安阳钢铁股份有限公司炼铁厂河南455004
摘要：随着环境污染的日益严重，可持续发展的节能减排理念如今被社会各行业奉为圭臬，特别是对于高炉炼铁行业，受化石燃料资源的日趋匮乏的限制，多年来该行业一直处于缓慢发展的阶段。在节能减排理念的引导下，高炉炼铁行业急需更换新技术，进而实现行业优化改革，本文结合国内外高炉炼铁生产的实践经验，对行业内已经取得效果的高炉炼铁节能减排优良技术进行总结分析，借此希望能够为我国的高炉炼铁行业的未来发展、减轻企业生产成本压力提供可操作的思路。
关键词：高炉炼铁；节能减排；技术
引言
我国的高炉炼铁水平在改革开放后实现了飞跃式的发展，2013年炼钢产量突破7亿吨大关，达到世界高炉炼钢总产量的一半以上，事实证明我国的高炉炼钢行业已经走在了世界前列。但正因为我国高炉炼钢产量近年来呈现递增趋势，带动了国际原材料和化石燃料价格的上涨，最终陷入了成品钢铁滞销和出口利润降低的困境。因此，为改变当前高炉炼铁行业的颓势，节能减排技术的推广成为有效途径，也被炼铁界所日益重视。
一、高炉煤气回收利用技术
高炉煤气与普通的家用燃气有所不同，其自身带有的化学毒素和烟尘对环境破坏十分严重，但热值却能达到3000kJ/m3左右，若能加以利用回收，不失为一种具备可观价值的二次能源。高炉煤气回收技术在国外炼铁界有一定的历史，例如美国和日本的高炉炼铁工厂都曾经大量应用过此技术，但在我国只有鞍钢开发过类似高炉煤气回收处理设备。与传统的高炉煤气被释放到高空中逸散相比较，这种技术存在不少优点，当高炉正常运作时，铁矿石和焦炭需要经过传送带被送入高温高压的容器内，但在冶炼和布料过程中，高炉内部的压力必须通过炉顶的泄压装置释放高炉煤气，再经充压后才能继续工作。
经过大量的实验和数据表明，当高炉称料罐内的高炉煤气即将放出时，在低压差的条件下，打开均压放散阀门或开启上料阀，基本上能回收绝大部分的高炉煤气，若是再安装一个负抽压装置，即可全部回收高炉煤气。目前这种技术在国外已经成型运用，但在国内还需要进一步的实验完善。
二、高炉干法除尘技术
通过研究近二十年来的高炉炼铁企业管道事故，不难发现其中绝大多数的事故发生都是因管道腐蚀引起的，比如某企业建设的一座炼铁高炉，在该高炉运行的第十年，也就是还未达到设计使用寿命时，其高炉煤气排放管道便出现大规模腐蚀现象，最后该企业被迫采用管线外部封闭的措施。在事故处理后，有专家学者发现，近年来我国进口铁矿石比重直线上升，国外的铁矿石中Cl元素含量较多，导致高炉煤气排放中所产生的水蒸气混合Cl和SO2元素，便生成盐酸和次硫酸两种腐蚀性极强的化学物质，近年来这种管道腐蚀现象愈发严重。在德国炼铁界，则有专家提出干法除尘的概念，该技术不仅能减少炼钢企业污水排放、增加排风温度，甚至还有人实际核算过，运用高炉干法除尘技术至少可以降低炼铁成本每吨15到20元人民币。但是对于生产工序不同的企业，可以采用以下两种不同的方法。
1.化学沉淀法。对于一些采用布袋除尘设备的厂家，建议在出口部位放置一个喷雾装置，通过喷洒石灰水将Cl和SO2转化为CaCl和CaCO3，为了沉淀转化好的杂质，还应该建设一个小型的沉淀池，用于回收已不具备腐蚀性的杂质。
2.喷涂耐材法。这种方法的成本相对较高，但使用方法简单，即高炉除尘器至布袋除尘器之间的一段管道，在管道内壁喷涂一层厚度在50mm左右的耐腐蚀材料，由此避免废水对煤气管道的腐蚀。
三、高炉喷煤进料技术优化
1.配吹粒煤技术
相对于我国传统高炉炼钢行业使用的粉煤技术而言，高炉炼钢粒煤喷吹技术在国外发达国家已经大规模推广应用。大量的相关成功案例证明，高炉炼钢粒煤技术的安全系数更高，不易出现爆炸隐患，制造技术难度系数较小，制造设备成本较粉煤更低。与此同时，粒煤技术的出现，也给那些中小型炼钢企业带来了新选择，并且更加值得国内推广。
2.化石燃料配方改良
煤炭作为当前高炉炼铁的主要燃料，其根据种类的不同配比会产生不同的效果。本文以价格相对较低的褐煤为例，这种煤炭的煤化率较低，含水量较高，转化热值不稳定，并非大型炼钢企业的主要采购原料。但褐煤的含硫量及可塑性较好，完全能适应高炉火焰配吹的需要，所以，在高炉炼铁企业的实际生产过程中，适当性的科学改良配煤配方，完全可以在降低生产成本的同时，抵消因煤炭自身因素产生的不利影响。
3.适当性使用助燃剂
虽然我国高炉炼钢总产量较高，如高炉喷煤等工序掌握的较好，在此基础上，如何提高煤炭的燃烧效率便成为节能减排技术的最佳突破口。就当前的技术储备来看，高炉内煤炭燃烧速度是制约高炉热值的重点。本文认为，从鞍钢等国内一流炼钢企业的生产及研究经验来看，加入助燃剂可以有效降低煤炭的燃点，从而提高煤炭燃烧效率，缩短高炉冶炼成品的工作时间。
四、更新高炉废气处理设备
在我国高炉废气处理的问题上，基本上都使用干法和湿法两种工艺。其中湿法废气处理在炼铁界逐渐被淘汰，原因无非有两种，其一是水洗设备基本全靠进口，不仅引进设备较为昂贵，运行和维护管理成本也较高，耐用性也相对较差，在设备使用中很容易出现堵塞等问题；其二是水洗旋流塔的磨损性较高，并且重力除尘技术较为耗时，并且工作效率不高。而近年来我国除尘设备发展大有起色，特别是国内自主研发的螺旋筒式旋风除尘工艺设备，迄今为止国内高炉炼钢企业已经投放使用数十台，与以往进口的旋风和重力除尘器相比，旋流除尘器的工作效率、使用寿命及制造成本具有大幅度的提升，这不仅能提高高炉炼铁产量，还能有效地节省资金成本。
五、生物质和环保燃料技术优化
与传统的煤炭和焦煤燃料相比，生物质、木炭、可降解塑料等新型燃料显然更具有环保功效，通过研究国外关于新型高炉炼钢燃料技术文献资料发现，生物质不同于生活中的一般物质，而是动植物或微生物经过新产代谢产生的有机物，俗称“废物”，这种有机物不仅能进行热解行为，还能在碳化的过程中减少二氧化碳的排放。反观木炭和可降解塑料，在某些炼钢工艺中比焦煤的优势更大，正因为释放温度比煤炭较低，便可以有效控制二氧化碳的排放量，进而提高矿石原料的还原能力。
六、铁焦燃料技术创新
目前，关于铁焦取代煤焦的高炉炼铁技术在日本炼铁界较为盛行，其主要原理是用价格较低的非粘结煤或普通粘结煤与大量的铁矿石粉高度混合，再用机器设备挤压成煤块状，将其放进炉内高温加热后，采取干馏的加工方式得到30%铁和70%焦的铁焦燃料。经过日本高炉炼钢企业实验证明，将原有煤炭燃料的30%替换成铁焦，不仅能提高相应的燃烧速率，在节约大量焦煤的前提下，高炉所冶炼出的成品与原始技术相差无几。但这种技术目前在我国使用情况较少，不少燃料配置技术还需要进一步的研究。
结语
在传统化石能源日益枯竭的当今时代，国内高炉炼铁行业及钢铁市场遇到了前所未有的困境，其主要表现为钢铁产能过剩、企业生产成本增加、产品出口竞争力下降。在政府号召的节能减排发展观念的要求下，炼钢技术创新及改革转型成为当下最紧要的问题，它既是炼铁企业必须经历的阶段，也需要企业在优化设备技术的同时，还要注意研发炼钢、燃料等节能减排新技术，达到提高企业经营水平和减轻投资压力的目的，进而增加企业竟争力，改善资源利用效率，促使高炉炼铁企业在竞争激烈的市场中走出可持续发展道路。
参考文献：
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