现有主要炼铁工艺的优缺点和研发方向
摘要：当前，钢铁企业炼铁工艺中，热效率已经很高，工艺技术设备也已完善，大型化、长寿化的高炉炼铁工艺作为我国主要炼铁设备，将继续在炼铁领域占统治地位。

在我国社会主义市场经济体制改革不断深入的背景下，钢铁企业要不断进行自主创新，提高炼铁工艺基础管理水平，积极引进或开发最新炼铁工艺，特别是节能减排技术，切实保证产品质量，促进企业经济效益和社会效益的提高。

关键词：炼铁工艺；优缺点；发展
一、钢铁企业炼铁工艺发展现状及问题
近几年随着我国市场经济的快速发展和科学技术的不断进步，钢铁企业高炉炼铁工艺不断优化，具有热效率高、技术完善、设备使用寿命长等优点，同时我国炼铁技术取得了一定的成就，比如提高转炉炉龄，提高转炉作业率，强化供氧技术等等；特别是“十二五”规划以来，我国钢铁企业重视炼铁工艺优化，重点进行节能减排技术的开发，比如滚筒法连续处理工艺等，大力引进先进设备，生铁产量逐年提高，说明我国节能减排工作取得了一定的进展。

但是，目前我国钢铁企业炼铁工艺中还是存在一定的问题：
一是我国炼铁工艺的能耗、废弃物回收利用和环境治理等与国家炼铁水平还是有很大的差距。

二是炼铁工艺管理不够规范，比如说辅料、铁合金等的分类管理。

三是当下炼铁中的二氧化碳的排放量高于国际水平，产品质量没达到国际水平。

四是炼铁工艺设计缺乏创新，一定程度上影响了炼铁工艺的使用。

二、高炉炼铁工艺
在当前，主要的钢铁生产都是以高炉流程生产的.高炉流程是现代钢铁生产流程的龙头。

因此，就对高炉炼铁工艺的优缺点进行分析：
高炉反应器的优点是热效率高、技术完善，设备已大型化、长寿化，单座高炉年产铁最高可达400万吨左右，一代炉役的产铁量可达5000万吨以上，可以说，没有现代化的大型高炉就没有现代化的钢铁工业大生产。

在今后相当长时期内，高炉流程在我国将继续是主要产铁设备，继续占统治地位.我国已完全掌握现代先进高炉技术，单位建设投资和生产成本相对较低.
但目前人们对高炉工艺流程有种种不满:
一是高炉必须要用较多焦炭，而炼焦煤越来越少，焦炭越来越贵；
二是环境污染严重，特别是焦炉的水污染物粉尘排放、烧结的SO:粉尘排放；三是传统炼铁流程长，投资大；
四是从铁、烧、焦全系统看重复加热、降温，增碳、脱碳，资源、能源循环使用率低，热能利用不合理。

在炼铁工序的结构优化中重点应抓好高炉流程的优化，高炉流程优化的主要目标是降低能耗，节省资源、改善环保.
近年来炼铁工艺技术取得了重大技术进步，它主要体现在以下几个方面:
①高炉长寿技术，最近十年，炼铁工作者为延长高炉寿命，从注重高炉整体寿命优化设计、精心施工、操作和维护等方面开发了许多新技术和新工艺，取得了显著的效果，先进高炉一代炉役(无中修)寿命可达18年以上。

高炉长寿技术主要体现在全炉体装冷却器(壁)从炉底炉至炉喉全部采用冷却器，无冷却盲区；在风口以上，炉腹、炉腰和炉身下部，软熔带根部上下移动区域使用自我造衬、自我保护无过热的铜冷却壁，在此区域淡化耐材炉衬的作用，依靠在表面形成稳定的可再生的渣皮来保护铜冷却壁；高效冷却设备和优质耐材炉衬的有效匹配，如在高炉炉缸侧壁区域使用热压小块碳砖、优质微孔碳砖配合铸铁冷却壁结构。

②高炉炉型设计理论的新发展:增加炉缸死铁层设计深度(达到炉缸直径的20-30%),减少炉缸内铁水环流对炉缸侧壁的侵蚀。

逐步减小高利用系数(炉役平均有效容积利用系数大于2.0)、高煤比(炉役平均喷煤量达150kg/t以上)高炉炉腹角。

对富氧大量喷煤强化冶炼的高炉，高炉炉型设计中将炉腹冷却壁放置到风口前中心点向上4X4ft及5X12ft炉腹上两点的连线以外，即可避免冷却壁因高煤比富氧喷吹、高利用强化系数冶炼而过早损坏。

③高炉以煤代焦、降低入炉焦比达到新水平。

④对高炉强化冶炼炉内煤气通过能力限度有了明确的认识。

⑤提高炉顶压力是降低燃料比、焦比及增产的重要手段。

三、炼铁工艺优化的有效措施
1、钢铁企业要加强研究炼铁生产过程中的技术经济问题，特别注重经济效益的研究，应用全面系统的优化方法分析钢铁企业的炼铁工艺，杜绝主观片面的优化判断，加强优化过程中的调查研究，掌握钢铁市场的最新信息，并做出准确科学的优化判断。

2、钢铁企业要坚持精料方针政策，不断提高高炉炼铁原料的质量。

根据炼铁工艺中用料杂的特点，关于烧结用矿粉问题上，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，这样大大提高了烧结矿的碱度以及品位稳定性；在炼铁工序中焦炭供用上，根据焦炭上料系统特点以及焦炭供应量及质量的情况，推行“堆新用旧、供户至炉”的原则，从而保证各高炉焦炭供用的稳定性；炼铁过程中用的酸性料，应用电子称配料实现精确混配的目标，保证了配料粒度组成。

对炼铁焦炭入炉上，实行切分后分级入炉工艺，并对二区的烧结矿系统进行优化，实行烧结矿分级入炉，在强度上下功夫，同时要在净料入炉上下功夫。

建成球团矿、块矿筛分系统，同时增加烧结矿的冷返矿筛工序，从而入炉粉末率大大下降。

3、提高炼铁工艺基础管理水平。

建立、完善炼铁过程中五大体系的管理标准，五大体系包括：标准体系、指标体系、参数体系、成本体系、信息体系。

确保随时监控炼铁系统的原料投入、控制参数、指标变化、生产成本以及事件发生，能够及时扼制系统波动。

4、加强焦炭炼焦工艺技术的优化。

为降低炼焦的成本，缓解主焦煤短缺的现状，我国焦化界要重视优化配煤的推广。

我国钢铁企业炼铁要推广干熄焦炭和捣固焦炭的使用，小的高炉不可片面追求炼铁中焦炭的热性能，而要通过科学有效的方法来降低焦炭用量，如提高喷煤比和降低燃料比的方法就相当有效。

四、现有高炉炼铁流程工艺改进的方向
(一)炼焦工艺的努力方向
拓宽炼焦煤资源,炼焦生产工艺和技术上多元化。

如利用捣固炼焦大幅度提高装炉煤的堆密度,从而提高弱粘煤和非炼焦煤炼焦的比例降低焦炭成本、风选破碎配煤工艺、煤调湿等。

为了以煤代焦、降低入炉焦比,应强化不提高主焦煤比例条件下进一步提高焦炭的热强度的技术手段研究,进一步降低炼焦工序能耗、控制炼焦污染,建设国内一流清洁生产焦炉。

(二)烧结工艺的努力方向
烧结机是高炉利用铁粉矿低成本炼铁的核心手段,进一步提高烧结利用系数增加烧结矿产能,通过技术创新最大限度地回收烧结环冷机的烟气余热能；通过热烟气循环新技术降低燃料比和烧结烟气及粉尘的排放量；针对烧结生产过程中多种污染排放的严重环境污染问题,通过开发高效、低成本的适合中国特点的持久性有机污染物二恶英、SO2减排的技术措施,通过调整烧结原料有选择地严格限制使用含氯、含油原料等技术措施,采用烟气脱硫等新技术大幅度减少烧结机SO2、二恶英污染物排放量,争取改变烧结机是钢铁厂二恶英、SO2和烟粉尘污染主要源头的丑陋形象,建成世界最清洁生产的烧结厂,提高烧结工艺的生存力。

同时要持续研发低成本配矿技术、低SiO2的烧结技术、开发烧结人工智能控制系统。

目前烧结机SO2、烟粉尘排放占钢铁企业排放总量的50%~80%。

结语
钢铁企业炼铁工艺优化过程中要重视高炉炼铁工序的优化，使高炉炼铁面向低能化，并要节省炼铁资源、改善炼铁环境。

其次，国家要大力提高煤炭界的洗煤技术，将焦煤灰份降到最低，此措施即能减少煤炭的运输量，还能降低运输费用，最重要的是使我国炼铁工艺达到节能减排的目的。

最后，要鼓励创新研究，开展非高炉炼铁技术，发展有中国特色的炼铁工艺，促进我国钢铁企业炼铁技术的进步，创造领先世界的新炼铁流程。

参考文献
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