摘要：在目前及未来长时期内高炉－转炉流程仍是钢铁工业生产的主要工艺流程，高炉炼铁是实现节能减排和可持续发展的关键。在目前环保形势更为严峻的条件下，高炉炼铁面临巨大挑战。全球范围内一些创新炼铁技术得到实际应用。介绍了国内外高炉炼铁低碳化和智能化新技术的发展现状，提出了我国高炉炼铁节能减排的方向，以期促进我国高炉炼铁技术的进步。
关键词：高炉；炼铁；低碳化技术；智能化技术；发展现状
一、烧结环保技术
1.1烧结烟气治理技术
烧结烟气有较低的温度、较大的气量且较高的污染物的实际含量、成分较为复杂，目前是钢铁产业的烟气治理中的重中之重。伴随着环保的国际形势日益严峻，在钢铁工业中的烧结烟气的治理和减排的压力也随之逐步的增加。国外的大部分的烧结钢铁厂一定要严格的控制在生产中产生的粉尘以及氯化物等有害物的排放，在治理烧结烟气中充分的利用先进的科学的技术。其中最为突出的就是移动电极电除尘技术与干法除尘技术，而为了降低生产过程中的有害物的大量产生，烟气循环烧结技术同样得到了广泛的使用，通过国内大型的钢铁厂如宝钢、宁钢的实践结果表明，烟气循环烧结技术能够有效的降低烟气的实际生成量以及固体燃料的具体消耗。
1.2超级烧结技术
活性炭烟气净化技术。在我国的大型钢铁生产企业中大量的应用了活性炭烟气净化技术，如此不仅大规模的完成了诸多的生产产生的有害物的集中净化的处理工作，进一步的较大程度的将烧结外排的烟气里存在的有害物质的浓度降低。
液密封环冷机技术。在日常的生产中运用液密封环冷机技术之后漏风率能够从35%下降低到5%，也就是基本上的消除掉了粉尘外逸的现象，如此便进一步的改善了生产时的现场环境。节能环保烧结机技术。使用这项技术能够将料层的实际厚度从600mm进一步的提高至900mm，而固体的燃料能够减少3kg的标煤。
二、常见的高炉智能化与自动化技术
2.1高炉炼铁智能化与可视化技术
2.1.1高炉模拟与可视化操控技术
就当前而言，在进行高炉数学化模拟时主要是在对流体力学与离散元方法的基础上进行的。流体力学的作用是对连续性的相行为进行描述，而离散元方法主要的作用是对非连续性的相行为的评价。因为离散元方法能够更加合理地进行非连续性的相行为的具体描述，而且由于现代科学技术的发展以及建模方式的不断进步，对于高炉建立数学模型大都是将以上两种建模有效的结合从而产生的CFD-DEM的数学模型。对于CFD-DEM方法而言，利用CFD方法进行流体位置的预测工作，利用DEM方法进行颗粒部分的求解工作，把两中方法有机的耦合便能够解决掉流体到固态的两相之间实际流动数值的仿真。
2.1.2高炉专家系统
为了完成高炉炼铁自动化的生产目标，国际上使用最为广泛的系统为VAiron高炉专家系统。VAiron是一款集工艺模型、人工智能、闭环专家系统以及软件应用等功能为一体的高炉炼铁专家系统，VAiron高炉专家系统可以使工作人员清楚的观察到高炉内部的实际状况以及工艺流程。VAiron高炉专家系统主要是由诸多的模型进一步的有机组合而来的。通过实践表明VAiron高炉专家系统是一款对于高炉炼铁极为有利的系统，目前，在国际上得到了广泛的应用，并取得了非常好的实用效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2电气设备自动化技术
电气自动化技术中包含了诸多领域的综合成果而产生的，在高炉炼铁的过程中利用电气自动化技术进行日常的生产，不但可以促进我国的钢铁产业的稳定快速的发展，并且推动了我国的钢铁产业整体水平的提升，促进了整个行业的可持续发展。电气自动化技术不断的我国钢铁产业的电气设备朝着科技化、高效化的方向不断的发展，提升了炼铁的效率质量。
三、我国的高炉智能化与自动化技术的应用
为了能够更加准确的掌握高炉内部的信息以及对炉内信息的分析，高炉的可视化操控技术就是探测高炉内部实际状况的最为有效的手段之一。其中最为突出的就是北京科技大学和北京神网公司共同合作研发的高炉可视化与仿真技术，主要的作用是对高炉的布料与冶炼的实际状况进行检测，从而更好的指导高炉的具体操作，取得的成果是非常可观的，得到了广泛的使用。上述的技术中包含主要高炉顶部的摄像技术、高炉风口处的红外摄像以及图像的处理技术和热流强度的检测技术。其中高炉风口处红外摄像与图像信息处理技术能够同时的对每个高炉风口上的实际工作的状况进行检测，从而能够及时的发现高炉内部的具体的状况，在出现异常状况时能够及时的解决。而三维热流强度检测技术能够对高炉的炉缸中的热流的实际强度进行检测，从而对高炉的实际炉型的好坏进行判断，进而确认对应高炉在冷却时的具体制度。以上新技术的广泛运用，不仅能够实现节能减排的目标，还能够在某种程度上提升我国钢铁产业的生产量，促进了整个行业的可持续发展。
四、展望
随着环保压力的不断加大，高炉炼铁节能减排逐渐成为全球热点问题，各个国家积极研发和应用新技术，以实现高炉炼铁的低碳化和绿色化。在欧洲和北美，多项环保节能烧结技术应用到实际生产。同时，天然气和煤粉混合喷吹技术在北美广泛应用，且效果良好。欧洲的氧气高炉取得进展，但需要更多的资金和时间实现工业化。此外，高炉可视化和模拟技术也得到广泛应用。
中国生产了全世界60%的生铁。在严格的环保要求面前，高炉炼铁也应用了一些节能减排新技术，如厚料层烧结、烟气循环烧结、烧结喷吹焦炉煤气、高炉喷吹焦炉煤气以及高炉可视化控制技术。但我国高炉炼铁污染物排放和能耗仍然较高，与世界先进水平还存在差距，因此，在原燃料条件不断恶化的情况下，我国高炉炼铁面临着巨大挑战。为进一步实现高炉炼铁的绿色化，应该从以下方面努力:
(1)原燃料生产方面，利用先进技术大幅度减少SO2、NOx、CO2和二英等的排放，实现生产过程的清洁化，尤其是烧结和焦化。另外，热风炉和球团生产过程NOx排放也需引起重视。
(2)积极研发喷吹焦炉煤气、铁焦、炉顶煤气循环和氧气高炉等低碳炼铁新技术，并尽快投入应用。
(3)为实现高炉稳定顺行，广泛应用高炉模拟和可视化控制技术。
(4)积极加强二次资源的综合利用，如烧结粉尘、高炉灰、含锌粉尘、不锈钢粉尘、转炉渣、轧钢皮等，实现炼铁生产的低能耗、低排放、环境优化和转型升级。
五、结束语
综上所述，在环境问题日益严重的背景下，人们的环保意识逐步的在提升，因此高炉炼铁节能减排也逐步的成为一个全球都关注的热点问题，国内以及国外都积极地进行新技术的研发以及运用，从而达成高炉炼铁低碳化以及智能化的目标。随着科学技术的发展，我国的高炉炼铁在面临巨大的考验的同时，也迎来了全新的机遇，伴随着新技术的不断研发以及利用，我国的钢铁产业的低碳环保的目标也在逐步的实现，为促进整个行业的可持续发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1]张福明.面向未来的低碳绿色高炉炼铁技术发展方向[J].炼铁,2016(01):1-6.
[2]杨道坤.面向未来的低碳绿色高炉炼铁技术的发展方向[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2017(08):189-190.
[3]项钟庸,王筱留,刘云彩等.用评价高炉生产效率的新方法落实低碳炼铁方针[J].中国冶金,2016,26(07):1-6.
论文作者:任青宇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
标签：高炉论文; 技术论文; 烟气论文; 专家系统论文; 我国论文; 节能论文; 粉尘论文; 《电力设备》2019年第9期论文;