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【摘 要】 钢铁工业是我国国民经济基础，对我国经济的发展有着巨大的促进作用。随着我国经济的快速发展，钢铁的产量和消费量呈现出快速增长的势头，均名列世界第一。但是，钢铁工业是高污染和高耗能行业，我国许多高炉已经感到当前形势的变化，并采取了相应的措施。对高炉炼铁技术发展的方向有了新的认识，为振兴炼铁工业打下了基础。
【关键词】 炼铁新技术；现状；发展趋势
一、中国炼铁工业发展现状
（一）重点钢铁企业高炉焦比不断下降
焦炭粉末多会造成高炉炉料透气性变差，压差升高，风量减少，不允许多喷吹煤粉；同时，粉末增多，也容易被高炉煤气带出炉外，造成高炉除尘灰中含碳量增加，也就造成焦炭的高炉利用率的下降，焦比升高；焦炭易粉化，会造成炉缸内焦炭粒度变小，甚至会有较多的焦末，这会造成炉缸不活跃，直接使高炉鼓的风吹不透炉缸中心，还会使炉缸中心容易堆积；一些中小高炉有过使用M10指标差的焦炭，曾出现高炉休风后，不易恢复风量，延长炉况处理时间的案例。也曾出现过某座小高炉全使用土焦炼铁，休风后，就吹不进风的现象。就是因为焦炭粉化后，炉缸内焦炭之间没有多少空隙。
（二）重点钢铁企业喷煤比得到提高
提高高炉喷煤比是炼铁系统结构优化的中心环节，是世界炼铁技术发展的主流。高炉喷吹煤粉是节约焦炭、降低炼铁成本的重要措施之一，同时可以改善钢铁工业能源结构，缓解我国主焦煤资源短缺的矛盾。多喷煤，少用焦炭，就可以少建焦炉，从而降低炼铁系统的建设投资和生产运行费用，并减少焦炉生产过程中对环境的污染，还可大大提高钢铁企业的劳动生产率和市场竞争力。
（三）重点钢铁企业热风温度不断提高
重点钢铁企业高炉热风温度是连年提高，且增幅较大，有力地促进炼铁焦比的不断降低。热风温度在950～1050℃区间时，升高100℃，可降低炼铁焦比约15kg/t；风温在1050～1150℃区间时，升高100℃，可降低炼铁焦比约10kg/t。高风温是降低焦比的有效手段。
热风温度提供的热量是由用45%高炉煤气燃烧换来的，且钢铁企业内拥有大量的高炉煤气。所以说热风是个炼铁廉价的能源，要得到充分利用。高炉炼铁所需要的热量有78%是由碳素（焦炭和煤粉）燃烧提供，有19%是由热风来提供，约3%是由炉料化学热提供。
（四）加快了高炉大型化进程
据统计，中国现有高炉均为1400多座，大于1000m3以上容积的高炉约有260多座。
我国已能自主设计、设备制造、施工、投产4000m3以上容积的现代化大型高炉。特别是2009年5月21日投产的曹妃甸5500m3高炉，采用了水冷气封并罐式无料钟炉顶设备、四座顶燃式热风炉，使用铜冷却壁等综合长寿技术，可实现高炉25年的长寿设计，煤气全干法除尘，干式TKT系统，先进的喷煤系统和出铁场合理布局，以及高标准的环保系统等64项先进的技术装备，达到国际先进水平。
要认识到，大高炉在生产成本、折旧费用、吨铁能耗、维修费用、人工成本、高炉长寿、劳动生产率等多方面比中小高炉是有较大优势。如在同等生产条件下，一般大高炉的燃料比要比中小高炉低50～80kg/t。
目前，中国炼铁工业是处于多种层次、不同结构、不同生产技术指标共同发展阶段。由于多种原因，现在大高炉的优势尚未完全发挥出来。加上一些地方的保护主义存在，致使我国淘汰落后小高炉工作进程缓慢。目前，认为小高炉利用系数高，实际是一种错觉和误导。
（五）资源紧缺和不断涨价已严重影响我国炼铁工业的发展
去年我国大量进低品位铁矿石（进口低于55%品位的铁矿石约6000万吨），造成炼铁能耗上升，污染物排放增加，进口量增加，对我国产生较大负面影响。我们应当限制60%以下品位铁矿石进口。
巨型高炉对焦炭质量的要求还是比较苛刻。所以要适度控制4000m3以上容积高炉的建设，可缓解主焦煤的短缺，也可抑制进口煤的涨价。
二、高炉炼铁技术未来的发展方向
为了应对国外矿石价格上涨的影响，同时解决矿石供应的紧张状态，应大力研究和开发国内的矿石资源。鞍钢采用自主产权开发的贫赤（磁）铁矿细磨、深磨等选矿新工艺，精矿品位提高到68%以上，炼铁生产取得了突破性进展。
（一）提高能源利用率
提高能源利用率、降低能耗是炼铁生产重中之重。2005年我国重点企业炼铁工序平均能耗为450.79kg标准煤/t，比国际先进水平高20～100kg标准煤/t。
高炉吨铁能耗消耗包括燃料、动力（风、水、汽、压缩空气）和电，燃料消耗约占82%左右，其中焦炭和煤粉占75%左右。因此，要提高能源利用率，降低能耗，必须在降低燃料比上下功夫，关键是降低入炉焦比和加大喷煤量，同时相应提高其利用率。
国际上高炉燃料比最低的国家是芬兰和瑞典，分别为439kg/t和457kg/t。2005年我国高炉平均燃料比为536kg/t（最好的是宝钢和首钢，分别达到了483kg/t和470kg/t），比国际先进水平高100～120kg/t，这是我国高炉生产与国际水平的最大差距。
入炉焦比是燃料比的重要组成部分，国际先进高炉焦比在300kg/t以下。2005年我国重点企业年平均焦比为412kg/t，宝钢焦比为282kg/t，达到世界先进水平。
提高高炉喷煤比对降焦起着直接作用。2005年我国重点企业高炉喷煤比平均为124kg/t，宝钢高炉喷煤比超过200kg/t，处于世界领先水平。但应看到，我国高炉喷煤水平尚不平衡，很多企业高炉喷煤比还处于100kg/t以下较低水平。
（二）发展循环经济
发展循环经济是钢铁生产强国不可缺少的措施。以钢铁生产企业为核心建设循环系统：可燃气体回收循环系统，从煤炭、焦炭等能源的投入到高炉、转炉、焦炉煤气的全面回收利用；工业用水循环系统，从企业补充新水到生产过程用水，回收、处理工业污水以替代新水，实现水资源重复使用；固气废弃物循环系统，从铁矿石等原料的投入到钢铁产品的生产全过程，实现固体废弃物全面回收利用。 一个1000万t/a的钢铁厂，如果将高炉、转炉、焦炉所产生的煤气全部回收，除可供装机容量为120万kW的发电厂使用外，还可向社会供气；生产过程中产生的固体废弃物除含Fe部分自己回收外，其余可满足一个年产300万t水泥厂的原料需求。
（三）安装大型、新型的设备
大型化的生产设备能提高生产效率、降低能源消耗、提高铁水生产的质量、减少环境污染等优点。据资料统计，先进的大高炉一半要比落后的小高炉燃料比节省大约45kg/t的二氧化碳排放量。落后装备不仅能耗高而且能源回收率低，在污染发生时很难处理。随着高炉设备的逐渐大型化，CO2的排放具有下降的趋势。即大型化的高炉设备有利于降低CO2的排放。更换大型化的设备虽然会增加钢铁企业的运行成本，但是如果国家对钢铁企业征收碳排放费，那么将对炼铁生产装备、运行成本等产生重要的影响。因此，钢铁企鹅也要及时研究和关注国家的对碳排放政策的变化，及时地添置大型设备，以尽早地适应变化带来的效益影响，并研究和制定减少碳排放的实施方案。
（四）发展干式除尘
我国1000m3以上（最大2660m3）高炉采用干式除尘法已取得较好的效果。莱钢1880m3高炉采用干式除尘法取得了如下效果：1煤气质量好，含尘<3mg/m3；2节能，除尘后煤气平均温度140℃，比湿法除尘高100℃，用于锅炉、热风炉加热，可节省煤气和提高风温50℃左右，并提高TRT发电量30%以上；3节水，日用水量仅为4～6m3；4节电，湿法除尘电耗为6.2kW·h/t，而干式除尘法只有0.3kW·h/t；5减少污水的产生，有利于环保。
钢铁生产中会产生大量的废渣、粉尘、气体等伴生物，可供回收利用的二次能源约达40%左右。我国在资源、能源循环及高效利用等方面与国外先进水平相比有很大差距，能源消耗比发达国家高15%～20%，因此回收余热、余能、废料工作不能放松。应做到：TRT设施应与高炉同步投产；做好钢铁厂煤气平衡工作，避免煤气放散；回收热风炉废气余热；回收粉尘用于烧结生产；炉渣经水淬后用作水泥原料，避免放干渣。
（五）减轻环境污染
染炼铁生产会产生大量的固、液、气废弃物，污染环境和人体健康。长期以来，我国钢铁企业对环境控制做了大量卓有成效的工作，而且把环保工作作为首要任务之一。宝钢、济钢、莱钢等一批企业实现了企业的尘泥、炉渣、水、煤气、余热蒸汽等污染物的闭路循环。2005年全国重点企业焦炉煤气放散率为5.26%，有35家企业实现了零排放。为了进一步控制环境污染，有的企业提出了“三同时”（同时设计、同时施工和同时生产）和“三一样”（环保设备和生产设备同样做到一样维护、一样检修和一样研究改进），为进一步减轻环境污染提供了保障。
三、结语
综上所述，随着高炉炼铁生产技术不断进步，未来高炉炼铁工艺技术将会继续占有主导地位。炼铁系统应深入开展节能降耗、降成本工作，进而提高钢铁工业的市场竞争力。
参考文献：
[1]周渝生，钱晖，张友平，李肇毅，范建峰.现有主要炼铁工艺的优缺点和研发方向[J].钢铁，2009，02：1-10.
[2]王维兴，黄洁.中国高炉炼铁技术发展评述[J].钢铁，2007，03：1-4.
[3]陈冠军.炼铁系统能耗分析及节能[J].冶金能源，2010，04：11-14.
【关键词】 炼铁新技术；现状；发展趋势
一、中国炼铁工业发展现状
（一）重点钢铁企业高炉焦比不断下降
焦炭粉末多会造成高炉炉料透气性变差，压差升高，风量减少，不允许多喷吹煤粉；同时，粉末增多，也容易被高炉煤气带出炉外，造成高炉除尘灰中含碳量增加，也就造成焦炭的高炉利用率的下降，焦比升高；焦炭易粉化，会造成炉缸内焦炭粒度变小，甚至会有较多的焦末，这会造成炉缸不活跃，直接使高炉鼓的风吹不透炉缸中心，还会使炉缸中心容易堆积；一些中小高炉有过使用M10指标差的焦炭，曾出现高炉休风后，不易恢复风量，延长炉况处理时间的案例。也曾出现过某座小高炉全使用土焦炼铁，休风后，就吹不进风的现象。就是因为焦炭粉化后，炉缸内焦炭之间没有多少空隙。
（二）重点钢铁企业喷煤比得到提高
提高高炉喷煤比是炼铁系统结构优化的中心环节，是世界炼铁技术发展的主流。高炉喷吹煤粉是节约焦炭、降低炼铁成本的重要措施之一，同时可以改善钢铁工业能源结构，缓解我国主焦煤资源短缺的矛盾。多喷煤，少用焦炭，就可以少建焦炉，从而降低炼铁系统的建设投资和生产运行费用，并减少焦炉生产过程中对环境的污染，还可大大提高钢铁企业的劳动生产率和市场竞争力。
（三）重点钢铁企业热风温度不断提高
重点钢铁企业高炉热风温度是连年提高，且增幅较大，有力地促进炼铁焦比的不断降低。热风温度在950～1050℃区间时，升高100℃，可降低炼铁焦比约15kg/t；风温在1050～1150℃区间时，升高100℃，可降低炼铁焦比约10kg/t。高风温是降低焦比的有效手段。
热风温度提供的热量是由用45%高炉煤气燃烧换来的，且钢铁企业内拥有大量的高炉煤气。所以说热风是个炼铁廉价的能源，要得到充分利用。高炉炼铁所需要的热量有78%是由碳素（焦炭和煤粉）燃烧提供，有19%是由热风来提供，约3%是由炉料化学热提供。
（四）加快了高炉大型化进程
据统计，中国现有高炉均为1400多座，大于1000m3以上容积的高炉约有260多座。
我国已能自主设计、设备制造、施工、投产4000m3以上容积的现代化大型高炉。特别是2009年5月21日投产的曹妃甸5500m3高炉，采用了水冷气封并罐式无料钟炉顶设备、四座顶燃式热风炉，使用铜冷却壁等综合长寿技术，可实现高炉25年的长寿设计，煤气全干法除尘，干式TKT系统，先进的喷煤系统和出铁场合理布局，以及高标准的环保系统等64项先进的技术装备，达到国际先进水平。
要认识到，大高炉在生产成本、折旧费用、吨铁能耗、维修费用、人工成本、高炉长寿、劳动生产率等多方面比中小高炉是有较大优势。如在同等生产条件下，一般大高炉的燃料比要比中小高炉低50～80kg/t。
目前，中国炼铁工业是处于多种层次、不同结构、不同生产技术指标共同发展阶段。由于多种原因，现在大高炉的优势尚未完全发挥出来。加上一些地方的保护主义存在，致使我国淘汰落后小高炉工作进程缓慢。目前，认为小高炉利用系数高，实际是一种错觉和误导。
（五）资源紧缺和不断涨价已严重影响我国炼铁工业的发展
去年我国大量进低品位铁矿石（进口低于55%品位的铁矿石约6000万吨），造成炼铁能耗上升，污染物排放增加，进口量增加，对我国产生较大负面影响。我们应当限制60%以下品位铁矿石进口。
巨型高炉对焦炭质量的要求还是比较苛刻。所以要适度控制4000m3以上容积高炉的建设，可缓解主焦煤的短缺，也可抑制进口煤的涨价。
二、高炉炼铁技术未来的发展方向
为了应对国外矿石价格上涨的影响，同时解决矿石供应的紧张状态，应大力研究和开发国内的矿石资源。鞍钢采用自主产权开发的贫赤（磁）铁矿细磨、深磨等选矿新工艺，精矿品位提高到68%以上，炼铁生产取得了突破性进展。
（一）提高能源利用率
提高能源利用率、降低能耗是炼铁生产重中之重。2005年我国重点企业炼铁工序平均能耗为450.79kg标准煤/t，比国际先进水平高20～100kg标准煤/t。
高炉吨铁能耗消耗包括燃料、动力（风、水、汽、压缩空气）和电，燃料消耗约占82%左右，其中焦炭和煤粉占75%左右。因此，要提高能源利用率，降低能耗，必须在降低燃料比上下功夫，关键是降低入炉焦比和加大喷煤量，同时相应提高其利用率。
国际上高炉燃料比最低的国家是芬兰和瑞典，分别为439kg/t和457kg/t。2005年我国高炉平均燃料比为536kg/t（最好的是宝钢和首钢，分别达到了483kg/t和470kg/t），比国际先进水平高100～120kg/t，这是我国高炉生产与国际水平的最大差距。
入炉焦比是燃料比的重要组成部分，国际先进高炉焦比在300kg/t以下。2005年我国重点企业年平均焦比为412kg/t，宝钢焦比为282kg/t，达到世界先进水平。
提高高炉喷煤比对降焦起着直接作用。2005年我国重点企业高炉喷煤比平均为124kg/t，宝钢高炉喷煤比超过200kg/t，处于世界领先水平。但应看到，我国高炉喷煤水平尚不平衡，很多企业高炉喷煤比还处于100kg/t以下较低水平。
（二）发展循环经济
发展循环经济是钢铁生产强国不可缺少的措施。以钢铁生产企业为核心建设循环系统：可燃气体回收循环系统，从煤炭、焦炭等能源的投入到高炉、转炉、焦炉煤气的全面回收利用；工业用水循环系统，从企业补充新水到生产过程用水，回收、处理工业污水以替代新水，实现水资源重复使用；固气废弃物循环系统，从铁矿石等原料的投入到钢铁产品的生产全过程，实现固体废弃物全面回收利用。 一个1000万t/a的钢铁厂，如果将高炉、转炉、焦炉所产生的煤气全部回收，除可供装机容量为120万kW的发电厂使用外，还可向社会供气；生产过程中产生的固体废弃物除含Fe部分自己回收外，其余可满足一个年产300万t水泥厂的原料需求。
（三）安装大型、新型的设备
大型化的生产设备能提高生产效率、降低能源消耗、提高铁水生产的质量、减少环境污染等优点。据资料统计，先进的大高炉一半要比落后的小高炉燃料比节省大约45kg/t的二氧化碳排放量。落后装备不仅能耗高而且能源回收率低，在污染发生时很难处理。随着高炉设备的逐渐大型化，CO2的排放具有下降的趋势。即大型化的高炉设备有利于降低CO2的排放。更换大型化的设备虽然会增加钢铁企业的运行成本，但是如果国家对钢铁企业征收碳排放费，那么将对炼铁生产装备、运行成本等产生重要的影响。因此，钢铁企鹅也要及时研究和关注国家的对碳排放政策的变化，及时地添置大型设备，以尽早地适应变化带来的效益影响，并研究和制定减少碳排放的实施方案。
（四）发展干式除尘
我国1000m3以上（最大2660m3）高炉采用干式除尘法已取得较好的效果。莱钢1880m3高炉采用干式除尘法取得了如下效果：1煤气质量好，含尘<3mg/m3；2节能，除尘后煤气平均温度140℃，比湿法除尘高100℃，用于锅炉、热风炉加热，可节省煤气和提高风温50℃左右，并提高TRT发电量30%以上；3节水，日用水量仅为4～6m3；4节电，湿法除尘电耗为6.2kW·h/t，而干式除尘法只有0.3kW·h/t；5减少污水的产生，有利于环保。
钢铁生产中会产生大量的废渣、粉尘、气体等伴生物，可供回收利用的二次能源约达40%左右。我国在资源、能源循环及高效利用等方面与国外先进水平相比有很大差距，能源消耗比发达国家高15%～20%，因此回收余热、余能、废料工作不能放松。应做到：TRT设施应与高炉同步投产；做好钢铁厂煤气平衡工作，避免煤气放散；回收热风炉废气余热；回收粉尘用于烧结生产；炉渣经水淬后用作水泥原料，避免放干渣。
（五）减轻环境污染
染炼铁生产会产生大量的固、液、气废弃物，污染环境和人体健康。长期以来，我国钢铁企业对环境控制做了大量卓有成效的工作，而且把环保工作作为首要任务之一。宝钢、济钢、莱钢等一批企业实现了企业的尘泥、炉渣、水、煤气、余热蒸汽等污染物的闭路循环。2005年全国重点企业焦炉煤气放散率为5.26%，有35家企业实现了零排放。为了进一步控制环境污染，有的企业提出了“三同时”（同时设计、同时施工和同时生产）和“三一样”（环保设备和生产设备同样做到一样维护、一样检修和一样研究改进），为进一步减轻环境污染提供了保障。
三、结语
综上所述，随着高炉炼铁生产技术不断进步，未来高炉炼铁工艺技术将会继续占有主导地位。炼铁系统应深入开展节能降耗、降成本工作，进而提高钢铁工业的市场竞争力。
参考文献：
[1]周渝生，钱晖，张友平，李肇毅，范建峰.现有主要炼铁工艺的优缺点和研发方向[J].钢铁，2009，02：1-10.
[2]王维兴，黄洁.中国高炉炼铁技术发展评述[J].钢铁，2007，03：1-4.
[3]陈冠军.炼铁系统能耗分析及节能[J].冶金能源，2010，04：11-14.