降低高炉炼铁燃料比的技术工艺研究

刘思佳

（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司炼铁厂，山东 济南 271104）

高炉炼铁技术的进步与发展，在高炉炼铁燃料比降低方面起到了良好的作用。高炉炼铁过程中，相关工作人员需要采用针对且有效的技术工艺，缓解炼铁燃料短缺问题，并科学合理地配置燃料资源，从而节约生产成本，提升钢铁质量。

1 降低高炉炼铁燃料比概述

1.1 高炉炼铁燃料比现状

高炉炼铁企业迅速发展，数量、规模不断扩大，已经成为我国重要企业类型之一，对国民经济的发展有着较大影响。我国高炉炼铁技术不断进步和完善，现将高炉炼铁燃料比有效控制在527.35 kg/t 左右。但是国际上高炉炼铁的较高燃料比水平为450～500 kg/t 左右，这样看来，我国高炉炼铁燃料比和国际较高水平间还存在一定差距[1]。因此，我国需要加大相关技术工艺的研究力度，实现高炉炼铁燃料比的不断改进和完善，不断挖掘高炉炼铁节能环保内在潜力，同时积极学习国际先进技术。我国在降低高炉炼铁燃料比的过程中，应选择相适应的高炉炼铁工艺，不断优化技术和流程，从而有效降低高炉炼铁燃料比，达到国际先进水平。

1.2 降低高炉炼铁燃料比重要性

高炉炼铁利用率属于高炉炼铁生产中的主要技术指标之一，燃料比利用系数的数值越高，体现出高炉炼铁的实际生产率越高，可为企业创造更多的经济效益。相关工作人员采用提高裂解强度、降低燃料比等措施，有效提升高炉炼铁的利用率。我国高炉炼铁企业在建设发展过程中，为了提升高炉炼铁强度，不断增加炼铁设备和高炉进风量，在一定程度上增加了企业经济压力，同时在实际生产中消耗大量能源，对企业健康、长久发展产生不良影响。降低高炉炼铁燃料比属于高炉炼铁生产中的主要环节，可有效减少能源损耗，积极贯彻国家环保节能和可持续发展理念，同时也可有效减少企业生产成本，为企业长远发展提供有力的支持和保障。

1.3 降低高炉炼铁燃料比途径

现阶段，降低我国高炉炼铁燃料比主要是为了提升高炉燃烧效果，减少热量损失，提升高炉炼铁利用率，减少实际成本，促进燃料循环利用，从而达到良好的节能环保效果。我国降低高炉炼铁燃料比途径主要包含以下两种：

1）工作人员采用增加高炉热量摄入的方式改变高炉燃烧效果，可有效提升高炉炼铁的热量和效率，同时采用该种途径可提升炼铁风温和富氧率、增加原燃料供应量，获得良好的高炉炼铁燃烧效果；

2）工作人员通过减少硅的还原效率来有效减少高炉炼铁过程中的热量输出，和该理论相符合的途径是应用低硅冶炼工艺，该途径可有效减少热量损失，进而提升热能利用效率。

2 降低高炉炼铁燃料比的技术工艺

2.1 保证原料质量安全

我国高炉炼铁企业不断地扩大生产规模，出现了较多大型高炉，对冶炼强度、焦炭热反应具有较高要求。焦炭的热反应性CRI≤26%，热反应之后的强度CSR≥66%。因此，相关工作人员在实际工作中要严格控制高炉炼铁过程中的强度和燃料质量，以保证原材料质量，如烧结矿、球团矿的强度，烧结矿的碱度等。高炉炼铁生产过程中采用的铁矿石品质要高，这样才能有效制成高强度、冶金性能良好的材料。原材料质量对高炉炼铁过程的质量和效率具有决定性影响，同时可减少热量的消耗，保证原料在实际应用过程中物理和化学性能的稳定性，防止高炉冶炼之后出现相关有害化学物质，对人们产生不良影响。在降低高炉炼铁燃料比的过程中，需全面落实应用品质较高的原材料，以提升原料的使用性能和精细度，最大程度地减少高炉炼铁能源损耗和生产成本。

2.2 低硅冶炼技术工艺

降低高炉炼铁燃料比的过程中，采用低硅冶炼技术工艺，能够有效减少生产成本，且能很好满足少渣冶炼的实际需求，减少高炉炼铁水中的含硅量，同时也是脱磷工艺的主要技术条件。该技术工艺在实际应用过程中，可以通过控制硅的来源来有效减少炉料中二氧化硅的实际含量，进而有效减少煤和焦炭中的灰分；同时通过有效抑制铁水吸硅量来发挥低硅冶炼技术工艺的重要应用优势和价值。由于铁水吸硅过程主要在炉内滴落带完成[2],因此工作人员可以采取控制炉料结构、软熔带高度等相关措施，有效降低铁水的吸硅量。此外，在采用该技术工艺时，要科学合理地加快高炉缸的脱硅反应速度，适当调整炉渣内碱度、氧化镁含量，同时有效控制铁水中二氧化硅活性度，以实现良好的低硅冶炼效果。

2.3 增加炉顶压力，减小炉内压差

高炉炼铁过程中,炉顶压力能够有效促进煤气在大炉内停留更多时间，进而增加铁矿石和煤气之间的接触时间，实现原燃料和炉内煤气的持续接触，促使原燃料达到充分燃烧的效果，同时可增加高炉内部原燃料需要的热量值，在原燃料之间发生化学还原反应。在降低高炉炼铁燃料比的过程中，工作人员应有效增加炉顶压力，降低炉内压差，从而减小高炉炼铁中气流的实际流动速度。流动速度小，会大大减少高炉内部的灰尘数量，并促使灰尘在高炉内部不断积压，从而有效提高高炉内部煤气流温度。当高炉内部的温度上升时，能够有效减少原燃料的消耗。结合相关实验验证，充分表明了高炉内低压每提升10 kPa，就会相对应减少10～50 kg 的原燃料消耗，进而有效提升高炉炼铁质量及效率，保证高炉低硅炼铁可获得预期理想的效果，并能加快二氧化碳的化学还原反应，大大降低高炉炼铁燃料比。高炉炼铁过程中，原燃料燃烧情况如图1 所示。

图1 高炉炼铁生产炉内原燃料燃烧图

2.4 增加高炉炼铁风温

高炉炼铁过程中离不开大量热量的支持和保障，热量主要来源于炉内原燃料燃烧过程中释放的热量，以及鼓风机吹入的风温。当鼓风机吹入风的热量高时，炉内氧气含量会大量增加，可使煤粉的实际燃烧率有所提升，同时，可有效降低高炉炼铁燃料比，提升燃料的实际利用效率，减少燃料消耗量，降低生产制造成本，更加满足新时代节能环保的方针要求。结合相关实验表明，高炉炼铁中，在风温升高100 ℃的情况下，高炉炼铁燃料比就会降低15～25 kg/t。高炉炼铁过程中，提升炉内风温能够促进炉内区间变窄，提升高炉炼铁过程中需要的热量，有效改善炉内燃料透气性，实现良好的节能减排及环保效果。

2.5 增加煤气二氧化碳含量

在高炉炼铁过程中，增加高炉煤气二氧化碳含量也是降低炉内炼铁燃料比的主要措施，该方法可不断加速铁矿石间接还原反应速度，促进高炉铁矿石不间断冶炼，可使炼铁燃料比下降10 kg/t。此外，高炉炼铁中煤气二氧化碳含量增加，将有效改善煤气气流分布，合理有效分布煤气中原燃料，还可及时有效地向炉内原燃料传递鼓风吹进的风热量。高炉炼铁企业在采用该技术工艺的过程中，可应用新型炉顶材料设备，有效吸入空气中二氧化碳，进一步保证φ（CO2）达到22%～24%，从而促使高炉炼铁过程中具有多样化的原燃料，提升炼铁质效。

2.6 提升高炉内温度，降低鼓风湿度

高炉炼铁过程中，工作人员要合理管控炉内温度，以保证其生产产品质量。鼓风中水分含量由于昼夜温度的不同呈现出不同程度的转变，造成高炉中温度波动较大，而温度差较大会对高炉炼铁过程、产品质量产生不良影响。因此，工作人员需要结合实际情况适当降低鼓风湿度，创造更加优质的高炉炼铁环境，同时将炉内温度控制相应范围之内，以保证产品质量。

3 结语

高炉炼铁企业采用相关工艺技术，有效降低高炉炼铁燃料比。在保证产品质量的基础上，有效减少了生产成本，创造出更多的经济和生态效益，从而促进了该企业的长久稳定发展。