鋼鐵冶金過程氣體監測方案—鐵前篇

一、背景概述

鋼鐵冶金行業作為國民經濟的重要支柱產業，其生產過程復雜且涉及眾多化學反應。鐵前工序是鋼鐵生產的起始階段，主要包括原材料預處理、燒結、焦化、高爐煉鐵等環節，此階段產生的氣體種類繁多、成分復雜，對生產效率、產品質量以及環境安全均有著至關重要的影響。因此，建立一套精準、高效的鐵前過程氣體監測方案，對于保障鋼鐵生產的穩定運行、節能減排以及實現可持續發展具有深遠意義。

二、工藝簡介

下圖為鋼鐵冶金過程的鐵前工序流程圖，其主要涵蓋三個部分，分別為煉焦、燒結和高爐煉鐵。其中鐵前爐料制備工序主要包括煉焦和燒結高爐煉鐵的主要爐料為爐料制備階段產生的焦炭和燒結礦。煉焦是在隔絕空氣的前提下通過高溫干餾處理焦煤而得到焦炭的方式。燒結主要是通過一系列工序將鐵礦石、焦炭等制造成燒結礦的過程，燒結礦有著較強的還原性和良好的透氣性，粒度合適。高爐煉鐵是在爐中加入燒結礦、焦炭等原料，在鼓風操作基礎上將鐵礦石還原并熔融的過程。

鋼鐵冶金過程鐵前工序

三、監測需求

l     焦化工藝

將不同煉焦煤按比例調配、粉碎篩分后入焦爐，隔絕空氣高溫干餾生成焦炭，紅焦經濕法或干法熄焦，導出的煤氣經冷卻、脫硫、脫氨、脫苯凈化，回收焦油、粗苯等副產品，煤氣作燃料或化工原料。

l燒結工藝

將粉鐵礦，各類助熔劑及細焦炭經由混拌、造粒后，經由布料系統加入燒結機，由點火爐點燃細焦炭或煤氣，經由抽氣風車抽風完成燒結反應，高熱環境下燒結礦經破碎冷卻、篩選后，送往高爐作為冶煉鐵水的主要原料。

l高爐煉鐵

鐵礦石、焦炭、熔劑等原燃物料經爐頂布料溜槽按工藝制度加入高爐，下部風口吹入預熱空氣。高溫下焦炭（含噴吹煤粉、重油等）與氧反應生成CO和H2，上升過程中還原鐵礦石得鐵；未還原雜質與熔劑生成爐渣，液態渣鐵從鐵口排出，經撇渣器分離后，鐵水入罐、爐渣進處理系統。產生的煤氣從爐頂排出，除塵凈化后作熱風爐、焦爐等燃料。

四、解決方案

四方儀器憑借其先進的氣體傳感器技術和豐富的工業監測設備開發經驗，針對鋼鐵行業精心打造了一套融合多種氣體傳感器技術的氣體監測綜合解決方案，實現了對鐵前工序（燒結、焦化、煉鐵等）的過程氣體監測，精準測量焦爐/高爐煤氣熱值、爐膛內關鍵指標以及窯尾排放氣體等重要參數，可有效評價爐內燃燒狀態，合理調節各種爐型的熱工參數，從而助力鋼鐵行業的節能減排行動。

五、  應用案例

l    焦化工藝

l    燒結工藝

l    高爐煉鐵