关于高炉炼铁工艺节能减排技术分析

1期

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关于高炉炼铁工艺节能减排技术分析

庞师艳

（山东省山东钢铁莱芜分公司炼铁厂，山东莱芜271100）

摘

要：我国经济发展与社会发展的过程中，钢铁行业在其中起到了非常大的作用，钢铁行业很大程度上促进

了我国经济与社会的进步。但是钢铁行业的发展对于我国的环境造成了不小的影响。钢铁在炼制过程中会造成严重的污染，有调查资料显示，我国能量消耗方面，其中钢铁消耗占六分之一。为了推动我国进入可持续发展阶段，改善高炉炼铁工艺，促进节能减排是非常有必要的。关键词：高炉炼铁；节能减排；环境污染；可持续发展

作者简介：庞师艳（1983-），男，安徽砀山人，大学本科，工程师，研究方向：高炉炼铁。

近年来，全球环境污染问题越发严重，其中二氧化碳的减排是环境污染中重点问题。而钢铁工业在制造生产过程中，所排放的二氧化碳在全球占总排放量的7％，在全球工业中二氧化碳的总排放量占15％。因此，现今钢铁工业面临着巨大的减排压力。有研究显示，高炉炼铁产量在全球产量中占94％。而高炉炼铁过程中的二氧化碳排放与能耗占整个钢铁生产制造流程中的80％及以上，根据本国国情，制定相应的改善措施，开发出了一些新型的高炉炼铁节能减排技术。文章简单阐述分析了高炉炼铁工艺的节能减排技术。

1烧结环保技术

1.1烧结烟气

烧结烟气温度比较低、排气量大、污染物多且成分较为复杂，也是钢铁工业烟气治理的重点与难点。近年来，我国不断加大环保压力，不断升级环保要求。在这个背景下，钢铁工业的烟气治理问题面临非常大的压力。欧洲各大国家对于本国所有的烧结厂都做出了相关要求，要求烧结厂能够严格控制粉尘、氯化物、氟化物、NOx 、SO 3、CO 等排放。相关先进技术分别有：（1）MEEP （移动电极电除尘技术）与干法除尘技术：这两种技术都能够净化烧结烟气，在进行净化处理之后，烟气中的二噁英含量会从原本的1.9ng/m 3下降到0.4ng/m 3。（2）烟气循环烧结技术（如EPOSINT 技术），在烧结厂应用后，能有效减少污染物产生。烟气循环技术主要能够减少燃料的消耗量与烟气生成量。部分烟气在进行循环后，料层的上下部温差会减小，有助于烧结厂改善烧结矿的质量，并且能够减少能耗。有试验显示，在应用EPOSINT 技术后，烧结厂的废弃排放量能够减少45％，

而燃料的消耗量也能够减少5kg/t 。1.2超级烧结技术

超级烧结技术是日本JFE 钢铁公司所开发出来的新型技术，主要是从烧结机的上方部位向烧结材料的表面喷吹天然气，然后达到减少燃料消耗，提升烧结矿质量的效果。在烧结点火之后，向烧结材料表面喷吹天然气可以将烧结的温度提高到1200~1400℃。再者，天然气与焦粉的燃点是不同的，使用天然气喷吹，烧结的最高温度不会太高，但是石灰与矿石的液相比、同化反应却能够增大，能够加速气孔融合，从而提高烧结矿的强度。应用天然气喷吹后，孔径在5mm 以上的气孔数量会在短时间内迅速增多，从而改善烧结材料层的透气性。而未熔料中会残留很多孔径在1μm 以下的微孔，从而改善烧结矿的还原性。有统计资料显示，日本JFE 钢铁公司在应用超级烧结技术之后，每年能够减少CO 2排放6万t 以上。近年来，在各大烧结厂应用的超级烧结技术有：（1）混合喷吹，氧气、天然气同时喷吹技术，在烧结厂应用后，氧气的浓度能够从21％提升到27％，而天然气的浓度则能够达到0.4％。而且在进行相关试验后显示，混合喷吹能够提高烧结矿的转鼓强度，减少氧化钙的添加剂量，能够减少还原剂的使用量。（2）在烧结料表面喷吹焦炉煤气，能够提升烧结矿的质量，能够减少固体燃料的消耗。在进行相关试验后，结果表明，烧结矿转鼓强度与粒度有所增加，烧结矿的还原性有所改善，CO 2排放明显减少，固体燃料的消耗明显降低。（3）液密封环冷机技术，应用该技术，能够将烧结厂的漏风率从35％降到5％以下，

基本上能够消除粉尘外溢的现象，能够从根本上改善烧结厂的现场环境。（4）活性炭烟气净化技术，应用该技术，能够实现多种污染物的综合净化处第39卷第1期2019年2月

Vol.39No.1

February 2019

冶金与材料

M etallurgy and materials

第1期

（上接第105页）理，能够有效降低烧结过程中所排放烟气中污染物的浓度。试验结果显示，应用该技术，排放烟气中二噁英含量能够脱80％以上。

2低碳高炉炼铁新技术

2.1喷吹天然气与煤粉的技术

在20世纪的60年代，北美发达国家在高炉炼铁过程中开始喷吹天然气。但是，这些年来，页岩气技术发展飞快，天然气的价格大幅度降低，因此在高炉炼铁过程中实施天然气喷吹显著增加。在2011年之后，北美国家每年喷吹天然气的量在60kg/tHM 左右浮动。试验表明，在高炉炼铁过程中喷吹天然气能够有效改善炉内的被反应动力学条件，能够有效降低炉内热波动，从而提高高炉炼铁的稳定性以及能量充分利用率。

2.2超低二氧化碳排放高炉炼铁技术

超低二氧化碳排放高炉炼铁技术是先进西欧大部分钢铁工业所应用的一种新型技术，超低二氧化碳排放高炉炼铁技术的开放主要是为了突破以往的

炼铁工艺，从而实现炼制一吨铁，二氧化碳的减排能够达到50％的目标。该技术在研究过程中，不仅要求评估高炉炼铁的基础工艺，制定该目标的可行性，还要求开展该研究具有商业价值。在开展超低二氧化碳排放高炉炼铁技术研究项目后，最终确定将ULCOS-BF、ULCORED、ULCOWIN、HISARNA这四种技术作为突破性技术。

3结语

随着我国环保压力的加强，钢铁工业进行相应的环保改革是必然的，高炉炼铁节能减排也成为了现今社会的热点问题与重点问题，各个国家都积极的研发相关技术，积极的应用各种具有低碳化、绿色化特征的新技术，从而实现高强度的节能减排。

参考文献

［1］孙敏敏，宁晓钧，张建良，等.炼铁系统节能减排技术的现状和发展［J］.中国冶金，2018，28（3）：1-8.

［2］刘洪江.论铁矿石选矿技术进步对炼铁节能减排增效的重要意义［J］.低碳世界，2016，（36）：108-109.

全范围之内，另外还需要判断是否与中频电炉安全数据指标相符。

1.6中频电炉炉体、水、电、机械的安全检查

相关操作人员一定要对炉体机械水电的安全检查进行重视，熟悉工作流程，在电路控制室当中，需要了解各个旋钮的操作方式和注意要点，另外需要了解电压、水温、水压等相关安全数据，对中频电炉启停的操作方式进行熟练掌握，不管如体炉衬还是水路管线都会出现热胀冷缩的问题，如果无法合理进行处理，可能会产生设备故障，产生险情。

2中频电炉突发故障及应急处理

2.1铁液渗漏及处理

渗漏铁液连电击穿感应圈，炉衬烧损达到安全厚度，出现漏炉等情况，漏炉之后需要将炉体电源快速切断，并且转移炉内的铁液，需要确保炉内铁液的高度比漏点低，接着再进行相关的排险工作，如果铁液和水进行接触，可能会出现爆炸，首先需要逃生，接着断水断电，需要将附近的电源快速地切断接着打开消防水带，进行灭火和降温的处理。

2.2逆变部分故障

逆变部分故障主要是中频电流大、无电压，这种故障主要是逆变直通，需要先对逆变晶闸管进行检查，判断是否出现击穿等情况，如果出现异常，还需要及时更换，逆变晶闸管在熔炼的时候，逆变晶闸管经常会常常出现损坏，而且损坏无规律可循，分析出

现的原因主要有以下几种，晶闸管本身发热造成关断时间增长，无法快速关断而出现逆变颠覆，冷却水无法通畅而造成发热，对外部负载进行检查，判断是否出现虚节点，需要对连接螺丝进行检查，另外还需要保证电容电流的电流互感器二次侧是否出现松动等情况，如果出现似松非松的状况，需要及时进行处理，另外，主回路连接处如果出现接触不良，尤其是低压配电柜接触不良或是负载回路及主接触器接触不良，都有可能导致大电流下突然断开回路的问题。

2.3其他

水压不足、水路气化、负荷过大，导致电器出现火灾等问题也非常严重，如果出现水压不足、水路气化，需要首先关闭电源或者让中频电炉功率降低，先将铁液移出中频电炉，接着对管道压力、水泵和冷却塔的情况进行检测。

3结语

伴随当前铸造技术发展速度进一步加快，中频感应电炉的应用也越来越广泛，在管理过程中，一定要重视中频炉的维修保养工作。

参考文献

［1］胡春良.艺术铸造中频电炉的常见故障及其原因［J］.铸造工程，2017，（6）：52-55.

［2］林秀军，张磊.浅析中频感应电炉维修中的常见故障［J］.

通用机械，2017，（8）：58-59.

［3］李振涛.中频电炉的安全管理与突发故障的应急处理［J］.铸造，2016（7）：658-660.