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一、背景概述

鋼鐵冶金行業(yè)作為國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)過程復雜且涉及眾多化學反應(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、成分復雜，對生產(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、高效的鐵前過程氣體監(jiān)測方案，對于保障鋼鐵生產(chǎn)的穩(wěn)定運行、節(jié)能減排以及實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)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(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高溫干餾處理焦煤而得到焦炭的方式。燒結(jié)主要是通過一系列工序?qū)㈣F礦石、焦炭等制造成燒結(jié)礦的過程，燒結(jié)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(jié)礦、焦炭等原料，在鼓風操作基礎(chǔ)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(jiān)測需求

l     焦化工藝

將不同煉焦煤按比例調(diào)配、粉碎篩分后入焦爐，隔絕空氣高溫干餾生成焦炭，紅焦經(jīng)濕法或干法熄焦，導出的煤氣經(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，各類助熔劑及細焦炭經(jīng)由混拌、造粒后，經(jīng)由布料系統(tǒng)加入燒結(jié)機，由點火爐點燃細焦炭或煤氣，經(jīng)由抽氣風車抽風完成燒結(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，下部風口吹入預熱空氣。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、爐渣進處理系統(tǒng)。產(chǎn)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(shù)和豐富的工業(yè)監(jiān)測設(shè)備開發(fā)經(jīng)驗，針對鋼鐵行業(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)測綜合解決方案，實現(xiàn)了對鐵前工序（燒結(jié)、焦化、煉鐵等）的過程氣體監(jiān)測，精準測量焦爐/高爐煤氣熱值、爐膛內(nèi)關(guān)鍵指標以及窯尾排放氣體等重要參數(shù)，可有效評價爐內(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。

五、  應(yīng)用案例

l    焦化工藝

l    燒結(jié)工藝

l    高爐煉鐵