一、背景概述

鋼鐵冶金行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜且涉及眾多化學(xué)反應(yīng)。鐵前工序是鋼鐵生產(chǎn)的起始階段，主要包括原材料預(yù)處理、燒結(jié)、焦化、高爐煉鐵等環(huán)節(jié)，此階段產(chǎn)生的氣體種類繁多、成分復(fù)雜，對(duì)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量以及環(huán)境安全均有著至關(guān)重要的影響。因此，建立一套精準(zhǔn)、高效的鐵前過(guò)程氣體監(jiān)測(cè)方案，對(duì)于保障鋼鐵生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行、節(jié)能減排以及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

二、工藝簡(jiǎn)介

下圖為鋼鐵冶金過(guò)程的鐵前工序流程圖，其主要涵蓋三個(gè)部分，分別為煉焦、燒結(jié)和高爐煉鐵。其中鐵前爐料制備工序主要包括煉焦和燒結(jié)高爐煉鐵的主要爐料為爐料制備階段產(chǎn)生的焦炭和燒結(jié)礦。煉焦是在隔絕空氣的前提下通過(guò)高溫干餾處理焦煤而得到焦炭的方式。燒結(jié)主要是通過(guò)一系列工序?qū)㈣F礦石、焦炭等制造成燒結(jié)礦的過(guò)程，燒結(jié)礦有著較強(qiáng)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(jié)礦、焦炭等原料，在鼓風(fēng)操作基礎(chǔ)上將鐵礦石還原并熔融的過(guò)程。

鋼鐵冶金過(guò)程鐵前工序

三、監(jiān)測(cè)需求

l     焦化工藝

將不同煉焦煤按比例調(diào)配、粉碎篩分后入焦?fàn)t，隔絕空氣高溫干餾生成焦炭，紅焦經(jīng)濕法或干法熄焦，導(dǎo)出的煤氣經(jīng)冷卻、脫硫、脫氨、脫苯凈化，回收焦油、粗苯等副產(chǎn)品，煤氣作燃料或化工原料。

l  燒結(jié)工藝

將粉鐵礦，各類助熔劑及細(xì)焦炭經(jīng)由混拌、造粒后，經(jīng)由布料系統(tǒng)加入燒結(jié)機(jī)，由點(diǎn)火爐點(diǎn)燃細(xì)焦炭或煤氣，經(jīng)由抽氣風(fēng)車抽風(fēng)完成燒結(jié)反應(yīng)，高熱環(huán)境下燒結(jié)礦經(jīng)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(jīng)爐頂布料溜槽按工藝制度加入高爐，下部風(fēng)口吹入預(yù)熱空氣。高溫下焦炭（含噴吹煤粉、重油等）與氧反應(yīng)生成CO和H2，上升過(guò)程中還原鐵礦石得鐵；未還原雜質(zhì)與熔劑生成爐渣，液態(tài)渣鐵從鐵口排出，經(jīng)撇渣器分離后，鐵水入罐、爐渣進(jìn)處理系統(tǒng)。產(chǎn)生的煤氣從爐頂排出，除塵凈化后作熱風(fēng)爐、焦?fàn)t等燃料。

四、解決方案

四方儀器憑借其先進(jìn)的氣體傳感器技術(shù)和豐富的工業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)鋼鐵行業(yè)精心打造了一套融合多種氣體傳感器技術(shù)的氣體監(jiān)測(cè)綜合解決方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵前工序（燒結(jié)、焦化、煉鐵等）的過(guò)程氣體監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)測(cè)量焦?fàn)t/高爐煤氣熱值、爐膛內(nèi)關(guān)鍵指標(biāo)以及窯尾排放氣體等重要參數(shù)，可有效評(píng)價(jià)爐內(nèi)燃燒狀態(tài)，合理調(diào)節(jié)各種爐型的熱工參數(shù)，從而助力鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排行動(dòng)。

五、  應(yīng)用案例

l    焦化工藝

l    燒結(jié)工藝

l    高爐煉鐵