高爐冶煉煉鐵技術工藝及應用分析

李 偉

（福建省雄偉安全技術咨詢有限責任公司，福建 泉州 362012）

隨著我國鋼鐵產業以及重工業的不斷發展，煉鐵成為了當前鋼鐵產業發展中的一個重要工作之一。通過高爐煉鐵技術，不僅能夠提高冶煉質量，同時能夠提高煉鐵的整體產出量和效率。因此，在具體使用高爐冶煉煉鐵技術的過程中，首先要確保高爐冶煉鐵每一環節按照工藝標準進行，同時，在確保產出量下，也要避免對環境產生污染。因此，本文重點探討了高爐冶煉煉鐵技術工藝的具體應用。通過該技術的運用，實現將該技術投入到鋼鐵產業的發展之中，為鋼鐵行業的未來發展奠定堅實基礎。

1 簡單分析高爐冶鐵煉鐵技術

（1）高爐結構介紹。通過高爐煉鐵能夠實現提高鋼鐵的產出量，確保冶煉的質量和安全。在高爐煉鐵的過程中，常見的設備之一為高爐。高爐結構的外形多為圓柱形，且通常設有不同的出風口、排氣口以及煉鐵出口。在冶煉的過程中，首先對高爐內部進行鐵原料的輸送，通過高爐內部進行大量的工藝加工，實現從煉鐵的出口排出一定量的鐵。通常，在煉鐵的過程中需要在較高的溫度下進行，因此，高爐結構內部的溫度相對較高。在高爐煉鐵的過程中，還需要引入其他的輔助設備，輔助高爐設備進行煉鐵操作。在高溫高火下，高爐內部鐵礦石在高溫下被破壞其而分子結構，同時借助還原劑生成鐵，最后將鐵進行分離。在冶煉的過程中會出現鐵碎渣，此時，需要將鐵碎渣通過排出口進行排除[1]。

圖1 高爐煉鐵技術流程圖

（2）高爐煉鐵的工藝流程。運用高爐冶煉的煉鐵工藝技術需要通過煉鐵工藝流程才能夠確保煉鐵作業的順利進行。通常來講，高爐煉鐵的工藝流程分為四個組成部分。首先，在高爐冶煉的過程中，需要在高爐內部輸送鐵原料，其次，是將原料裝進高爐設備中，接著，需要對高爐內部進行相應的通風工作，最后，對高爐煉鐵后產生的廢渣進行排除，同時對產生的煤氣進行排除。在高爐冶煉的工藝流程開展的過程中，許多企業往往注重鋼鐵的煉出，忽略了最后需要對排出的煤氣開展凈化工作。通過對煤氣的凈化，能夠降低對空氣的污染，確保煉鐵工作中的安全和環保性能。因此，企業在煉鐵的過程中需要注重煤氣凈化工作的開展，以期實現高爐煉鐵工作的順利進行。在具體的高爐冶煉工藝流程中，首先，需要將高爐冶煉所需的原料投入至高爐中，在高溫高火下，生鐵原料在氧化劑的催化下冶煉成鐵。在投入原料時，需要根據高爐設備的儲存料多少確定進料數量。在進料的過程中，需要了解高爐設備的大小參數以及高爐的容量，針對原料的投放量進行精確計算，以確保調整好投放量，使冶煉工程能夠達到工藝標準。通過控制原料投放量，也能夠降低原料的成本。其次，需要對鐵原材料進行安裝。在安裝的過程中，利用大量的鋼鐵原材料實現提高鋼鐵冶煉的工藝質量。而在送風的過程中，需要為高爐內部的冶煉作業提供大量的氧氣，通過氧氣還原鐵確保冶煉工作的順利進行。送風工作的開展需要借助熱風機的使用，通過熱風機對鋼鐵內部設備源源不斷的輸送氧氣。最后一步需要對排除的煤氣進行凈化作業，通過該步驟能夠對排出的有害物質進行處理，也能夠提高鐵冶煉的整體安全。

（3）高爐煉鐵探究目標。高爐冶煉工作的開展，不僅能夠提高冶煉鐵的質量，同時能夠確保冶煉鐵的數量。但目前，我國在高爐冶煉煉鐵技術的應用過程中仍存在著問題，例如在具體的高爐冶煉技術應用過程中，出現了對環境產生影響和污染，同時無法確保冶煉鐵的數量，導致出現了大量消耗原材料的問題。因此，在后續的高爐冶煉作業開展過程中，需要通過減少大量原材料以提高鋼鐵產業的整體產量，實現我國工業的發展。在未來的高爐冶煉工作開展目標中，仍要避免煉鐵工作對環境造成污染，實現高鐵產業發展的可持續性，對如何減少能源的消耗，避免資源出現短缺予以相應解決，實現加強我國鋼鐵產業的整體發展。

2 高爐冶煉煉鐵技術工藝的應用研究

（1）應用熱壓含碳球團。在進行高爐冶煉煉鐵的過程中，所需的鐵能源消耗相對較大，因此，需要盡量減少能源消耗，同時需要確保一定量的鐵產出。在高爐冶煉的過程中，通過應用熱壓含碳球團能確保實現減少能源消耗，達到節能狀態。熱壓含碳球團的應用，能夠在高爐設備內部加強礦物質的化學反應，提高鐵的產出量，實現最大限度的能源利用與產出。當熱壓含碳球團的含量到31%時，能夠擴大鐵含量的產出，在熱壓含碳球團的應用過程中，需要在高爐的設備內部進行預熱，確保高爐設備的內部溫度達到鋼鐵冶煉的要求。在預熱的過程中，高爐設備內部的礦物質元素不斷進行氧化還原，通過應用熱壓含碳球團對高爐設備中的礦粉進行預熱攪拌，以最大限度實現礦物質能源的利用。

（2）爐內頂壓、含氧量的控制。若想提高高爐冶煉煉鐵的整體水平，降低對空氣的污染，則需要盡可能運用較少的原料提煉出數量較多的鋼料。在具體的作業開展中，首先需要確保爐內的頂壓得到一定控制，避免由于產生較大壓力以及高溫高壓對爐內的頂壓失去控制，從而對高爐煉鐵工藝產生影響。因此，在高爐爐頂的抗壓控制過程中，首先要確保爐頂頂壓壓力承受限度在控制范圍內，在冶煉過程中，對高爐內部盡可能施加一定程度的壓力，不僅能夠有利于鋼鐵的產出，同時能夠避免爐內頂壓承受過多壓力而使冶煉作業失去控制。除此之外，在壓力增加過程中，還需要確保高爐設備的內部氣體有秩序的進行流動，避免對最后一步的煤氣凈化工作產生影響。而在此之中，當高爐內部的煤氣和粉礦物質融合和接觸時間越長，冶煉產量也就會越多，在這個過程中僅對高爐冶煉爐頂壓力進行控制相對來講比不足性較大，還需要對爐內的氧氣以及氣體流動進行控制。因此，在高爐冶煉作業的開展過程中，若冶煉設備內部的氧氣不足，可能無法通過氧氣還原大量高爐內部的生鐵，導致產出鐵含量較低，在鐵燃燒不充分的情況下也會產生大量的有毒氣體，對后續的煤氣凈化工作產生影響，同時降低冶煉工作的效率和質量。為此，確保氧氣的持續輸送能夠確保冶煉工作的順利開展，避免產生大量的有害氣體，提高了后續的凈化工作工作效率[2]。

（3）保持高風溫。在高爐煉鐵的過程中，高爐設備內部的供應熱相對較低，高爐設備內部產生化學反應較為緩慢，影響冶煉工作的正常開展。通常來講，高爐設備內部需要控制風溫在1000℃左右，若需要進行超量的鋼鐵冶煉，而則需要確保風溫在1240℃左右。但目前，我國的風溫溫度控制相較于發達國家的工業冶煉溫度較低。因此若想要保持高溫，就需要運用熱風爐提高高爐設備的內部溫度。熱風爐的應用不僅能夠提高高爐設備的內部溫度，同時能夠提高鋼鐵的產量產出。熱風爐的應用消耗能源較大，通常來講，在使用熱風爐的過程中，多數的鋼鐵冶煉首選是頂燃式熱風爐，該型號熱風爐能夠提高大量的氧氣，同時將高爐內部的冶煉溫度提升至1340℃，確保氧氣與鐵的完全反應。

（4）爐身結瘤的形成原因和解決方法。在高爐冶煉的過程中，由于冶煉會產生大量的有害氣體以及雜質，高爐的爐壁及爐身可能會產生結瘤，而導致結瘤出現的原因可能是由于爐內的溫度不夠高，多數鋼鐵在冶煉的過程中無法在氧氣還原下形成生鐵，在這種情況下就會在高爐的爐壁及爐身產生結瘤。因此，需要對爐壁及爐身的結瘤采用相應的控制措施。通常來講，若在高爐設備的爐壁及爐身產生結瘤，就需要提高爐內的溫度，確保爐內氣體能夠還原爐內的生鐵，提高鐵的產量及質量，在確保爐內溫度受到控制后，可以在一定范圍內實現提高冶煉的產量。

（5）焦炭燃燒。通常來講，鐵在燃燒過程中，需要確保高爐內部的溫度控制在1800℃～1900℃之間，在此溫度下，鐵可以更好的進行氧化還原反應。通過裝料系統不斷向高爐設備內部輸送焦炭，以確保高爐內部的溫度處于一個相對平穩的狀態。在冶煉過程中，一旦焦炭要達到風口時，風口的高溫會使焦炭產生化學反應，同時生成二氧化碳，實現大量的熱量釋放。在二氧化碳數量持續增多的過程中，由于缺乏氧氣進行化學反應，使二氧化碳在大量熱量情況下形成氫氣和一氧化碳，氫氣和一氧化碳作為高爐內部氧化生鐵的還原劑能夠實現大量的還原高爐內部的鐵元素，這也是確保高爐內部產量及提高冶煉鐵質量的一個重要的化學反應以及步驟。硫化鐵、四氧化生鐵、三氧化二鐵等是高爐內主要的鐵氧化物，實際分解工序為3Fe2O3→2Fe3O4→6FeO→6Fe。

3 結語

綜上所述，為了讓我國的鋼鐵行業更好的發展，要對高爐冶煉煉鐵技術的應用做好研究，一方面讓鋼鐵的產出量增加，另一方面也盡可能減少能耗和降低環境污染。從此，更好的讓高爐冶煉煉鐵技術應用于鋼鐵行業[3]。