本文摘要：摘要：隨著當(dāng)前節(jié)能減排等要求的提出，鋼鐵企業(yè)需要結(jié)合實(shí)際情況，采取積極有效的措施降低煉鋼成本。對(duì)此，企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，不僅要注重對(duì)燃料的改變，同時(shí)還要不斷提高煉鋼水平以及對(duì)相關(guān)設(shè)備的優(yōu)化。通過(guò)本文對(duì)高爐煉鐵節(jié)能降耗及資源合理利用技術(shù)深
摘要：隨著當(dāng)前節(jié)能減排等要求的提出，鋼鐵企業(yè)需要結(jié)合實(shí)際情況，采取積極有效的措施降低煉鋼成本。對(duì)此，企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，不僅要注重對(duì)燃料的改變，同時(shí)還要不斷提高煉鋼水平以及對(duì)相關(guān)設(shè)備的優(yōu)化。通過(guò)本文對(duì)高爐煉鐵節(jié)能降耗及資源合理利用技術(shù)深入分析，企業(yè)在技術(shù)使用上，需注重多個(gè)方面的節(jié)能減排措施，包括鐵焦技術(shù)、高爐噴吹生物質(zhì)和木炭技術(shù)、等的技術(shù)優(yōu)化。通過(guò)對(duì)這些技術(shù)的應(yīng)用和優(yōu)化，從而有效改善資源利用效率，不斷提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
關(guān)鍵詞：高爐煉鐵;節(jié)能降耗;資源利用
1能降耗及資源合理利用的需求分析
鋼鐵是中國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的基本原材料，也是主要的高耗能、高排放產(chǎn)品。中國(guó)鋼鐵生產(chǎn)主要工序能耗由高到低依次為高爐、煉焦、電爐、軋鋼、燒結(jié)、其他以及轉(zhuǎn)爐工序，主要工序能耗均逐年降低，可以看出未來(lái)節(jié)能降耗的主要潛力集中在煉焦和高爐兩大環(huán)節(jié)，特別是高爐煉鐵工序潛力最大。因此，研究低碳背景下高爐煉鐵節(jié)能降耗及資源合理利用的技術(shù)路徑具有重要意義。
2高爐煉鐵節(jié)能降耗及資源合理利用技術(shù)
2.1提高高爐煉鐵入爐料的質(zhì)量
(1)入爐料堅(jiān)持高質(zhì)量原則。在多年的高爐煉鐵的實(shí)際操作中證明了采用高爐入爐高質(zhì)量的原料是企業(yè)煉鐵節(jié)能的重要手段，要盡可能的實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)礦、塊狀礦等多種入爐原料質(zhì)量上的提高，通過(guò)對(duì)原料系統(tǒng)的中和步驟及在操作中穩(wěn)定的生產(chǎn)等手段減少在高爐煉鐵工藝中產(chǎn)生的有害產(chǎn)物，提高入爐燃料的質(zhì)量。但是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)于鋼鐵的產(chǎn)量的需求也得到了很大的提高，所有的鋼鐵企業(yè)提高了高質(zhì)量的鐵礦粉的需求量，逐漸造成成分原料均勻的高品質(zhì)的鐵礦粉越來(lái)越少的現(xiàn)象，不僅我國(guó)的優(yōu)質(zhì)原料礦粉缺少供應(yīng)，就連國(guó)外進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)礦粉資源都出現(xiàn)的下降趨勢(shì)。在這種狀況下需要不斷完善煉鐵原料的工藝管理，在實(shí)際中提高入爐原料的質(zhì)量均勻穩(wěn)定性。
(2)提高入爐焦炭的質(zhì)量。對(duì)于鋼鐵企業(yè)中高爐煉鐵工藝來(lái)說(shuō)，焦炭是高爐內(nèi)所有入爐原料的骨架，生產(chǎn)出的焦炭質(zhì)量直接決定著高爐煉鐵操作過(guò)程中入爐原料透氣和透液性的作用是否發(fā)揮，直接決定著高爐煉鐵的順利進(jìn)行。隨著近幾年來(lái)干法熄焦技術(shù)在鋼鐵企業(yè)高爐煉焦中的大力推廣和使用，高爐煉鐵中焦炭的強(qiáng)度等質(zhì)量的指標(biāo)都得到了提高。再加上我國(guó)煉焦資源的嚴(yán)重缺乏，進(jìn)一步的推動(dòng)了搗固煉焦技術(shù)在高爐煉鐵工藝中的發(fā)展，從整體上提高了高爐煉鐵中入爐焦炭的質(zhì)量。
2.2鐵焦技術(shù)
一般來(lái)說(shuō)，鐵焦技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中是指使用價(jià)格較為低廉的非黏結(jié)煤等來(lái)作為生產(chǎn)的主要原燃料，以此進(jìn)行煤礦的生產(chǎn)。而在實(shí)際中，需要相關(guān)人員按照要求，將其與鐵礦粉進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕旌希⒅谱鞒蓧K狀。之后，再用連續(xù)式爐對(duì)其進(jìn)行加熱，并得到含三成鐵和七成焦的鐵焦。最后，在專業(yè)設(shè)備的深入加工下，可得到較好的煉鐵效果。相關(guān)實(shí)驗(yàn)清楚的表明，該技術(shù)的使用不僅在一定程度上節(jié)省焦與主焦煤的使用，同時(shí)還充分體現(xiàn)出鐵焦可提高生產(chǎn)反應(yīng)速率。因而，相關(guān)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，需要根據(jù)具體情況，合理應(yīng)用鐵焦技術(shù)。只有這樣才能夠更好的減少節(jié)能消耗現(xiàn)象的出現(xiàn)。
2.3高爐噴吹生物質(zhì)和木炭技術(shù)
所謂的生物質(zhì)指，動(dòng)物、植物以及微生物等在新陳代謝的過(guò)程中所產(chǎn)生的有機(jī)物。而對(duì)于這種有機(jī)物，主要應(yīng)用于熱解行為。其中，可在碳化溫度下，不斷減少二氧化碳的排放量。相關(guān)學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)與廢塑料多應(yīng)用于高爐煉鐵的多個(gè)工藝環(huán)節(jié)中，在這些環(huán)節(jié)中，企業(yè)并不需要使用過(guò)多的是人力、物力和財(cái)力。另外，生物質(zhì)在實(shí)際應(yīng)用中可代原來(lái)所使用的還原劑，如煤粉等，進(jìn)行高爐噴吹。將其與煤粉相比，所具有的優(yōu)勢(shì)更多。具體來(lái)說(shuō)，不僅能夠?qū)Χ趸嫉暮窟M(jìn)行有效控制，同時(shí)還在提高原料還原能力上起到重要的作用。
2.4高爐噴吹焦?fàn)t煤氣
眾所周知，氫氣是焦?fàn)t煤氣的重要成分，其中會(huì)含有一定的碳氧化合物，這就使得高爐煉所產(chǎn)生的能源滿足清潔要求，同時(shí)還可作為還原劑。在實(shí)際應(yīng)用中，不僅在一定程度上提高碳?xì)湓氐睦寐�，同時(shí)還極大的降低企業(yè)對(duì)化石燃料的使用量。結(jié)合具體生產(chǎn)數(shù)據(jù)了解到，工廠對(duì)燃料的需求明顯降低。由此可見(jiàn)，焦?fàn)t煤在爐中的作用十分明顯，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在調(diào)節(jié)爐內(nèi)工作環(huán)境的同時(shí)，還更好的保障高爐生產(chǎn)的有效性。
2.5重視對(duì)二次能源的回收及利用
(1)企業(yè)中全面采用高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電激素。近幾年來(lái)，高爐爐頂余壓發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成為公認(rèn)的將二次能源進(jìn)行回收的裝置，已經(jīng)成為鋼鐵企業(yè)高爐煉鐵對(duì)能源的有效使用，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目標(biāo)，在目前的鋼鐵企業(yè)中已經(jīng)得到了大量的推廣和使用。采用高爐爐頂余壓發(fā)電技術(shù)節(jié)省了高爐煉鐵中使用的電力，而且這種裝置對(duì)高爐煉鐵發(fā)電中不會(huì)消耗燃料的使用，減少了燃料使用出現(xiàn)環(huán)境污染的現(xiàn)象，減少了企業(yè)的使用成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。
(2)推廣高爐煤氣干法袋式除塵技術(shù)的使用。與濕法除塵技術(shù)相比，干法除塵技術(shù)得到的鋼鐵煤氣的塵土量較少，同時(shí)還節(jié)約的水電的使用，已經(jīng)在中小型企業(yè)中得到了廣泛的使用。對(duì)于鋼鐵企業(yè)中使用的大型高爐設(shè)備來(lái)說(shuō)，高爐內(nèi)的壓力大，溫度在煉鐵過(guò)程中也不夠穩(wěn)定等情況的發(fā)生，所以干法除塵技術(shù)在大型高爐中的使用很少。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)干法除塵技術(shù)進(jìn)行了完善，形成了高爐煤氣干法袋式除塵技術(shù)，這種技術(shù)能避免在大型高爐中出現(xiàn)的問(wèn)題，目前已經(jīng)得到了廣泛的使用。
2.6煉鐵工序智能化
基于三維仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，研究熔融還原、直接還原的冶金過(guò)程和“三傳一反”現(xiàn)象，建立數(shù)學(xué)模型應(yīng)用CFD數(shù)值模擬技術(shù)，解析氣體運(yùn)動(dòng)、燃燒、傳熱、傳質(zhì)等傳輸過(guò)程，開(kāi)發(fā)具有工程化應(yīng)用可行性和可靠性的冶金裝置和設(shè)備。在高溫低氧熱風(fēng)爐、煤氣干法除塵(TRT)、無(wú)料鐘爐頂、爐前設(shè)備、爐渣處理及熱能回收、高爐長(zhǎng)壽、高爐高富氧大噴煤等多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)展三維仿真設(shè)計(jì)和CFD、FEM等仿真研究，建立數(shù)學(xué)模型和物理模型，研究高爐關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，完成煉鐵數(shù)字化三維仿真工程設(shè)計(jì)、煉鐵生產(chǎn)過(guò)程三維仿真分析計(jì)算等。
基于冶金流程集成理論和方法，建立數(shù)學(xué)模型，以非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)甘特圖等為研究方法，優(yōu)化鋼鐵制造流程鐵素物質(zhì)流和能量流的運(yùn)行，開(kāi)發(fā)可靠適用的界面技術(shù)，提高鋼鐵廠運(yùn)行效率和能源轉(zhuǎn)換效率。建立仿真模型，研究鐵水脫硫、脫磷、脫硅預(yù)處理過(guò)程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)機(jī)理，提高處理效率，降低資源和能源消耗;完成煉鋼-精煉-連鑄工藝的數(shù)字化三維仿真工程設(shè)計(jì)、煉鋼生產(chǎn)過(guò)程三維仿真分析計(jì)算等。
結(jié)語(yǔ)：
綜上所述，高爐煉鐵是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)中的重要工序。為了確保生產(chǎn)派發(fā)符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，利用煉鐵入爐料質(zhì)量提升技術(shù)、鐵焦技術(shù)、高爐噴吹生物質(zhì)和木炭技術(shù)、高爐噴吹焦?fàn)t煤氣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)節(jié)能優(yōu)化，重視對(duì)二次能源的回收及利用，提高資源利用效率，與此同時(shí)發(fā)展智能化工藝設(shè)計(jì)，生產(chǎn)出市場(chǎng)運(yùn)作中所需的綠色建材產(chǎn)品，發(fā)揮其社會(huì)效益及環(huán)境效益。當(dāng)前，人們還需繼續(xù)加大節(jié)能減排及資源化處理綜合利用的力度，還要不斷研究、推廣先進(jìn)技術(shù)，拓展其應(yīng)用范圍，從而為我國(guó)鋼鐵企業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步做出重要貢獻(xiàn)。
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推薦閱讀：《今日國(guó)土》(月刊)創(chuàng)刊于2002年，是經(jīng)中華人民共和國(guó)新聞出版署和科技部批準(zhǔn)，由中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主管，中國(guó)國(guó)土經(jīng)濟(jì)學(xué)研究會(huì)主辦。
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