还原剂将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。在炼铁主要工艺流程的单位产出能耗比控制上，也逐渐缩短了与发达国家的差距水平；炼铁工艺的进步不仅表现在我国生铁产量的逐年提高，截止到2010年，我国的生铁总产量已经超过五亿吨；更为关键的是钢铁行业也开始重视绿色环保技术对于炼铁的重要性，并逐渐在实际生产中逐步推行。

1.2 炼铁工艺存在的问题

单位产出能耗比一直是我们炼铁工艺的首要任务，与此同时，我们的钢铁企业在炼铁工艺末端废弃物回收利用和毒害物环保处理上也仅处于起步阶段。实际工艺执行中，对于炼铁原材料管理、减少渣料和减轻回炉量上成果堪忧。低碳量的高品位生铁产能不足，严重限制了企业在高端市场的竞争力；炼铁工艺的整体优化力度不足，需要进行产业革新。

2 炼铁工艺的优化方案

炼铁工艺的改善不仅仅是钢铁生产的技术细节问题，更重要的是要对炼铁生产中的工艺规范管理、工艺操作人员管理、工艺监督审查管理、原材料管理等进行综合优化，才能真正确保炼铁质量的整体提升。

1）建立炼铁工艺规范化管理机制

国家和企业对于炼铁工艺都有详细的指导和规定，但是由于钢铁行业的发展十分迅猛，行业内的炼铁工艺指导往往很难做到细处，钢铁产品的质量往往就是受到微小工艺偏差的影响。因此，在钢铁管理职能部门和钢铁企业中要建立详尽的炼铁工艺规范机制。目前来看，炼铁工艺的发展瓶颈可以分为生产质量控制、原料供应控制和废弃物控制这三个方面，在企业内部成了模块化的工艺规范管理小组，在生产质量控制方面，要综合考虑一线技术员工、科研院校、国际先进技术水平的意见，循序渐进的对关键性炼铁工艺技术指标进行更新改进；对原料供应控制，要从原材料市场发展动态管理、原料配方优化研究和新型绿色原料的使用规模上入手，进行针对性的调研和试验；在废弃物控制上，要对现有的废弃物进行分类管理，从污染物大头入手，逐步改善炼铁工业的污染物排放现状，做到清洁生产。

2）重视并使用精料技术，提高炉料质量

炼铁生产中，为了保障生铁成品质量、实现功能需求，往往要准备不同的冶炼原料配方，但是在使用量大的矿粉中，容易出现烧结现象。因此，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，以便于提高烧结矿的碱度，进而提高生铁成品质量；焦炭是炼铁工艺中的常用物质，根据焦炭的用度和种类，施行“堆新用旧、供户至炉”的使用原则，保证高炉内焦炭的使用效率；在关键性的酸性料的使用上，要严格控制用料精度，保证配方准确性；一旦炉内出现烧结矿，要进行分级处理，重视矿料的筛选分类，重视净料的优化使用。

3）强化焦炭炼焦工艺

焦炭是炼铁工艺中的主要原料，也是炼铁生产的主要成本消耗。因此，对于焦炭炼焦工艺的优化，要集中在焦炭配方使用上。目前来看，我国钢铁企业在焦炭使用上主要集中在干熄焦炭和捣固焦炭上，然而在中小型高炉系统中，焦炭热效率的提高空间有限，只有通过优化焦炭炼焦的使用工艺才能解决实际问题。提高高炉进料的喷煤粉比例，从而提高焦炭的整体使用效率；降低燃料中焦煤比例都是可行的方案。在实际炼铁生产中，钢铁企业还是倾向于使用捣固炼焦技术，这主要是因为这项技术在提高炼铁焦炭质量比例、降低高炉焦炭比例上成效显著，然而对于焦化厂而言，捣固炼焦技术的使用势必造成主焦煤产量下降，反过来又会抑制捣固焦炭的化学反应质量，提高了高炉能耗，从而使得生铁产出效率下降；这就需要在实际炼铁工艺中，不局限于捣固炼焦技术的使用，而应该在科学有效的生产效能指标检验指导下，综合运用多种炼焦技术，以焦炭粒度比和生铁品味质量作为评价指标，综合优化工艺流程。

4）完善废弃物处理

炼铁生产工艺中主要产生的废弃物有毒害性烟气、固体等，高炉烟气是炼铁毒害烟气产生的主要环节。这些毒害烟气的主要成分包括二氧化碳、二氧化硫以及其他含硫化合物。采用多样性的烟气处理技术包括：湿法脱硫技术、半干法脱硫技术和干法脱硫技术等，可以有效降低含硫物质的产生；采用废气循环处理工艺，将循环烟气返回到烧结料层进行循环吸附处理，这样，废气中的有害成分将在再进入烧结层过程中被热分解或转化；二恶英和含氮化合物会部分消除，粉尘和含硫化合物会被烧结层捕获；对于末端固体排放物要进行严格分类处理，对于存在高毒害性的废弃物要严格遵循国家相关处理规范，确保环境健康得到有效保障；这方面日本钢铁企业在炼铁工艺中做出了有益的尝试，日本钢管使用转底炉处理难使用的粉尘和污泥，将其转化成高炉原料，促进实现零排放。另外，日本钢铁企业还通过在焦化和高炉中使用废塑料，帮助整个社会实现零排放。同时减少在炼钢过程中纯生铁的消耗量，也是优化炼铁工艺、减轻炼铁产业压力的有效措施，总之，环保节能已经成为炼铁工艺优化中一个不可缺少的技术环节。

3 结论

钢铁是现代化生产活动的基础物资，也是工业化进程的标志性产物。炼铁是钢铁工业的重要环节，随着社会需求和行业竞争的不断加剧，钢铁行业面对产能和品质的双重考验，炼铁工艺的合理优化成为解决上述难题的关键。本文概述了当前炼铁中存在的主要问题，从钢铁原料选取、配料搭配方案、炼焦工艺优化等方面谈论了炼铁工艺的详细优化流程，为钢铁质量和产能的进一步提升提供了新的发展思路。

参考文献

[1]江志刚.绿色炼铁工艺特性分析及前景展望[J].冶金设备，2007（5）.

[2]周渝生，钱晖.现有主要炼铁工艺的优缺点和研发方向[J].钢铁，2009（2）.