中国高炉炼铁的现状及存在的问题探讨

窦碧波

（酒钢集团榆中钢铁有限公司，甘肃 兰州 730104）

钢铁工业技术创新发展受21世纪环保推动因素影响，需在技术方面创新与改革。基于此条件下，我国工业领域也在此方面加大人力、物力、财力等投资力度，目的是能在此领域技术提升阶段、创新发展阶段等解决基础难题，以此为核心，重点解决高炉炼铁环节中的污染问题、能耗问题等，可保证高炉炼铁技术发展有新的突破，利用技术手段改变高炉炼铁发展局面，促进中国高炉炼铁向自动化、智能化方向发展，为我国经济水平提升做出巨大贡献。

1 中国高炉炼铁发展现状

1.1 管控力度加强

结合当前中国高炉炼铁发展现状分析，不单单是我国政府及相关部门对该领域革新发展给予大力支持，而且钢铁企业、工业领域也充分意识到自身稳定反正的影响性，在发展中把更多在重心放在高炉炼铁创新发展方面，加大对其整体的管控力度，并在高炉炼铁热风温度提升方面有显著效果[1]。基于此条件下，能合理管控高炉炼铁加工环节中的炼铁焦比，影响能源消耗量，解决生态环境污染等相关问题。

例如：经相关部门的实际调查与分析，针对所记录的信息数据了解到高炉热风温度的增强。在高炉炼铁热风温度在950℃～1050℃时，温度变化影响炼铁焦比，每提高100℃就可降低约15kg/t炼铁焦比；当高炉炼铁热风温度在1050℃～1150℃时，每提高100℃就可降低约10kg/t炼铁焦比。充分说明高炉热风温度提高是降低炼铁焦比重要手段之一。

从钢铁企业发展角度分析，企业自身会拥有大量高炉煤气，高炉热风温度提高而降低炼铁焦比，影响高炉企业能源消耗与使用情况，也使热风成为高炉企业炼铁环节中重要及廉价的能源，有效降低高炉企业炼铁成本，创造更大的经济效益。

1.2 高炉大型化发展

当前，中国已经自主研发众多现代化大型高炉设备，并在高炉企业炼铁环节中广泛应用，已经初步完成高炉大型化发展工作。而在后续发展阶段，只需注重基础条件的充足性，由专业化研究队伍结合实况全面性探究，具备较强的创新意识与能力，能深度探究高炉企业炼铁发展实况，无论是在技术手段的应用，还是相关措施的优化等，均能为我国高炉大型化发展起到良好的促进作用。

例如：在2000年中国迎来第一批大型高炉，以“首钢京唐5500m3高炉”为代表，在国内高炉企业炼铁环节中相继使用。经历史开端的科学处理，大批量大型高炉设备扩大应用范围，并在国内高炉企业中占有重要地位。截止目前为止，国内4000m3级以上的大型高炉远远超过预期目标，并使中国中国高炉炼铁大型化发展，提高高炉装备技术水平与性能，各项指标共同发展。

1.3 改善炉料结构

中国高炉炼铁发展影响高炉企业综合效益，随着各领域需求量的增加，出现了国内铁矿石资源储量不足情况，还需在炼铁环节中全面性分析，能结合创新发展过程中所出现的各项问题，有相应的解决措施，在初期发展阶段还需依靠国内、国外两种铁矿石资源[2]。

例如：在过去几年的发展中，中国高炉炼铁发展依据进口铁矿石、国内铁矿石，产量持续性增加，整体投资成本加大，随着其价格的增加，也使我国工业领域充分意识到“创新”的重要性，在此方面中国高炉企业加大新技术、新设备的应用力度，在研发中逐渐优化炉料结构，使我国高炉炉料质量有了进一步的改善。

1.4 提高操作水平

受新技术、新设备等因素影响，使中国高炉炼铁发展在创新过程中越来越重视技术经济指标的对比与深度分析，能了解新高炉的建成投产，最主要的影响因素是“高炉操作”，需在此方面进行相应的改善，以“大型化”发展为创新目标，无论是技术手段还是操作水平，均有显著的变化。

例如：在大型高炉创造阶段就应用了现代化装备，主要包括喷煤系统、无料钟炉顶、槽下筛分、高温热风炉、高压炉顶等，在运行中工作人员对相关信息数据的记录，结合具体信息数据对比分析，可全面性地掌握中国钢铁企业炼铁技术经济指标的变化。

主要信息数据包括：利用系数3.017/t·m-3·d-1、焦比423/kg·t-1、喷煤比131/kg·t-1、燃料比527/kg·t-1、入炉矿品位61.07/%、熟料比94.28/%、高炉风温1100/℃。

2 中国高炉炼铁发展问题

2.1 自然资源短缺

当前，中国高炉炼铁发展瓶颈问题是自然资源短缺，分析中国高炉炼铁生产主要应用国内资源、进口资源，但因发展环节中的高炉设备、高炉炼铁能源效率等无法满足预期要求，则会增加能源消耗量，实际效益与预期标准存在巨大差距。同时，会增加能源应用成本，而我国相关部门忽视对自然能源的生产，往往会把更多的财力、物力、人力等放在生产量提升方面，因生产资源的缺乏，使整体效果无法保证。

2.2 生态环境污染较严重

因钢铁在生产环节中所包括的程序较多，不同生产环节中均会消耗能源，而往往因设备性能、功能等待提升，导致生产环节中所产生的污染物质类别较多、污染量较大，对生态环境造成严重污染。如果对此情况没有及时地解决，会使固体污染物、气体污染物、其他污染物等影响地质、水质、空气质量等，无法满足群众日常生活、生产需求[3]。当然，也有部分企业对生态环境污染问题引起重视，并采取相关措施合理化解决，但实际效果依然与预期存在较大从差距，需在此方面及时解决。

2.3 设备结构传统化

虽然当前中国钢铁企业已经引进与应用大型化高炉，但无法保证大型化高炉覆盖面，也会在大型化高炉应用环节中出现问题，因企业内部不具备专业化工作人员，使基础条件方面出现问题，无法对大型化高炉创新、探究等，人员思想意识与工作模式依然受传统化模式紧固，把新技术、新设备等“拒之门外”。其中，在大型化高炉内部结构优化与创新设计阶段就出现了问题，所应用的大型化高炉结构缺乏合理性，影响钢铁生产量及品质。中国大型化高炉结构重组，不单单是会因技术问题发生而产生不利影响，而且还会对各方面的经济效益提升造成阻碍，大型化高炉结构调整属于一项持久性工程，部分企业因在短期内未得到高标准的结果，会在发展中期放弃，浪费大量的人力、物力、财力，增加创新工作难度。

3 中国高炉炼铁稳定发展策略

3.1 加大科学技术应用力度，促进中国高炉炼铁自动化发展

结合中国高炉炼铁发展现状分析，建议在各项问题方面均能细化探究与处理，企业及工作人员对新技术应用引起重视，以“自动化”发展为核心，通过各项技术的准确应用，研发“可视型”自动化高炉，以高精度传感技术、数据处理技术、智能化检测技术等为核心技术，对高炉工艺流程完善，在生产环节中就可在线检测设备运行实况，可第一时间发展问题、解决问题，避免影响整体运行稳定性与安全性[4]。

此外，还能降低工作人员生产难度，只需在生产环节中借助各项技术，分析检测信息数据，就能直观化地掌握密闭高炉运行状态，在生产环节也可应用各项技术，完成高炉炼铁生产编制系统，突出大型化高炉“自动化”、“可视化”特点，降低大型化高炉生产故障率。

当然，在部分企业中也应用着“生态型”自动化高炉，与传统高炉相比较，“生态型”自动化高炉最明显的变化是高炉内部反应强度提高，可有效解决生态环境污染问题，在生产环节中对岁产生的污染物（如：CO2、粉尘、硫化物、CO等）科学化处理，一边生产一边处理污染物，避免不达标的污染物直接排放而影响地质、水质等，实现生态高炉发展目标，在科学技术的影响下，提升高炉炼铁技术水平与控制机能，高效率优化高炉炼铁过程[5]。

例如：针对4000m3以上高炉生产技术指标分析（20座），利用系数2.165t/m3.d，煤比161.66kg/t、煤粉灰分8.97%、焦炭灰分12.04%、铁料粒径21.02mm、二元碱度1.09、铁水温度1482.09℃、一级频率76.67%等。

3.2 新工艺质量管控，有效解决环境污染问题

高炉炼铁会产生众多污染物，在此领域创新发展阶段需重点解决环境污染问题，分析中国高炉属于一种“排放”CO2设备，那么在环境污染问题解决时，还需从根源上处理与管理，要控制中国高炉炼铁工艺质量，明确生态环境污染问题解决目标，能在高炉炼铁生产环节中控制碳的使用量。分析国外高炉炼铁生产中的解决措施，是以“多种全氧”为主要原料，借助炉顶完成煤气循环工艺[6]。基于此基础上，我国科研部门能借鉴与分析国外研发的新设备，能在中国高炉炼铁发展环节中应用“全氧高炉”，与传统高炉相比较，是用冷氧气替代热风，并从高炉风口鼓入，能保证炉顶的煤气均由洗涤塔处理CO2，在煤气循环使用调整热风温度，降低高炉焦比，保证燃料燃烧充分性，能减少污染物的产生量，并通过相应的防控与指标检测，从而有效解决环境污染问题。

3.3 注重技术研发与手段创新，完善高炉结构

当前，高炉企业在炼铁环节中加大大型化高炉设备应用力度，扩大影响范围，在我国政府及相关部门大力支持下，使中国大型化高炉全面发展，并成为必然的发展趋势。同时，还分析到装备水平对大型化高炉设备应用性能、功能的影响，在装备水平提升方面也有显著效果，其中就包括“长寿化技术”，对大型化高炉设备成熟发展带来积极影响。

此外，开展原燃料质量，既可满足大型化高炉设备生产要求，又能在实际生产环节中通过长寿化技术，合理优化大型化高炉设备炉型结构、控制死铁层厚度，增强炉身部位长寿控制效果等，在各项技术应用下，也需依据实况进一步地研发与创新，才可发挥出实际作用与价值，从而对我国现代化社会稳定发展起到推动作用。

4 结语

结合上述内容对中国高炉炼铁发展现状分析，可了解到我国当前高炉炼铁发展优势，管控力度加强、高炉大型化发展、改善炉料结构、提高操作水平等等，均能对我国现代化社会发展提供有利条件。但是，在实际发展环节中还是易受各项因素影响而引发具体问题，需工业领域详细探究，并加大科学技术应用力度，促进中国高炉炼铁自动化发展，注重新工艺质量管控，有效解决环境污染问题，分析技术研发与手段创新，完善高炉结构，均能保证中国高炉炼铁自动化、可视化发展。