孙悦升

（河钢集团承钢公司炼铁事业部，河北 承德 067000）

1 铁焦技术的实际应用

这项技术是由日本的JFE炼钢企业开发出来的，本质上来看就是将一些微黏性质的煤块与铁矿粉末做出相应比例的混合之后，将之进行压块成型工序，然后将其送入到相应的连续性质高炉内对其进行加热以及蒸馏工作之后而产出的铁含量为30%，焦含量为70%的铁焦。

该企业自身使用这种铁含量为30%的制作成型的铁焦来取代之前使用的铁含量仅为10%的常规性质焦炭，在节焦以及主焦煤的节约效果显得十分明显，该企业通过对这项技术在高炉中的实际反应做出相关研究之后发现，这种成型的铁焦物质在实际的高炉炼铁中在还原反应自身温度的降低以及反应效率的实际提升方面有着不可取代的作用。当前这项技术自身还存在着一些缺陷，依然需要进行进一步的发展以及完善。

2 高炉炼铁中喷吹生物质和木炭技术的实际应用

这里所涉及到的生物质从本质上来看就是植物、微生物等等通过自身新陈代谢作用以及生长过程中产生出来的有机材料，这部分原生性质物质中的化学成分十分适用于整体热处理中的热解工序中。通过自身碳化的实际温度对二氧化碳的排放量做出相应的影响，此外，在这个过程中使用可再生或者是含有氢元素的能源也能够达到同样的效果。

该方面的专家和学者对还原工艺中直接脱出二氧化碳进行实际研究之后发现，生物质以及废弃塑料等物质可以在很短时间内应用到相应的传统形式的高炉、炼焦以及还原设施之上，并且在改动方面所需的资金也是相对较小的。通过喷吹生物质以及木炭等等物质将之前使用的还原剂予以取代，让其以固态物质的形式投入高炉之中，不单单可以十分有效的保持或者是降低过程中的二氧化碳含量，并且将含碳元素的炉料在高炉中的还原能力得到了提升，使得高炉中恒温带自身的温度予以降低，使得气体的利用效率有所降低，达到了还原所用介质消耗量降低的目标。但这种技术目前也只是在巴西境内的微型高炉中有部分的使用，想要得到世界范围内的推广依然需要进行进一步的技术完善。

3 高炉炼铁中喷吹焦炉煤气技术的实际应用

在焦炉煤气中含有超过50%的氢气以及少部分的CH4等碳氢元素化合物质。通过使用高炉炼铁喷吹焦炉煤气技术，可以做到对整体高炉所用能源结构的不断完善。为铁矿的还原反应提供更好的还原剂，将碳氢元素的利用率提进一步提升，使得煤炭以及焦炭的消耗量得到了相应的降低，同时也可以显著降低二氧化碳的排放量。鞍钢旗下的鲅鱼圈分公司在其两座高炉上开始应用这项技术，在应用的初期只是使用了8根喷枪，随后根据自身的实际产量对其进行相应的增减。经过其亲身使用之后发现，高炉中入炉燃料的比例得到了显著的降低，但其中产生的炉定煤气自身的氢气含量有着稍微的上涨，并且对改善炉缸内部的实际工作状况发挥了巨大的作用，同时在焦比的降低、煤炭消耗的降低以及生铁产量的增加方面也有着不错的表现，使其自身的经济效益也在不断的上升。

4 高炉炼铁中喷煤技术的实际优化

4.1 颗粒形式煤炭喷吹技术

高炉炼铁中喷吹粒煤技术在诸如英国、法国等等西方发达国家中已经应用了多年，在国内的高炉炼铁行业中只有莱钢使用了这项技术，是从那2005年起就开始应用这项技术，在使用这项技术之后，其生产过程中的煤炭比基本可以达到170公斤每吨之上，经过其多年的应用证明了这项技术具备实际使用价值。

和之前的喷吹粉末性质煤炭技术相比，这项技术具备如下的几个特点：第一，其喷吹系统自身的安全性能较高。颗粒煤炭和粉末煤炭相比在颗粒直径上占据重要和绝对的优势，并且其单位体积上的表面积也是远远小于粉末性质煤炭，这就使得在实际生产过程中发生火灾以及爆炸等等现象的几率大大降低，也就对其安全性提供了相应的保障。第二，能源的大幅度节约。制造颗粒煤的设施自身的耗电量仅仅是粉末煤制造设施的四分之一左右。并且在其制造设施的烟气入磨温度上要远远高于粉末煤制造设施，也就是说在干燥中的用气以及煤气消耗方面都有着显著的降低。第三，对煤炭种类并无任何实际的要求。原则上来看基本所有性质的煤炭资源都适用于这项技术。第四，制造工艺较为简便，实际投资较小。同等生产能力的颗粒煤制造设施的投资仅仅只有粉末煤制造设施投资的三分之一左右。第五，经济效益方面的显著提升。这项技术的运行费用与喷吹粉末煤技术相比大约降低了9.8元每吨的价格。

4.2 煤炭种类的合理科学配比

通过对技术中所用的煤炭做出种类以及比例上的科学合理配比。除了可以将喷煤资源得到明显的扩大，成本投入显著降低之外，同时好可以将诸多煤炭种类的优势予以结合，借此来达到整体喷煤在性能上的最佳配置。一些来源较为广泛、价格上具有优势、但其性能相对较差的煤炭种类也可以在混合喷煤中进行合理适量的应用。鞍钢在确保不对喷煤工艺产生任何影响的前提之下，对在混合喷煤中加入褐煤对其的实际影响做出了相应的实验研究，其中研究工作的重心就是褐煤的加入对整体燃烧性能的实际影响。通过其燃烧实验的结果可以得出在褐煤的含量不断增减的前提下，二氧化碳自身的含量曲线变化的峰值呈现出逐渐前移的变化。同时在燃烧时间上有了明显的减少，也就是说整体的燃烧速度显著提升。究其原因还是因为褐煤自身的煤化程度较低、挥发成分含量较高、其自身的氧元素含量较高、燃烧所需的实际温度较低等等特性，将之添加到相应的无烟煤中可以起到十分良好的助燃作用，也就是可以提升喷吹煤粉的实际燃烧程度。但其自身具备的诸如水分含量较大、发热量相对较低等等原因，特别是其自身的灰分含量远远高于其他类型的煤炭资源，就导致在实际的配置环节中的配入数量相对较少。想要将褐煤应用到这项技术中，就需要找到在灰分含量上较低的褐煤方才可以达到这一目标。

4.3 煤粉实际燃烧效率的不断提升

目前这项技术已经相对比较成熟，在诸如入炉时候的风温、所用原材料、设施自身状况以及操作技术等等因素基本一致的前提下，将煤粉在风口回旋区内的燃烧予以加强，使其燃烧的速度以及效率进一步提升，也就相应的成为了煤比的提升，将高炉冶炼条件予以改善的全新方式。单纯站在煤粉的燃烧过程中来看，喷入高炉内部的粉煤需要在较短的时长之间做大最为充分的燃烧想要达成这个目标，可以通过将煤粉的着火点予以降低、燃烧速度以及先效率的不断提升来实现。可以通过在煤粉之中加入适当含量的助燃以及催化剂来解决这个问题。也正是因为助燃类型催化剂在改良煤粉的着火点、燃烧速度以及效率的重要意义，选择合适的助燃催化剂就显得尤为重要，目前国内外都在针对这种助燃类型的催化剂做出相应的改进以及研究。目前鞍钢已经开始逐步在粉煤中加入含锰元素的氧化物性质的助燃催化剂，经过其实际的实验以及实际应用，在喷煤比例方面有了8.1kg/t的实际提升，在焦比方面也有了10.3kg/t的显著降低，证明了这种锰元素氧化物的助燃催化剂有着实际的应用价值[1，2]。

5 总结

伴随着我国国民经济进入高速发展的关键时期之后，对诸多行业的发展都提出了相应的要求，高炉炼铁行业在能源短缺问题以及节能减排的实际要求之下，就需要对自身的节能降耗以及资源合理利用技术做出相应的改进。通过技术方面的不断优化不单单可以逐渐降低其能耗，同时也可以做大自身利润空间的扩大。在满足环保需求的同时也可以将自身的产品结构予以合理优化，有助于在当前这个竞争逐渐激烈的市场中得到更进一步的发展。以本文就对当前在高炉炼铁行业使用频率较高的节能降耗以及资源合理利用技术进行相应的分析。希望可以对今后高炉炼铁行业中选择合适的节能降耗以及资源合理利用技术提供相应的帮助。