孟庆炜
（南京钢铁联合有限公司炼铁事业部，江苏 南京 210035）
摘 要：高炉炼铁企业要在市场竞争中保持优势，则必须要合理降低冶炼成本，提高企业经济效益。从目前实际情况来看，在市场资源紧张的影响下，钢铁企业也面临着巨大的成本压力。为了有效提高钢铁企业可持续发展的综合实力，则必须要采取科学有效的方法来降低企业成本，进一步优化高炉炼铁生产流程，从而对企业管理框架进行调整。文章将针对高炉炼铁主要生产流程进行分析，并提出降低生产成本以及优化技术操作的有效措施。
关键词：高炉炼铁；钢铁企业；降本增效；资源节约；炉料结构
从目前市场实际情况来看，原燃料价格呈现出逐渐上涨的趋势，企业之前的竞争关系越来越紧张，复杂多变的发展趋势是当前钢铁企业正在面对的重要问题。为了能够在激烈的市场竞争中保持优势，则需要钢铁企业尽最大可能来提高自身综合实力。然而在实际炼铁过程中，通过把控原燃料是降低成本投入的有效措施，钢铁企业需要以此来对管理体系进行改善，从而构建出完善的企业架构。
1 高炉炼铁主要生产流程分析
1.1 高炉炉料结构组成
从冶炼角度分析可以得知，炉料结构所面临的精度要求十分严格，通过降低高炉炼铁成本可以有效提高钢铁企业生产各项经济指标，降低高炉炼铁成本支出。在炉料结构方案具体实施过程中，具体包括三方面内容：低渣比、热态指标以及冶金能力［1］。 从国际发展形势来看，我国炉料结构需要结合自身的条件来掌握正确的战略决策。在此期间，一是要采购质量较好的铁矿石，保证入炉料的质量。并且通过系统分析可以得知，该方法具有较强的科学性，在我国大多数钢铁生产企业中得到了广泛应用。二是通过劣质矿，再配合原燃料应用技术，减少炉料质量不佳所造成的影响。
1.2 高炉燃料
焦炭与喷吹煤粉是高炉炼铁中的常用燃料。其中焦炭是降低资源消耗和维持高炉稳定运行的关键。焦炭在高炉中主要两种作用，分别是骨架作用和还原剂作用［2］。一般在大型高炉炼铁对焦炭的冷热态性能要求较为严格，因为焦炭是决定高炉炼铁能够高效率完成的重要条件。而煤粉也可以取代焦炭充当加热机，因此对煤粉固定碳的含量要求十分严格。同时还要具备较高的可磨性指数，以此来保证喷煤置换比，减少有害元素介入。
1.3 高炉生产操作
随着高炉炼铁技术的不断发展，高炉操作技术面临着全新的挑战。其中，突出表现在以下几个方面：首先，高炉炼铁指标优化是相关企业工作人员不变的任务。不仅要确保高炉顺行，还要打消求稳怕乱的思想观念，充分思考减少资源消耗的有效途径。其次，随着高炉系统自动化和信息化不断发展，如何建立高效的管理系统是需要重点解决的问题。对此需要充分了解高炉系统的作用，将自动化和标准化作为主要目标，对其过程进行合理控制。此外，专家系统推广运行的关键就是人的应用与完善。最后，在劣质原燃料使用技术开发过程中，需要始终遵循精料方针。
2 降低高炉炼铁成本的有效措施
2.1 降低原燃料采购成本
要想有效控制高炉炼铁成本投入，就要重点关注原燃料采购环节。在此基础上钢铁企业要建立起完善的采购系统。通过市场调研与严格筛选，根据实际情况来采购原料，确保整个过程的流畅性，减少各种不合理的行为，降低加工环节对钢铁企业所造成的资本消耗影响，使采购模式能够得到合理优化。除此之外，钢铁企业还需要将重点放在信息整合与搜集上，从不同角度来了解原料采购数据，选择可靠稳定的供应商，通过合理的定价来获取所需要的原料。针对一些长期合作且数额较高的商家，还必须要提前完成质量控制环节，确保所有原料都能够符合实际生产要求。钢铁生产企业相关技术人员还要为供应商提供合理建议，有效减少质量问题的出现，使钢铁企业高炉炼铁技术能够与实际原燃料相符合，最终减少成本支出。
2.2 完善高炉炉料结构
在高炉炼铁成本投入期间，原燃料投入成本占据比例较大。所以钢铁企业要想实现低成本且质量较高的生产目标，就必须要对炉料结构进行深入研究，对其进行持续改善［3］。伴随着高炉炼铁化学组成的不断变化，钢铁企业需要结合实际生产需求，来挑选最合理的炉料结构，通过精准计算来分析最终结果，从而制定出满足高炉炼铁实际生产需求的方案，真正意义上实现成本控制，保证高炉炼铁环节的实效性，在投入较低成本的基础上完成生产任务。
2.3 加强技术创新
在高炉炼铁生产过程中，技术创新十分关键，技术创新的基础就是理念创新和管理创新，通过技术创新可以最大限度地降低生产成本，面对当前钢铁市场竞争日益激烈的环境，钢铁生产企业需要重点研究新型技术，遵循科学规律来应对压力。在此过程中技术创新所要攻克的主要难题有：
（1）低品位、高 Al2O3 劣质铁矿原料处理技术攻关。
（2）以降低资源消耗为主的高炉炼铁工艺技术攻关。
（3）提高烧结质量工艺技术攻关。
此外，结合钢铁企业现有的组织模式和技术水平，通过分析钢铁企业市场发展形势来掌握原燃料应用水准。同时也可以在高炉炼铁实际生产期间来加强原燃料应用水准，减少劣质原燃料出现的情况出现。
2.4 加强质量监督管理
首先，对原燃料质量需要进行严格把控，划分供应商所售卖的原燃料进行管理，使原燃料能够满足实际生产标准，避免最终的炼铁结果受原料质量影响。其次，对炉内操作流程进行规范。在此期间钢铁企业需要结合不同类型高炉炼铁的特点，构建出与之相符合的操作制度，通过标准化管理体系，将责任落实到各个工作岗位和工作人员之上，原燃料在炉内所发生的变化也需要相关工作人员仔细观察，并对后续工作步骤进行调整，避免危险事故的发生。
最后，因为不同高炉需要根据不同的冶炼程度来调整自身冷却程度。实时测定冷却水温度差与热电偶变化情况，以此来减少冷却水的投入，保证高炉炼铁过程能够更加可靠。
2.5 选择合适的燃料和设计工艺
通常情况下，如果铁矿中的铁品味较高且含粉量较少，那么其消耗的能量就会越少。对此烧结工序要将提升烧结矿品味、质量为主，为高炉炼铁提供更高质量的服务，在操作方面要选择稳定性较强的水和炭进行控制，尽可能地减少生产期间的波动，提高整体烧结质量。在烧结期间，不能盲目提高烧结矿产量，而是要全面提升高炉料的透气性，使煤气的分布和利用变得更加合理，对槽下的筛型进行改变，通过筛分整粒来进行系统改造，使其能够从单层筛发展为多层筛，从而针对不同的炉料来采取合适的筛网。而为了能够提高筛分整粒的整体效果，创造出良好的条件。在处理焦炭质量方面，炼铁厂还要从控制焦炭质量方面入手，加大原燃料的把控力度，从源头上来避免出现不满足质量要求的产品，只要发现焦炭含粉量较高或者粒度不足的情况，那么就要严格去除。此外，如果发现有验收人员把关不严的行为，也要对其进行严格的处罚。在炉内操作方面还要结合不同炉具的实际特点，构建合适的操作制度，利用标准化管理体系将责任分配给每名员工，从而能够确保各班工作人员能够严格监测原料在高炉内所发生的变化，并对下一工作步骤进行合理调节，杜绝危险事故的发生。针对日常事故问题，还要针对性地设计检查方案，对高炉炼铁过程涉及到的每个环节故障问题进行有效解决，从而能够保证检修项目的最终质量，维持高炉炼铁的正常运行状态。
3 强化高炉炼铁工序的技术优化操作
3.1 科学回收各工序的余热余能
在焦化工序方面，可以选择焦炉上升管余热回收技术。与常规直接汽化冷却焦炉上升管余热回收技术不同，该技术具有良好的上升管内荒煤气温显热资源优点，将导热油作为换热媒介，随后再应用独创的上升管余热回收装置恒壁温控制技术，在此期间，上升管内壁温度可以控制在 500℃以上，最大限度地解决了上升管荒煤气余热回收过程所存在的干烧、泄漏以及挂焦油等问题，使高炉炼铁的工艺生产更加安全，余热资源也可以被充分回收利用。在此技术系统中，主要设备有上升管换热器、导热油蒸发器以、储油槽、给水泵、钢支架、进出水管以及电子设备仪器等等。
此外，应用此技术的主体优势就在于，它能够将导热油作为主要传热媒介，所选择的导热油在操作过程中最高温度可达 340℃，导热油再经过上升管取热装置吸热升温之后，会传送到导热油过热器当中，并与水汽系统进行换热，经过降温处理之后的导热油通过强制循环泵装置可以回到上升管中进行二次吸热，进而形成封闭的循环流程。与常规汽化冷却式上升管余热回收技术相比，恒定温焦炉上升管煤气余热回收技术具有降耗的安全性，蒸汽品质方面也占据很大优势。
在高炉炼铁过程中，焦炭的出炉温度通常都在1000℃以上，其所存储的热量也占据整体消耗热量的50%。所以一般会选择湿法熄焦的方式来降低焦炭的显热热量。但是此方法不仅会消耗大量的水，还会对周边环境造成污染。而焦炭作为高炉原料中的重要组成部分，其质量保证十分关键，其质量不仅影响着高炉炼铁工艺的顺利进行，还直接影响着高炉喷煤降焦的能力。
为了能够有效提升资产焦炭的质量，可以将湿法熄焦转化为干法熄焦，让焦炭在反应之后的强度大大提升，这样就可以对焦炭中的灰份起到很好的催化作用。而在现代炼铁工艺中使用干熄法，就是利用惰性气体熄灭焦炭的显热，在此基础上对惰性气体加热，从而在节约用水的同时，避免对周边环境造成污染，有效改善焦炭的质量。除此之外，还可以利用回收热风炉烟气余热的方法，来助燃煤气和空气，这样不仅可以回收烟气中的多余热量，同时还能够弥补煤气热值较低时的缺陷问题，从而提高高炉炼铁过程中的风温。
3.2 控制动力消耗
电力在炼铁厂的高炉炼铁中，能源消耗所占比重较大，尤其是炼铁的烧结工序，电力消耗的费用比固体燃料消耗的费用更高。首先，在节电方面，可以通过电机改变频，合理应用“峰、谷、平”政策，对错峰用电进行组织完善。其次，在节水方面，要将高炉炼铁厂地下管线改变为明管，仔细排查渗漏情况，在此基础上，所有用水设备都要实现闭路循环，从根本上减少直排浪费情况。在雨水较多的地区可以建立起雨水回收池，以此来作为消防水的补充水资源。最后，在节气方案，需要做好跑气、漏气、冒气处理，根据高炉炼铁厂的实际需求来调整生产工艺。例如，可以在节气方面，通过压缩空气来对热风炉换炉过程进行充压，避免传统冷风充压所带来的的不利影响。压缩空气充压的优势在于，它可以有效避免相对减风过程，提升高炉炼铁的稳定性，科学处理特殊炉况。
3.3 高炉工艺新技术
高炉炼铁生产需要一些指定条件，而在此过程中，提高喷煤比技术是一种新型工艺技术类型，在此期间需要一些关键技术支持。首先是要保证炉缸热量充沛技术。在日常高炉炼铁过程中，生产期间需炉缸内保持充足的热量，确保铁矿石能更好地还原，使渣铁流动性更好。其次，要确保煤粉喷进风口吸收足够的热量。必须要确保煤粉被充分加热，随后就是进行挥发燃烧和碳素燃烧。最后，要保证煤粉的分解燃烧和固态碳表面燃烧能够更加充分。因为高炉内未被充分燃烧的煤粉会被高速运转状态的煤气递送出去，所以，除尘灰中的含碳量多少也是煤粉燃烧的重要表现之一。
4 结 语
综上所述，钢铁企业要想有效降低高炉炼铁成本，就需要保证高炉生产优质且能耗较低，结合高炉炼铁的所有流程，采取科学有效的方法来减少能源消耗，将节能消耗和降本增效工作整合起来，强化冶炼操作，从而有效提高煤气的利用效率，维持炉内冶炼过程的稳定性，最终提高钢铁企业整体经济效益和社会效益，为其可持续发展提供保障。
参考文献
［1］陈伟，武鹏飞，王宝祥，等.烧结-高炉炼铁全过程炉料结构智能优化系统［J］.烧结球团，2020,（5）：8-13+24.
［2］杨佳佳.降低高炉炼铁成本的途径探讨［J］.中国金属通报， 2020,（2）：134-135.
［3］周翔.关于低成本炼铁的探讨［J］.冶金设备，2018,（1）：53- 56.