胡雪松

（河钢股份有限公司承德分公司，河北 承德 067000）

钢铁企业通常会选用高炉炼铁的方式，煤炭资源作为重要的炼铁能源，所以炼铁、资源、能源以及环保方面的联系比较紧密。尤其是近些年，我国生铁生产量快速增多，高炉类型逐步转换为规模较大的设备，在焦炭方面的标准也逐渐的严苛，品质较好的炼焦煤的存储量在逐步的降低，焦化依然是炼铁操作的重要环节，焦化、高炉与烧结能量消耗最高能够到达百分之七十。同时，钢铁生产过程中同样会释放出其它污染物质，譬如二氧化硫，在很大程度上破坏了生态环境。总之，能源和环境问题是如今抑制我国钢铁行业发展的重要条件，节约能源与降低排放是钢铁企业必须解决的问题。

1 高炉炼铁系统节能减排的必要性

如今全球气候变暖，并且能源储备量逐渐降低，使得人们开始关注天气变暖与能源损耗的问题，降低二氧化碳的释放量是目前急需解决的问题。之前，国际上一百多个国家一起签署了《巴黎协定》，此协议表明全球均开始关注气温上升问题，并且制定了解决措施。而我国把污染治理当作首要任务，国家相关单位对于钢铁炼制过程中能源的节约与排放降低工作的关注逐渐增加，钢铁冶炼需要强化工艺的改善与框架的调整，全力进行环保操作，推动钢铁冶炼稳定的进步。高炉炼铁技术是一项历史悠远的技术，依旧是后续钢铁冶炼的中心，钢铁炼制环节主要包含焦化、高炉、烧结以及球团，此类环节中损耗的能源大约为整体流程的百分之七十三点五，污染物质的排放量超过百分之七十。所以钢铁生产厂开展节能减排期间最为重要的环节为高炉冶炼环节。采用节能减排工艺，持续的优化钢铁冶炼技术，能够确保节能减排取得良好效果。

2 高炉炼铁系统节能减排技术现状

2.1 高炉喷吹生物质和木炭技术

生物质作为高炉炼铁行业中比较新颖的有机能源，所有具有生命体征的生物在成长过程中均能够借助新陈代谢生成此能源，譬如动物、植物与微生物。依据多次的试验结果能够看出，在热解操作的条件下，此能源对于二氧化碳的释放情况能够展现出有效的管控作用。碳化温度作为此方法完成的重要条件，因此能够展现良好的节能减排功效。如今，国内在进行高炉炼铁期间经常会应用这种能源，借助此种能源的应用，可以有效的缩减高炉炼铁期间的投入。因此，此种方法取得了钢铁冶炼的好评。生物质能源能够弥补其它能源的不足，譬如原料还原水平的提高与二氧化碳产生的管控。

2.2 高炉除尘灰综合喷吹

高炉除尘通常是在炉前出铁环节与炉顶主皮带料顶端放料环节生产，通过科学的配比把两种粉尘掺和到一起，生成高炉除尘灰。若是将这种粉尘收集之后再次应用，能够起到良好的节能减排效果。此种粉尘能够起到助燃的功效，并且针对之前损耗较高的铁元素同样能够起到收集作用，借助管控补加数量，能够有效的提升生产量。借助收集废弃物料同时再次展开应用，能够有效的管控整体流程的投入，还可以有效的提升生产量。不过因为此种粉尘体积较小，如果想良好的回收此类粉尘，依照国内的工艺水平而言，工作困难度较大。

3 高炉炼铁系统节能减排技术发展

3.1 厚料层烧结技术

如今，我国已经建成的容积超过三千立方米的高炉有四十三个，四千立方米的高炉有二十一个，高炉炼制设施的增大使得对于烧结矿品质的标准也较高，烧结矿品质需要达到高铁品位、较高的还原能力、较高的强度、稳固的化学组成、较均匀的粒度以及较少的粉尘。但是中国烧结矿的实际情况是成分稳定性较差，粒度匀实度较低，还无法取得高品质的针状铁酸钙。为了保证烧结矿在低硅状况下产生液相，借助产生铁酸钙粘结相处理低硅状况下硅酸盐粘结相的问题，所以必须在氧化性较高的条件下生成铁酸盐粘结相。若是料层厚度高于八百毫米则可以自主的进行热量的补充，合理的调节低硅烧结矿的强度，在温度较低条件下进行烧结期间可以良好的缩减返矿率，降低烧结环节能源的损耗。

3.2 高炉富氧喷吹煤粉

高炉喷吹煤粉与个别焦炭的效用一样，能够供给热量并起到还原效用确保高炉正常运转，可以有效的降低焦炭的损耗、降低能源的消耗与污染物的排放，富氧鼓风能够提升燃烧带的理论燃烧温度，提升煤粉燃烧效果，进而提升喷煤比，缩减焦比。富氧率每提升百分之一，炉体理论燃烧温度则需要提升四十五到五十摄氏度，能够提升大约20kg/t的煤粉喷吹量。所以，高炉富氧喷煤依旧是如今高炉炼制期间比较关键的节能减排工艺。

3.3 炉顶装料过程中均压放散煤气回收技术

高炉顾名思义是温度较高、压力较大的炼制器皿。整体炼制期间，均需要持续的通过炉顶将原料与焦炭放置其中。通常情况下，放置期间必须保证正常的温度与压力，通过以往的运送设备升高至炉顶从而开展原料的添加。添加期间，存储罐必须进行压力的释放，完成添加之后再次开展冲压，把原料放入到炉体中。压力释放期间，容易出现炉体内部气体释放到大气中的状况。此类气体中有害物质与粉尘，释放到空气中会在一定程度上破坏生态环境，同时释放出的气体中包含能够再次应用的能源，导致了能源浪费。针对此种情况研发了新型的技术与机械，从而开展能源的收集与应用，并且可以降低大气污染，此种工艺能够减少燃烧期间的释放，把释放出的煤气进行收集，提高新能源的存储量。此类工艺实际开展期间必须在煤气管网中加装负压抽取设备，包含煤气除尘和灰尘清理体系。此体系与高炉的上罐与下罐进行衔接，借助首次均压与二次均压，达到降低音量与清理粉尘的目的。整体均压期间能够把释放的煤气和热能完全回收，在收集用时层面可以达到标准。

3.4 高炉精料技术

高炉精料的工艺能力在一定程度上决定着钢铁成品的品质，并且和节约能源、降低排放的联系比较紧密，所以，高炉炼铁期间炉料必须满足众多的标准，分别为：炉体中铁元素的品位必须高，烧结、球团和焦炭的转鼓参数必须高，烧结矿的碱性必须高，炼制期间需要应用熟料，严禁用生料代替，炉体中燃料的物理性能和化学性能需要处于平稳的状态，且炉料的粒度不能过大，但是若是粒度不足五毫米同样不能应用，此外还需要确保炉料中不会有过多的其他物质，并且必须保证铁矿石的冶炼能力。高炉精料工艺在节约能源降低排放期间能够取得良好的效果，此项工艺既能够减少燃料的损耗，并且能够有效的提高燃料的燃烧效果，在同样的时间内，降低二氧化碳与二氧化硫等有害物质的产生。

3.5 高风温技术

如今，我国众多钢铁单位均开始应用提高高炉炼铁风温的工艺，从而节省能源消耗、降低污染物质的排放。不过，风温提升导致对于耐火材料的品质与高炉炉体构造方面的标准逐渐提升。若是风温在九百摄氏度以下时，通常会应用半硅砖、黏土砖等，若是风温在一千摄氏度左右时，炉体内部通常会应用高铝砖，若是风温在一千一百摄氏度到一千二百摄氏度之间，炉体顶端可能发生顶砖脱落以及格子砖下降、粉化等情况，从而缩短炉体的应用时间。所以，在这种情况下炉体制作材质需要选用Al2O3含量为百分之六十到百分之七十五的高铝砖，此材料可以应对一千二百摄氏度的温度。国际上个别国家会用硅砖取代高铝砖，主要是由于此种材质能能够应对一千三百摄氏度的温度，同时能够有效的延长炉体的应用时间。具有效数据显示，炉料的燃烧质量会随着风温温度的升高而提升，同时能够有效的减少有害气体的产生。所以，高风温工艺的使用范畴逐渐扩大。

3.6 回收热风炉烟气余热

如今热风炉烟道中排放的气体温度通常能够达到二百到三百摄氏度，由于排放的气体较多，导致热量消耗较大，良好的应用此类气体的显热借助热交换设备能够提高煤气与助燃气体的温度，使得煤气与助燃气体的温度升高到一百五或者二百摄氏度，显著提升煤气与助燃气体的温度，降低高炉煤气和转炉煤气的能量损耗，减少热风炉的能源消耗。良好的应用热风炉废弃预热回收工艺，确保单烧高炉煤气情况时，进风温度能够在一千二百摄氏度，炼铁期间可以节约生铁。

4 结语

我国钢铁行业已从快速发展转变为高质量发展，转型升级任务艰巨，环保压力较大，开发绿色低碳冶炼新技术是钢铁行业实现可持续发展的重要方向。高炉炼铁系统节能减排工作是整个钢铁企业节能减排工作的重点，有着重要的意义。钢铁行业需要加大理论创新，不断探索节能减排新技术，坚持绿色发展、低碳发展、循环发展，为打赢蓝天保卫战和生态文明建设做出应有的贡献。