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高炉炼铁工艺关键技术介绍
王维兴（中国金属学会 北京 100711）

钢铁工业是国民经济基础产业, 也是能源消耗大户, 约占中国总能耗16.3%, 占GDP3.2%。伴随中国工业化进程快速发展, 钢铁需求量还要增加, 随之带来能耗急剧增加, 污染物排放加剧, 产业发展与资源环境矛盾日趋尖锐。所以, 推进钢铁行业节能减排, 对加紧钢铁工业结构调整, 切实转变钢铁工业发展方法, 促进节省、 清洁和可连续发展含相关键意义。
现在, 铁矿石价值与价格发生严重扭曲, 铁矿石价格高居不下和钢材价格下跌, 使钢铁企业微利或亏损。这种态势将会维持较长时间。为此, 企业要加紧技术改造、 产品升级、 结构调整, 进行精细化管理, 用系统工程（技术、 经济、 管理向结合, 统筹计划等）, 科学地、 可连续地发展企业。
炼铁系统能耗、 污染物排放、 生产成本约占钢铁联合企业70%。所以, 炼铁系统要完成钢铁企业节能减排, 降低生产成本重担。高炉能耗占钢铁企业总能耗近50%。高炉炼铁所需能源78%是由碳素（焦炭和煤粉=燃料比）燃烧提供, 热风提供19%能量, 炉料化学反应热占3%。所以, 降低燃料比是炼铁节能减排、 降低生产成本主攻方向。
高炉炼铁是以精料为基础。精料水平对炼铁指标影响率在70%, 高炉操作占10%, 企业管理占10%, 设备运行状态占5%, 外界原因占5%。目前, 铁矿石品位下降是中国外大趋势, 适度使用低品位矿; 我们应在“稳”、 “均”、 “少”、 “好”等方面下功夫。
炼铁系统关键生产技术介绍:
1. 烧结、 球团工序
低质矿预处理、 预混合和强力混合技术、 烧结机厚料层、 防漏风、 余热回收利用和高效低成本烟气净化技术。烧结机大型化、 现代化集成技术。
（1）加紧推广关键技术
1）原料综合技术经济评价技术(采购、 物流、 贮运和钢铁冶炼最终效益)和管理技术;
2）原、 燃、 辅料高效加工(破碎、 细磨、 干燥、 再细磨)技术;
3）高精度及微量正确自动称量配料设备及技术;
4）高效强力混合、 高效强化造球和大型圆盘造球机高效強化造球、 生球筛分、 破碎技术;
5）高配比褐铁矿、 高铁、 低硅烧结技术;
6）提升烧结烟气和冷却废气余热发电效率。
7）成熟、 优异、 经济烧结烟气综合治理技术（脱硫、 脱硝、 除二噁英、 除尘等）。
（2）需主动探索、 研发、 加紧烧结工程化关键技术
1）新型低漏风率、 长寿命、 高质量和高效节能型大型烧结机、 带式焙烧机、 链箅机-回转窑氧化球团成套设备设计和制造技术;
2）新型烧结机偏析布料、 双层布料铺料、 液压调速梭式和摆头布料、 改善料层透气性技术;
3）厚料层烧结(＞800mm)和高球层焙烧技术; 低能耗点火、 低水、 低碳、 低风量烧结工艺技术;
4）降低烟气排放量热废气返回循环利用烧结新工艺技术, 烧结废气脱硫脱硝(NOx、 二恶英)、 余热发电一体化烧结技术;
5）优异烧结矿整粒、 分级技术;
6）可大幅度降低烧结燃耗、 提升烧结矿产质量新型添加剂、 催化助燃剂技术;
7）球团升温-焙烧-冷却热工工艺(物料平衡、 热平衡和风流图)数学模型和控制技术;
8）最低原、 燃料消耗路径烧结球团过程“物质流”、 “能量流”分析技术;
9）造球混合原料水分、 粒径、 球团生产过程工艺参数在线测定和自动调整; 烧结、 球团生产终点正确控制、 模糊控制技术和智能化操作管理教授系统等优异自动化技术;
10）赤铁矿、 褐铁矿、 菱铁矿球团、 熔剂性球团、 低膨胀和低还原粉化球团矿生产技术;
11）还原性烧结矿、 复合烧结等新烧结法生产技术。
2 炼焦关键技术
（1）加紧推广关键技术
1）6.25米大型捣固炼焦技术
2）7米大型顶装焦炉工艺和装备技术
3）采取高温高压锅炉CDQ技术
4）煤调湿和型煤炼焦技术
5）焦炉煤气高附加值资源化利用技术
6）废气循环与多段加热相结合、 降低NOx排放焦炉加热组合燃烧技术。
（2）主动探索、 研发、 加紧焦炉工程化关键技术
1）低NOX排放焦炉加热燃烧技术
2）特大型现代化焦炉（炭化室高8m）设计和装备制造技术
3）焦炉荒煤气上升管余热回收技术
4）多用弱粘结煤生产高强度焦炭技术
5）配加废塑料炼焦技术
6）关注和立刻调研日本SCOPE21、 美国CASP等国际新型炼焦技术
3 高炉炼铁关键技术
（1） 加紧推广关键技术
1）针对不一样容积高炉, 合理高球团比、 低块矿比及深入提升入炉铁品位低成本精料技术;
2）适应大喷煤量强化冶炼8%-15%高富氧鼓风技术;
3）高风温、 高富氧率、 大喷煤量条件下低焦比, 高炉长寿、 稳定顺行冶炼操作技术;
4）高流动性、 高硫容量渣系低硅生铁冶炼技术;
5）≥5000m3特大型高炉高效、 低耗、 长寿、 稳定生产操作工艺技术;
6）高炉寿命≥冷却器、 耐火材料使用、 维护及快速修复综合技术;
7）高炉操作智能教授系统软件平台及相关信息在线监测预报技术;
8）高炉煤气干式除尘、 余热回收、 发电量≥40kWh/t铁TRT压差发电技术;
9）大型高炉炉型（炉腹角、 高径比、 薄炉衬、 深炉缸等方面合理性）合理优化技术。
10）科学调剂炉况, 优化布料, 高煤气利用率（>50%）, 低燃料比技术。
（2）需主动探索、 研发、 加紧高炉炼铁工程化关键技术
1）≥1280℃高风温热风炉技术;
2）≥0.28MPa高压炉顶设备和生产操作技术;
3）高炉煤气脱除CO2和循环利用技术;
4）≥1350℃高风温, 富氧10%-20%并加热、 喷煤≥230kg/t、 焦比≤260kg/t、 生产率≥3.0t/m3.d大型高炉低能耗高效生产技术;
5）大型高炉一代炉役≥22年（或单位容积产铁1.5万t）综合技术;
6）每5秒钟更新一次、 类似多层CT高炉炉缸耐材侵蚀及炉内温度和压力分布曲线实时在线监视技术;
7）喷吹焦炉煤气量≥100m3/吨铁, 煤比≥120kg/吨铁低炭冶炼技术;
8）高炉煤气深度净化系统技术（≥4000Nm3/h, 硫、 砷和氯等杂质含量≤1ppm, 金属氧化物粉尘含量≤5mg/Nm3）;
9）高炉煤气资源化利用制甲醇技术（规模≥1000t/a, 总碳单程转化率≥25%, 综合转化率≥50%, 正常运行≥h）;
10）焦炭、 烧结矿、 球团矿炉料及炉渣显热高效回收利用及≤400℃中低温烟气、 低压蒸汽低能余热回收利用装备技术;
11）高炉处理废塑料、 废轮胎、 木屑、 可燃性粒化垃圾等社会含铁废弃物技术。