马步城

（河钢宣钢炼铁厂，河北 张家口 075100）

在市场工业化进展持续递进的社会发展背景下，越来越多的产业关注到了生态环境受到工业发展污染的问题，尤其是二氧化碳气体排放，对大气环境造成的温室效应污染，更是导致了生态系统循环能力的削弱。根据现阶段市场不完全统计数据显示，钢铁相关行业在生产过程中，排出到大气中的污染物占全球工业行业生产过程污染物排放的15.0%。因此，有理由认为控制钢铁相关行业在生产过程中的污染物排放，可在一定程度上缓解社会污染问题。在钢铁行业中，高炉炼铁是其主要生产工艺，主要是指将铁矿石与熔炼试剂，按照一定比例充分混合后，将其放置于一个树脂反应装置中，以此种方式，便可以连续高效率地产出液体生铁[1]。截至目前，高炉炼铁仍是我国生产钢铁资源的主要方式，相比产业内生产钢铁的其他方法，此种方法单位时间内产出的液态生铁量相对较大、生产效率较高，当下市场内超过90.0%的生铁，均是通过此种方式产出的。但基于社会科学技术的不断发展，产业政策的不断完善，相关高炉炼铁工艺过程中的环境污染问题，已受到了国家与地方政府的关注。并且，在人们思想与认知不断提高的社会背景下，生产单位也越发地重视生产过程中对环保材料的使用，并希望通过此种方式，降低高炉炼铁工艺过程排出的污染物。而本文也将在此次研究中，深入到对高炉炼铁工艺过程的研究与分析中，结合工艺实际需求，阐述对应的环保措施，以此种方式，解决钢铁行业在生产中存在的多种环境污染问题。

1 高炉炼铁工艺过程分析

高炉炼铁生产过程属于一个较为复杂的过程，在冶炼过程中，不仅涉及对高炉装置的上料管理，同时也需要控制在生产中的送风、净化、供料等处理过程。通常情况下，在高炉炼铁工艺过程中，在高炉本体投入的资金占比约为二成，其他多个辅助环节投入资金的占比约为八成。多个生产环节紧密联系且相互配合，以此形成了一个相对完整的生产流程。高炉炼铁工艺流程如下图1所示。

图1 高炉炼铁工艺流程

上述图1中，生产原材料通过本体送料装置被装入高炉内，此装置具有一定的封闭性，可以有效地避免煤气外泄。当原材料均匀分布在高炉内以后，多个结构之间开始生产作业，以此便可以实现对生铁的产出。

2 高炉炼铁工艺过程对环境造成的危害

我国属于全球炼铁大国，尽管每年产出的生铁量可满足工业生产需求，但在深入对产业的研究中发现，高炉炼铁工艺在实施过程中，是仍存在较多内部矛盾的，现如今最显著的矛盾为：生产行为对环境造成的污染与生态环境可持续发展矛盾[2]。在高新技术的带动下，高炉炼铁设备结构更加精密，但与此同时一些技术水平较为落后的小型生产设备也在市场内与其并存，产业的此种层次化发展状态，正严重制约着产业发展。

同时，综合对高炉炼铁工艺的深入研究后发现，我国钢铁行业生产所消耗的能源，占市场工业生产能源消耗的15.0%～25.0%，生产过程排放的废水占工业生产废水排放总量的14.0%。除此之外，在生产中，工厂还会排放或堆积大量的废弃渣料，这些工业废渣在工厂内倘若没有对其进行及时有效的处理，便会产生挥发现象。包括，大气中的颗粒粉尘、二氧化硫、二氧化碳等污染物，均为废渣扬尘与挥发所导致。

相比工业生产中的其他行业，钢铁生产行业排出的废气渣料更多，对环境的污染更大。当这些污染物进入城市区域后，人们吸入颗粒性粉尘，会对人体呼吸系统造成威胁，严重情况下还会威胁到人体的身体健康。此外，当这些污染物流入河体后，水中的生物与微生物受到工业污染，大批量死亡，甚至一些生物物种发生变异。因此，有理由认为高炉炼铁工艺，对于社会生态环境、大气环境等造成的危害是十分显著的。

3 高炉炼铁工艺过程中的环保措施

3.1 循环利用高炉炼铁工艺过程中产生的热量

为了降低高炉炼铁工艺过程对大气环境与社会生态环境造成的污染，可在生产过程中，循环利用高炉炼铁生产中产生的热量，通过此种方式，可以有效地解决炼铁消耗的燃料与资源。在现阶段的工业产业中，加大对热量循环利用的研究，已成为了产业科技研发的重点项目。通常情况下，循环使用热量的方式可以被分为两种，其一为回收高炉生产中烟气产生的热量，其二为回收生产后炉内渣料产生的热量。前者行为的发生，可以从送料装置完成作业后实施，当导入的原材料，在高炉内发生充分燃烧后，便可以执行对烟气热量的回收处理，在此种条件下，高炉内的温度约为350.0℃。当回收其中的热量后，可将热量用于对铁矿石的加热处理流程，此步骤可以节约一定的再燃烧资源。除此之外，在进行炉内渣料热量回收处理后，需要将热量进行二次处理，利用其余热，将其持续加热到1000.0℃，可将此时的热量进行冶炼再加工使用。

综合上述分析，在高炉炼铁工艺过程中，对生产的热量进行循环使用，不仅可以节约原材料多次烧结消耗的燃料，同时此种行为也满足我国可持续发展战略对工业生产提出的要求。因此，可以认为循环利用高炉炼铁工艺过程中产生的热量，可实现对资源的节约，并且，在反复使用含有热量烟气的过程中，还降低了排放烟气的次数，解决了部分烟气污染大气环境的问题，符合市场经济建设与发展中的低碳性原则。

3.2 反复使用高炉炼铁废渣固体

高炉炼铁过程不仅会产生大量的有毒有害气体，同时也会产生大量的废弃金属残渣。早期时期，我国高炉炼铁水平较差，生产单位也无法使用现有技术回收利用这些废料，仅在完成对生铁的生产后，将废渣与废料进行堆积存放[3]。但在生产技术陆续被改良后，生产单位发现高炉炼铁产出的渣料中，含有大量的金属物质，大部分金属物质经过后期提纯后可以被转化为独立金属。或者直接将产出的渣料进行高炉炼铁回收再利用，目前，回收固体渣料的技术已经相对成熟，较为常见的回收方法为加热废渣固体，当炉内温度达到一定温度后，固体渣料将会发生气化反应。此时，对废弃的渣料气体进行提取，此种方式不仅可以提高对钢铁资源的使用率，同时也在一定程度上，降低了固体污染物质的排放，在真正意义上做到了对高炉炼铁的节能减排。

3.3 引进改进环保装置代替传统装置

在完成上文相关研究后可知，要想在根本或源头上解决高炉炼铁工艺对大气环境造成的污染，需要从生产工艺层面，使用科学的技术，对生产行为进行改进，并根据产业生产需求，及时更新工厂内一些落后的高炉设备，引进改进环保装置代替传统生产装置，降低污染物的排放量。根据高炉设备生产单位的长时间研究后发现，大型的生产设备在进行生铁生产过程中，排出的污染物质含量，远低于小型生产设备在进行生铁生产过程中，排出的污染物质含量。因此，可在深入此方面的设计工作中，采用扩大工业生产规模的方式，使高炉冶炼设备呈现一种大型化发展趋势。在此基础上，可从大型设备上安装新型旋风除尘器，融合早期重力除尘方法、干法净化除尘方法的优势，结合肖夫塔设备结构，设计一种新的除尘装置。此装置中应用了旋风结构与代维钟净水结构，可以实现将高炉生产中排出的气体经过多层净化后导出。例如，高炉生产中产生的二氧化硫与粉尘，在经过旋风结构时，会被吸附在装置结构内壁上，当大量细微结构堆积后，粉尘将被固化，此时仅需要在完成对生铁的生产后，清理设备内壁便可以得到粉尘污染物固体，相比气体污染物，固体污染物的管理更为简单。而在此过程中，对于一些没有完全被净化的污染物，会持续经过代维钟净水结构，蒸馏水会进一步洗涤污染物。在完成对污染物的有效净化处理后，采用静置蒸馏水并过滤的方式，便可以实现将气态污染物转变为固态污染物，此时，根据固态渣料中物质的含量，对其进行金属提纯处理，便可以解决大部分高炉炼铁过程中产生的污染物质。相比市场传统使用的环保措施，提出的方法不仅降低了大气污染物除尘成本，同时也实现了多种物质的循环使用。

除上述提出的措施，还可在高炉炼铁工艺过程中使用抑制腐蚀法，进行固体污染物的沉淀处理。例如，将防腐蚀材料与试剂，涂抹在除尘管道内壁中，控制涂膜的厚度在40.0mm～55.0mm范围内，以此种方式避免大型设备在使用中受到污染物的侵蚀而缩短使用寿命。在此基础上，煤气出风口安置一个布袋，并在布袋上喷洒石灰水，使排出的污染物气体，可在出风口与石灰水发生化学反应，此时将出口位置处的布袋与脱硫装置连接在一起，使终端形成一个简易的沉淀池，污染物便可以在反应池中发生沉淀，此种方式不仅可以解决高炉生产装置受腐蚀的问题，同时也可以实现对渣料的二次回收。总之，要全面落实对高炉炼铁工艺过程中的环境保护，还需要将生产过程中的科学技术作为支撑，以此种方式实现对大气环境污染问题的有效解决。

4 结语

本文从三个方面，对高炉炼铁工艺过程中的环保措施进行了阐述，并希望通过此次研究，解决工业生产对社会生态环境造成的污染问题，实现大气环境与生态环境的可持续建设。但相关此方面的研究，并不是一蹴而就的，而是需要在后期的生产中，持续挖掘现有技术的不足，以此种方式，保障工业生产向着绿色的方向发展。