摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，鋼鐵的需求量也有了顯著上升，同時(shí)，建筑行業(yè)、交通行業(yè)和汽車(chē)制造行業(yè)等的發(fā)展，也在很大程度上促進(jìn)了煉鋼冶金行業(yè)的發(fā)展。在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，高爐煉鐵設(shè)備是重要的組成部分，也是必不可少的。因此，鋼鐵企業(yè)必須確保高爐煉鐵設(shè)備使用的安全性、有序性，加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)與管理，只有這樣，才能確保煉鋼冶金工作的順利開(kāi)展。文章分析了高爐煉鐵設(shè)備的安全使用技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)高爐煉鐵設(shè)備的維護(hù)管理措施進(jìn)行了一定的探討，多種固廢混合噴吹既可以給高爐帶來(lái)新的燃料，又可以處理種類(lèi)繁多的城市可燃固廢，完成對(duì)周邊社會(huì)的固廢處置，擴(kuò)充城市鋼廠的社會(huì)功能。

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，鋼鐵冶煉行業(yè)有了迅速發(fā)展。近年來(lái)，人們的生產(chǎn)和生活對(duì)鋼鐵制品的需求量越來(lái)越大，對(duì)鋼鐵制品的質(zhì)量也提出了更高的要求。對(duì)于鋼鐵企業(yè)而言，要實(shí)現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的有效提升，必須提高高爐煉鐵設(shè)備日常使用的安全性，做好設(shè)備的維護(hù)和管理工作。高爐是煉鐵的主要反應(yīng)器，為降低焦比一般需要從風(fēng)口噴入大量煤粉，而可燃固廢具有一定的熱值，從理論上同樣可以噴入高爐?？扇脊虖U噴入高爐后燃燒可為高爐提供能量和還原劑，這種處理方式既可以解決可燃固廢帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，又可為高爐生產(chǎn)提供一種新能源。因此，高爐煉鐵協(xié)同處理城市可燃固廢具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 城市可燃固廢的性質(zhì)

1.1城市可燃固廢的分類(lèi)與產(chǎn)量

城市可燃固廢按照原料屬性主要分為廢有機(jī)制品、廢木制品和餐廚固廢3類(lèi)，廢有機(jī)制品包括廢塑料、廢橡膠和廢布料等。廢塑料種類(lèi)繁多，包括各種塑料制品，年堆積量約3500萬(wàn)t；大宗量的廢橡膠主要為廢輪胎，年產(chǎn)量約1080萬(wàn)t；廢布料主要為廢布制品，中國(guó)每年產(chǎn)生廢舊紡織服裝類(lèi)約2400萬(wàn)t。廢木制品主要包括廢舊建筑木材、廢舊木制家具和廢舊紙張等。中國(guó)每年產(chǎn)生的廢舊建筑木材和廢舊木質(zhì)家具等5000萬(wàn)m3，約2500萬(wàn)t；中國(guó)廢紙回收率低于30%，每年產(chǎn)生廢舊紙張1000多萬(wàn)t。餐廚固廢是指人類(lèi)在日常食用的殘余，主要成分是纖維素、淀粉類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)，中國(guó)餐廚垃圾年產(chǎn)量在6000萬(wàn)t以上,，餐廚垃圾含水量為80%左右，餐廚垃圾每年干重超過(guò)1200萬(wàn)t?？偟膩?lái)講，中國(guó)每年排放上述城市可燃固廢總量約0.935億t，其中廢塑料排放最多，占總量的30%；廢橡膠（輪胎）排放最少，占9%。

1.2城市可燃固廢的理化性質(zhì)

比較不同城市可燃固廢可以發(fā)現(xiàn)，廢塑料和廢橡膠的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較高，餐廚固廢、廢木制家具、廢紙張和廢布料的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯低于前兩者，其中廢紙張?zhí)假|(zhì)量分?jǐn)?shù)最低。廢塑料的氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，其他幾種固廢的氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%左右。廢家具的氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，廢布料、廢紙張和餐廚固廢的氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)次之，廢塑料氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，廢橡膠氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低。與煤粉相比，幾種固廢的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)都較低，氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)除廢橡膠外，都明顯高于煤粉。除此之外，多種城市可燃固廢的氯和硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)比煤粉要高，因此，高爐處理城市可燃固廢時(shí)，要考慮氯和硫元素給高爐生產(chǎn)帶來(lái)的問(wèn)題。

2 高爐煉鐵協(xié)同處理城市可燃固廢

2.1做好高爐煉鐵設(shè)備中料線零點(diǎn)的處理工作

大部分煉鋼冶金企業(yè)在對(duì)高爐煉鐵設(shè)備進(jìn)行技術(shù)性處理時(shí)，多采取人工操作的處理結(jié)構(gòu)。布置相關(guān)料線零點(diǎn)是整體技術(shù)操作結(jié)構(gòu)中的重點(diǎn)內(nèi)容和關(guān)鍵部分，在集中規(guī)定集體的技術(shù)點(diǎn)位時(shí)，技術(shù)人員必須對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。

要確保高爐煉鐵設(shè)備的日常安全使用，不僅要合理設(shè)置基本的料線零點(diǎn)，而且要從技術(shù)層面考慮其集中安設(shè)位置，按照區(qū)域的方式，在高爐煉鐵設(shè)備的爐喉上安裝有效零點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)高爐煉鐵設(shè)備有效容積的整體性?xún)?yōu)化，大大降低設(shè)備的有效容積數(shù)值，將其控制在合理范圍內(nèi)。同時(shí)，這一措施也可以?xún)?yōu)化整體設(shè)備，確保高爐煉鐵設(shè)備的良好運(yùn)行。在處理有效容積時(shí)，做好料線零點(diǎn)的基本安置工作，能夠更加科學(xué)合理地利用設(shè)備有效容積，對(duì)相關(guān)操作人員和技術(shù)人員的料線零點(diǎn)布置水平進(jìn)行逐步提升，從而實(shí)現(xiàn)煉鋼冶金工作效率的有效提升，確保高爐煉鐵項(xiàng)目的安全、穩(wěn)定開(kāi)展。

2.2對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)的裝料機(jī)制進(jìn)行強(qiáng)化

在解決高爐煉鐵設(shè)備的通風(fēng)問(wèn)題后，還應(yīng)當(dāng)有效控制設(shè)備整體運(yùn)行的基礎(chǔ)材料。對(duì)相關(guān)燃燒材料的質(zhì)量、尺寸等問(wèn)題進(jìn)行集中性和綜合性處理。相關(guān)管理人員和技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)重視基礎(chǔ)礦批的大小，采取合理的計(jì)算方式，科學(xué)計(jì)算礦批的尺寸大小，優(yōu)化測(cè)算礦批在高爐煉鐵設(shè)備內(nèi)的基礎(chǔ)分部狀況，確保其在設(shè)備爐喉處集中，以此確保燃燒充分。控制好爐喉的基礎(chǔ)位置有效數(shù)據(jù)，使其保持在550mm～600mm之間，單位礦批控制在60～65t單位之間。

2.3高爐噴吹廢橡膠

目前，高爐噴吹廢橡膠方面的研究以噴吹廢輪胎為主。廢輪胎主要是由碳?xì)浠衔锝M成，氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)比煤粉中的要高，熱值也較高，且廢輪胎揮發(fā)分的析出、燃燒非常迅速，可以做良好的燃料和還原劑。廢橡膠與煤粉混合噴入高爐時(shí)可以有效改善煤粉的燃燒特性，改善鐵礦石的還原，可以有效改善高爐冶煉的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，減少溫室氣體二氧化碳排放。通過(guò)Fluent軟件建立了數(shù)學(xué)模型，研究了高爐噴吹廢輪胎與煤粉時(shí)的燃燒特性，研究表明，煤粉與廢舊輪胎混合噴吹可以顯著改善燃料在風(fēng)口內(nèi)的燃燒性能。只噴吹純煤粉時(shí)，燃盡率為30.38%；只噴吹廢舊輪胎時(shí)，風(fēng)口內(nèi)的燃盡率為89%；廢舊輪胎與煤粉比為1∶1時(shí)，燃盡率為50%。噴吹燃料中廢輪胎的比例越高，燃料燃盡率越高，但廢輪胎硫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)也比較高，因此，將廢輪胎與煤粉混合噴入時(shí)應(yīng)合理控制廢輪胎的使用量。

2.4高爐噴吹廢木制品

高爐噴吹廢木制品方面的研究較為少見(jiàn)，但廢舊木制品屬于生物質(zhì)類(lèi)固廢，高爐噴吹生物質(zhì)方面的研究較多。其中，木炭是被研究最多的。木炭中固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)比高爐噴吹用煤的固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)要低，其揮發(fā)分比高爐噴吹用煤要高，其熱值比高爐噴吹用煤的熱值要低。MachadoJGMS等對(duì)木炭與CO2的反應(yīng)特性進(jìn)行了研究，木炭的反應(yīng)性比煤粉的反應(yīng)要好，木炭的最快反應(yīng)速率達(dá)0.22min-1，而煤粉的反應(yīng)速率僅為0.06-0.16min-1。木炭的反應(yīng)速度之所以高于煤粉的反應(yīng)速度，這是由其結(jié)構(gòu)決定的。生物質(zhì)在熱解形成木炭的過(guò)程中形成了大量孔洞，這些孔洞的存在使得木炭的比表面積增大，木炭的比表面積為155m2/g，而煤粉的比表面積僅為89m2/g，這就使得木炭的反應(yīng)性高于煤粉。木炭的炭化溫度對(duì)反應(yīng)性有重要影響，在低溫下生產(chǎn)的木炭由于揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較高，開(kāi)始時(shí)失重很快，但反應(yīng)結(jié)束溫度升高。

2.5運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)與管理

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)鋼鐵制品，要確保鋼鐵制品源源不斷地高質(zhì)量工藝，必須做好高爐煉鐵設(shè)備的基礎(chǔ)維護(hù)和管理工作，相關(guān)管理人員和技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)采取集中管理，優(yōu)化設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)日常維護(hù)管理，減少設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的故障。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在設(shè)備維護(hù)和管理工作中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，高爐煉鐵企業(yè)能夠隨時(shí)進(jìn)行設(shè)備記錄存檔、清單查詢(xún)、設(shè)備管理和設(shè)備故障維修查詢(xún)等工作。

3 結(jié)語(yǔ)

高爐煉體設(shè)備是鋼鐵企業(yè)的重要設(shè)備之一，要確保煉鋼冶金工作的順利進(jìn)行，提升工作效率和工作質(zhì)量，必須做好高爐煉鐵設(shè)備的日常安全使用及其維護(hù)管理。