浅谈高炉冶炼炼铁技术

 二百多年前，高炉炼铁技术已经开始发展，到目前，高炉炼铁技术已经成为日趋成熟。二十一世纪的今天，自然资源严重短缺，能源供应不足，环境保护提上日事日程，高炉炼铁技术受到了很大的制约。在国家提倡科学发展观的同时，高炉炼铁技术如何才能实现高效低耗、保护环境，实现循环经济等要求，这些问题成为炼铁工作者们最关心的问题。
1 高炉大型化
1.1 二十一世纪，高炉炼铁技术朝着高炉大型化方向发展，高炉大型化具有很多的优点，它能够节约资源，减少污染物的排放，降低生产成本，提高能源的利用效率等，能够实现国家正在要求的低碳，实现经济的循环，而且还能够生产出更多的优质铁。
随着装备制造技术和信息化技术的发展，大型化是高炉炼钢技术的必然趋势。高炉大型化能够提升高炉的产量，从侧面就提高了劳动的生产率，也使得高炉炼铁形成竞争力。近几十年，世界上很多国家的高炉数量减少了百分之三十，平均容积大幅度上升。我国的钢铁工业是从九十年代开始发展的，随着国家对钢铁产业的重视，在高炉喷煤等技术上取得重大进展。进入二十一世纪，我国的高炉大型化也开始快速发展，到2012年，大型高炉已有110座左右，大型高炉比如宝钢、马钢等也开始投产大型化高炉，标志着我国高炉大型化开始进入领先地位。
1.2 钢铁厂的流程结构对高炉大型化的影响 钢铁厂对产品的定位和确定生产规模，需要根据市场经济的发展，结合本区域对钢铁的需求情况，然后进行科学的决策，最终做出决定。确定高炉的产能、数量和容积的时候，也要根据钢铁厂整体流程结构，全面考虑钢铁厂的产能，并结合企业的投资和企业发展的最终目标，不能随便兴建大型化的高炉。钢铁厂流程结构优化下的高炉大型化，也是高炉炼铁技术的发展趋势。一个钢铁厂要根据自身的发展，做好市场调研，选择两三个高炉，而不能盲目选择大型化高炉。
高炉大型化不是简单的扩大高炉容积，而是应该考虑钢铁厂整体流程结构，要考虑钢铁厂的功能，及其结构和效率等多种因素，要顾及原燃料的条件，钢铁厂生产操作流程和钢铁厂管理水平等因素，只有综合考虑下的高炉大型化才能最终达到想要的结果，产生更多优质的炼钢炼铁。
2 精料技术
2.1 采用原因 当代高炉要实现高效能、低消耗、优质量，就必须以精料为基础。精料是高炉炼钢工艺中很重要的技术，能够实现高炉生产的减量化目标。目前，我国的矿产资源已经开采不足，已经成了铁矿进口大国，中国钢铁工业对铁矿石的依赖也越来越大。铁矿石的短缺，阻碍了我国钢铁产业的进一步发展，在资源能源如此短缺的情形下，高炉炼铁通过实施减量化的精料技术，主动地应对当前问题，提高了资源的利用效率，降低了能源的消耗，有利于我国资源节约型社会的建立。
2.2 炉料结构 高炉炼铁技术的持续发展需要经济科学合理的炉料结构，这是必要条件。因为目前的国际形势下，炉料结构中使用球团矿和块矿的比例越来越大，降低了烧结矿的使用频率，从而降低了炉料成本。不过，现实中合理炉料结构的选择要依赖于资源是否可以方面获取，依赖于技术是否可行等条件，要选择适合企业发展的炉料结构，不能一味的降低炉矿石的质量，而是通过新技术和高科技实现品质资源的最佳利用。
2.3 焦炭燃料 高炉必须要用到焦炭，随着高炉容积的增大，所使用的焦炭质量要求变高，如果焦炭在高炉内的时间变长，那么其压力就会增多，受到的破损更大，高炉炼铁的大型化对焦炭质量提出了更高的要求。必须使得焦炭的反应强度和热反应性都符合高质量标准。
3 高风温技术
高炉炼铁需要的热量由两部分提供，一是燃料燃烧所产生的热量，二是高温热风所产生的热量。从理论上讲，热风带入的热量越多，那么所需要的燃料就会越少，因为不需要那么多的燃料燃烧的热量了。所以，提高风温可以降低燃料使用量，从而节约成本。而且，提高风温还能加大喷煤量，降低焦比。这个技术成为高炉炼铁发展过程中的一大进步。
3.1 高风温技术的方法 长年以来，我国高炉风温大约在一千度到一千零七十度左右，即使很多国家大型的钢铁企业的高炉风温最高也才一千一百六十度左右，提高不是很大。风温之所以很难提高的原因主要受到燃料的影响、热风炉结构的影响。所以如何提高风温就需要解决一些问题。第一，要达到一千二百度的高风温需要采用多项技术，在使用预热技术时要考虑能量转化的效率，设备的使用寿命是否足够长，据此选择一个最佳的预热技术。可以利用热管换热器将多余的烟气回收，用它来预热高炉煤气，在设置两座热风炉预热助燃空气，便可以达到一千二百度的风温。第二，我国的热风炉结构多种多样，应该综合考虑热风炉的长寿和适应性等方面，选择一个最合适的热风炉结构。优先采用顶燃式热风炉技术，能够实现高温效果。第三，热风炉的操作要进行优化设计，提高烟气温度，缩减拱顶温度和风温的数值差，合理设定煤气和助燃空气的比例，使得煤气能够充分的燃烧。在优化操作中，应该利用数学模型进行操作，提高数字化和信息化的利用程度，进一步降低冷风量，采用送风技术，降低风温的波动，让高炉能够持续的获得稳定的高风温。
3.2 热风炉的寿命 热风炉的炉壳在高温和冷凝水的持续侵蚀下，容易腐蚀，从而降低热风炉的使用年限。所以应该采取相应的措施，降低一氧化氮的生产量，将温度控制在一千四百二十度以下，使得热风炉的寿命延长。而且高温区的炉壳可以涂抹防酸的涂料，或者喷涂耐酸涂料，防止受到酸性染料的腐蚀。对于高温区的炉壳采取保温措施，降低腐蚀发生率。
3.3 高温热风的传输 高温热风的传输往往不能稳定，总会出现热风炉总管的局部发热发红现象，或者出现管道破坏，影响了高风温技术的进一步发展。因此，要改善热风管道的结构，合理进行设计，防止出现管道破坏，采用组合砖结构，而且在热风出口的地方采用特殊的组合砖，组合砖也要进行特殊安装，减轻上不得压力。
4 结论
高炉炼铁技术的发展方向朝着高炉大型化方向发展，其精料技术是其发展的重要基础，提高风温也将是降低能源消耗的重要措施，高炉炼钢技术应该更加重视资源的节约和环境的保护。