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高炉炼铁原燃料质量改善策略研究

王光磊

山东钢铁股份有限公司莱芜分公司炼铁厂

摘要: 高炉炼铁技术会受到各种技术的影响,因此在冶炼技术的过程中关注燃料质量问题,进行质量改善,从而保证高炉炼铁以及保证企业的效益。文章简单阐述高炉炼铁,分析该技术使用中高炉炼铁使用的原料以及燃料,再分析如何提升原燃料质量。从实践出发提升原燃料质量的对策应该从提高焦炭质量、提高烧结矿质量、推动料场信息化建设等角度入手,再引进现代信息技术,以此来完善高炉炼铁工艺,实现质量的改善和完善。
关键词: 高炉炼铁;质量改善;策略
DOI:10.12721/ccn.2024.157091
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新时期钢厂高炉在投入生产之后,在长期的利用中,随着市场、原燃料采购等因素的影响,尤其是新时期生产资料越来越复杂的背景下,高炉炼铁原燃料质量持续下降,尤其是焦炭热性能、烧结矿成分占比等等,这些都会影响到高炉的顺利进行,进而影响到设备运行的经济指标,对这系列造成严重冲击。因此对高炉进行原燃料管理,尤其是根据设备运行实际情况采取有效措施,再通过炉外原燃料的管控,从整体上提高装置的运行质量。

一、高炉炼铁技术工艺

现阶段我国钢铁企业都在积极提高炼铁生产工序效率,尽力降低不同的炼铁工序消耗才可以保证企业效益,提高炼铁的含量。但在持续生产过程中,大部分的高炉炼铁企业出现能耗持续上升的情况,部分钢铁企业的能源消耗非常高,对这些数据进行深入分析,能够发现高炉炼铁能源消耗大的原因是炼铁原燃料质量变差的缘故[1]。以某企业为例,由于燃料能耗增加导致效益减少,出铁量也随之减少。

表1202X年10月高炉除铁量同比变化情况

微信图片_20250318112023.png二、炼铁中使用的原料与燃料优化的必要性

炼铁产能大部分都分布在东部沿海区域,形成比较集中的区域,沿海钢铁企业借助区域的优势,利用海运从国外进口质量稳定的原料,在炼铁系统稳定性方面具备良好性能。炼铁有七分原料和三分操作的俗语,因此在工艺操作的过程中原料质量对高炉炼铁的影响巨大[2]。具体使用的原料有烧结矿等,特殊情况下还会使用各种辅助溶剂,比如锰矿、萤石、石灰石等等,另外还包含焦炭和煤粉等等,部分国家还包含重油以及塑料等进行喷吹,因此原料是指原料和燃料两类。在现代社会背景下需要意识到,原燃料储量十分有限,所以在生产的过程中需要调整原燃料的结构来适应企业在生产方面的安排,既要保证生产的顺利进行,也要确保企业具备强大的竞争力,企业才可以在发展的过程中保证成本优势。新时期环保政策不断出台,对于高炉炼铁的过程中排放污染物限制越发严格,对于这个方面的要求越来越高,在这个背景下优化原燃料质量,能够降低污染物对生态环境以及人类文明造成的影响,也是顺应我国双碳目标,实现可持续发展的重要举措[3]

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图1高炉炉体构造

在高炉炼铁过程中焦化供应属于比较庞大且复杂的系统,各部门进行协调难度比较大,新时期关于这个方面的研究也很多,因此企业需要根据自身发展的实际情况来进行调整,对生产工艺进行积极的优化和提升。

三、原材料质量提升的有效对策

(一)提高焦炭的质量

在生产过程中,提高焦炭质量可以从几个方面入手:(1)提高洗煤水平从而降低焦炉中煤粉的含量,在进行生产的过程中,煤粉粒度的关键控制规则为0.25~13mm之间,为保证焦炭的强度,在生产过程中要进行细磨,在按照比例炼焦,该工艺的作用在于适当添加发肥煤,这可以提高整体的炼焦效率;(2)主焦煤短缺的背景下,目前行业在推广优化配煤来保证焦炭质量,比如通过捣固炼焦工艺来提高焦炭的质量;(3)使用干熄焦工艺,这是因为湿法熄焦的时候是通过喷水来冷却焦炭,在这个过程中会产生强大的热应力,导致焦炭的强度变弱最终碎裂成细小的块状,干法熄焦工艺能够将结构脆弱部分的焦炭变成焦粉,增加高炉结构的稳定性;设备也不存在碱金属盐基表面沉积的情况,有害元素的含量也会大幅度减少。

(二)提高烧结矿的质量来提高炼铁工艺

由于高碱度烧结矿强度比较强,氧化亚铁的含量比较低,还原性良好,钢铁企业要结合自己经营的实际状况来合理选择烧结矿维持碱度。如矿石粒度高于3mm则需要进行破碎处理,要想提高烧结矿的质量就要对原材料进行综合处理,保证材料的性能和质量。混合的时候要注意控制好各项的水分配比,操作的时候也要综合考虑企业的实际情况,根据气候等特征来确定配比的时间。在炼铁工艺中也要控制好烧结机的料层厚度,减少漏风的情况。

(三)在高炉炼铁中引进信息化技术

通过原材料系统的建设可以实现对数据的查询,确保数据的可靠。数据交换的时候也要考虑到数据库的整体情况,要保证信息化能够全面覆盖、核算,减少人工计算情况的发生。而且在使用的过程中要维护数据的精准,为高炉炼铁工艺的运用奠定基础。在现场建立起原材料数据库,掌握数据变动情况,实现对数据信息的综合分析和精准把握,再实现对数据的规范化处理,让高炉炼铁更规范,在信息技术的引领下可持续发展。

结语:

综上所述,高炉炼铁要想保证效益,恢复产量以及稳定路况是关键的任务,新时期冶炼进程不断推进,在这个过程中应该采取可靠的措施提高冶炼强度和降低冶炼的成本,对各项指标进行优化,原料质量就是影响到具体操作的关键,因此新时期要想保证效益,就需要优化质量。文章最后对优化高炉炼铁工艺进行简单的分析,所提出的对策可作为同类型企业优化的参考。

参考文献:

[1] 袁雪涛,客海滨,王丽丽,等. 唐钢2号高炉长稳高效生产实践[J]. 山西冶金,2024,47(2):157-158,161.

[2] 刘彬. 南钢2号高炉降低燃料比生产实践[J]. 冶金与材料,2024,44(2):169-171.

[3] 石泉,唐珏,储满生. 基于工业大数据的智能化高炉炼铁技术研究进展[J]. 中国冶金文摘,2023,37(2):56-62.