新時期的高爐煉鐵具有集約化、大型化的特征，而且冶鐵過程長壽化、高效化的優勢較為明顯。但不可否認的是，即便計算機技術推動了煉鐵工藝的智能化發展，但現階段的煉鐵生產依然存在能源消耗大、環境污染嚴重的問題，這不符合我國綠色、可持續發展戰略，基于此，在新時期的高爐煉鐵技術發展中，應注重煉鐵生產技術朝著低碳綠色化方向的轉變。

　　1 高爐煉鐵技術的基本功能

　　對照其他煉鐵技術可知，高爐煉鐵技術本身具有結構簡單的特點，除還原器和滲碳器、熔煉器外，能源轉換器、廢棄物消納出納處理器等都是其重要的組成部分[1](見圖1)。這四個部分在具體功能上具有一定的差異性。

　　(1)還原器和滲碳器。

　　高爐煉鐵技術框架下，焦炭是重要的燃料、還原劑。在整個冶鐵過程中，還原器和滲碳器在液態生鐵的獲取中發揮著重要作用。在上升煤氣流、下降爐料相向運動中，經過還原器和滲碳器的作用，高爐冶金"三傳一反"的控制目標得以有效實現。值得注意的是，"三傳一反"目標的是實現受高爐高溫還原工作的引向，基于此，應充分考慮高爐高溫還原工作的實現效果，并在確保骨架穩定的情況下，正確處理生鐵滲碳問題。

　　(2)熔化器與質量調控器。

　　高爐還具有為轉爐作業提供原料的作用，經高爐處理后，優質的液態生鐵會被轉送至轉爐;從這一層面來看，高爐起到熔化器的作用。在固態鐵氧化物礦物熔化中，整個高爐的生產過程和還原方式還具有連續性、不間斷性特點。值得注意的是，在煉鐵過程中，通過高爐可實現鐵水質量、成分的控制，這樣不僅實現了鐵水成分的有效控制，而且高精度地把控了鐵水的偏差、溫度，在該環節中，高爐充當質量調控器的職能。

　　(3)能源轉化器。

　　高爐煉鐵過程涉及較多的能源轉換，就煤粉、焦炭以及高溫熱風而言，其在爐內的高溫下最終會被轉化為熔渣和高爐煤氣等;而固態鐵氧化物礦物最終被轉化成了液態的鐵水。在現代生產模式下，除余能顯熱回收技術外，TRT技術在高爐煉鐵中也得到了廣泛應用，其使得高爐能源轉化器的職能得到了充分發揮，有效地保證了能源轉化的效率和質量，TRT技術能源轉換率超過90%,這也為高爐擁有生命力奠定了基礎。

　　(4)廢棄物消納出納處理器。

　　除鐵水等主要產物外，高爐也會產生一定的固體廢棄物，此時基于高爐煉鐵良好的廢棄物消納出納處理功能，可實現這些廢棄物的有效利用，這對于環境保護也有突出作用。從廢棄物消納出納過程來看，除焦化、燒結工序外，球團工序等也是廢棄物消納出納的重要環節，其能有效促進鋼鐵廠循環經濟目標的實現。

　　2 低碳綠色理念下高爐煉鐵技術的應用要求

　　(1)高爐煉鐵技術低碳綠色發展的時代環境。

　　第七十五屆聯合國大會上，習近平同志承諾我國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，并且到2060年前，我國將實現碳中和[3].基于這一目標，在工業產業發展中，必須堅持走碳中和之路，實現工業生產技術的低碳化綠色化轉變。就鋼鐵行業而言，其在生產中碳排放量較多，基于碳排放峰值的硬約束，應注重鋼鐵生產減碳管理，高爐環節首當其沖。

　　(2)高爐煉鐵技術低碳綠色發展的新要求。

　　基于"十四五"發展目標，在鋼鐵產業高質量發展中，必須實現鋼鐵智能制造與低碳綠色發展的有機結合，繼而促進我國向鋼鐵強國的邁進。在"鋼鐵智能制造+低碳綠色發展"總目標下，新時期的高爐煉鐵技術應用還需滿足以下要求：其一，在高爐煉鐵技術應用中，應開發"專業化+一體化"的分布式能源利用方案，并在"1+7"系統下，為高效能、低成本的智慧綠色鋼鐵產業生產提供技術支撐。其二，基于高爐煉鐵技術創新需要，在實際生產中應打造"綠色制造"的環保硬科技，深化TRT、BPRT、SHRT等技術的應用，通過高爐煉鐵流程、系統、關聯等技術的銜接，滿足高爐煉鐵技術應用的功能需要。其三，針對"制造綠色"的發展要求，應在整個行業內設計并使用綠色生產的"綠方案",通過智慧綠色系統充當高爐煉鐵的"新引擎",進而解決發展難題，實現能源互聯、高效先進和生態環保的有機統一。

　　3 基于低碳綠色理念的高爐煉鐵技術發展設計

　　(1)技術發展理念設計。

　　雙循環格局下，要實現高爐煉鐵技術的低碳、綠色化發展，就必須以提升生產技術運行效率為基礎，以降低生產運行成本為目標，以減少運行排放為保證，促進高爐煉鐵質量效益、經濟效益生態協調效益目標的實現，達到促進循環經濟發展的目的。值得注意的是，在技術發展理念設計中，還應對高爐運行的過程予以科學控制，繼而為合理生產指標的設置與評價創造良好條件。另外，在高爐先進煉鐵技術應用中，應協調其與綠色生產技術之間的關系，通過全新的管理體系，實現高爐煉鐵的低碳綠色化發展。

　　(2)生產流程創新設計。

　　基于低碳綠色理念指導，在高爐煉鐵技術流程創新中，還應注重以下要點：其一，出于高爐生產動態協同運行目標考慮，在技術流程設計中，應將協同運行目標作為出發點，通過綜合研判、合理取舍等方法的應用，對既有的運行流程進行優化和調整，以此來達到生產結構優化、生產流程集約的目的，確保高爐生產網絡化整合效果的實現。其二，在全新的高爐煉鐵技術流程網絡建設中，應系統分析既有流程運行特征，逐漸摒棄既有技術流程中不合理的成分，繼而使得高爐煉鐵技術結構、功能和生產效率得到全面優化。值得注意的是，在新時期的生產流程優化中，應從物質流、能量流、信息流三個層面入手，進行生產網絡系統的全面優化。其三，現代生產模式下，自動化技術、智能技術在高爐煉鐵中的應用不斷深入，基于現代信息技術的融合應用，還應以"以互聯網+"為支撐對高爐煉鐵的操作及界面進行持續優化，實現行業大系統資源共享提高智能化自控水平，及廠生產調度的信息化管理(見圖2)。

　　(3)低碳綠色融合后的技術創新設計。

　　將低碳綠色理念融入高爐煉鐵技術后，其設計理念、設計方法也得到了進一步的發展。基于此，在新時期低碳綠色高爐煉鐵技術應用中，應從流程工程學角度出發，對高爐煉鐵的工藝布置、時間關系、空間關系進行優化設計，同時在生產中，應考慮技術體系下幾何空間內的能量、物質運行效率，此外新時期的高爐煉鐵技術應用設計還需考慮能源少量、產出增量、污染減量要求，以此來實現高效生產與節能減排的有機統一。

　　4 基于低碳綠色理念的高爐煉鐵技術創新應用

　　(1)高爐精料技術。

　　作為高爐煉鐵生產能耗控制的有效手段，高爐精料技術的應用應注重以下要點：其一，在具體爐料使用中，應確保爐料結構的合理性;即為了減少爐料使用，降低生產成本，在爐料使用控制階段，應注重運籌學理論、數學模型的系統使用，同時應對爐料資源特點和我國生態環境特點進行系統分析，實現爐料使用與企業生產實際情況的有機統一。基于低碳綠色理念控制需要，在我國現階段的高爐生產中，在重點分析爐料使用情況前提下，充分考慮國際政治因素，無法獲取大量高品位鐵礦石的應對方案要早做考慮，獲取技術的途徑。其二，在高爐精料技術應用中應進一步改善爐料冶金性能，在保證爐料經濟性、合理性的同時，提升爐料理化性能的穩定性。其三，應進一步優化爐料分布及控制技術，通過高精度的爐料分布，提升爐料的利用效率，降低高爐煉鐵能源消耗。

　　(2)高爐長壽技術。

　　基于高爐長壽技術利用，可有效延長高爐的使用壽命，這對于降低煉鐵經濟成本具有深刻影響。一方面，針對當前使用的高爐，應通過內型優化技術進行爐體的內型優化，如通過增加死鐵層深度的方式，預防爐缸鐵水環流、破壞問題，而出于富氧噴煤冶煉考慮，則應該適當增加爐缸的直徑和爐缸高度。另一方面，在長壽爐體結構應用中，除使用科學冷卻技術，還應注重高效銅冷卻壁等單元的應用，進一步延長高爐的使用壽命。此外，在高爐使用中，應對爐體耐火材料技術參數的技術參數進行控制，確保爐體施工滿足煉鐵需要。

　　(3)富氧噴煤技術。

　　富氧噴煤技術不僅能實現爐缸風口回旋區工作狀態的有效改善，而且能提升煤粉燃燒率，保證噴煤總量;這樣煉鐵生產中的爐腹煤氣量會大大減少，其在保證高爐透氣性的基礎上，實現了燃料能耗的有效控制。新時期，為及進一步提升富氧噴煤技術應用水平，除考慮精料指數、長壽性能外，還需要對富氧噴煤技術的操作過程進行系統分析，以此來保證技術控制的優良性，以此為特征實現煤比達到200kg/t以上，燃料比達到485kg/t,這將是現代高爐煉鐵競爭力的希望所在。

　　5 結語

　　高爐煉鐵本身是現代鋼鐵加產業中的關鍵技術，是鋼鐵聯合企業的黑匣子，在信息技術支撐下，高爐煉鐵的技術優勢特征進一步明顯。針對高爐煉鐵技術應用中的能耗與污染問題，煉鐵企業只有充分認識到高爐煉鐵技術下各結構單元的作用，然后基于新時期低碳綠色理念的發展要求，進行高爐煉鐵技術的全面創新，這樣才能降低煉鐵過程的能源消耗和污染物排放，提升高爐煉鐵產業綜合效益，促進現代工業產業的綠色、可持續發展。

　　參考文獻

　　[1]韓國新高爐煉鐵低碳化和智能化技術發展現狀[J].電子技術與軟件工程， 2019,(5)：119.

　　《未來的低碳綠色高爐煉鐵技術發展思考》來源：《中國金屬通報》，作者：馬印亭