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摘要：我国的焦煤资源供应日趋紧张，阻碍我国高炉炼铁技术的发展，非高炉炼铁成为关注度最高的冶炼技术。文章重点就高炉炼铁与非高炉炼铁技术二者的比较分析进行研究，旨在为业内人士提供一些建议和帮助。
关键词：高炉炼铁；非高炉炼铁；技术比较分析
前言：依据现阶段市场环境状况，高炉炼铁是炼铁生产的主体，高炉炼铁存在一个不足之处，对能源焦炭的依赖，同时冶炼焦炭也是环境污染的一个源头。与高炉炼铁不同的是，非高炉炼铁的能耗和环境方面具有优势较强。详细地说，非高炉炼铁在一定程度上可将焦煤的使用量降低，进而将高炉炼铁流程如球团、焦化工序等生成的污染物排放量降低。对于原燃料，非高炉炼铁具有极高的要求，使原燃料只在较好生产指标的生铁生产企业中运用，这就表示着只能在特定的环境下，非高炉炼铁才能实施组织生产，这也是非高炉炼铁技术一直未被普及于全世界的关键原因。基于此，文章主要对高炉炼铁与非高炉炼铁能耗进行了比较，然后分析了高炉炼铁与非高炉炼铁技术应用现状，最后展望了高炉炼铁与非高炉炼铁发展前景。
1能耗比较分析
1.1相关高炉炼铁能耗分析
高炉作为炼铁设备，是一个炼铁炉料和煤气反向运动的反应器，高炉属于一种高效化的反应竖炉。在高炉这个特殊的竖炉中，炉料可以获得充分的物理过程和化学过程如原燃料预热、熔融、生铁改性等，同时炉料生产过程也伴随着粉尘等有害物质。在高炉炼铁过程中，炉料会遇到选择间接还原与直接还原反应问题，相关分析证明，放热反应是铁矿石进行间接还原，而吸热反应则是直接还原。所以在高炉中，进行间接还原反应的炉料大概有一半，这就表明了比起炉料在高炉中进行直接还原铁工艺过程的能源使用，要比间接还原的高出一部分。
1.2相关非高炉炼铁能耗分析
非高炉炼铁划分为熔融还原和直接还原两大类。在能源消耗方面，直接还原可以分为煤基、气基和电热三大类。不论煤基、气基和电热，最终都是利用设备生产非高炉炼铁所需的气源。例如煤基的直接还原生产工艺过程要求＞90%的CO+H2含量，同时要构建专门的造气装置。除此之外，煤在转换为还原气期间，能量耗损较多，其运行费用、生产建设投资费用较高，占企业总投资的33%。但这也是增加煤基直接还原生产工艺成本的一个重要原因。据相关比较分析，在具体生产建设期间，比起高炉炼铁能耗，非高炉炼铁能耗要高出250-650kg标准煤/tFe。在非高炉炼铁生产期间，并未对煤气（大量高热值）进行全面运用，也就无法切实发挥出非高炉炼铁应有的价值。
而熔融还原生产始终使用焦炭与矿粉造块等等，这些现象均是导致增加非高炉炼铁生产工艺能耗的重要原因，也是导致其生产成本大于高炉炼铁生产成本的原因。
2应用现状阐述
2.1高炉炼铁技术应用现状
对钢材生产初级、工业化发展起步的国家而言，高炉炼铁技术比较适用，但对发达国家而言，高炉炼铁技术则面临着被替代的瓶颈。从总体角度出发，全球范围内的主要趋势仍然是运用高炉技术进行炼铁。据相关比较分析，高炉炼铁可避免电力、原材料不必要的浪费，还可提升钢材的特殊性能及质量。在现如今订单经济环境下，需要依据市场环境变化，调整生产建设，但是高炉炼铁技术具有生产周期长、生产产品级别低、加工链条冗长的特征，背离了我国现代化经济发展的战略目标。所以，高炉炼铁技术的生存空间不管是从生产附加值角度看，还是从市场环境角度看，都处在正在缩小的状态。
2.2非高炉炼铁技术应用现状
对解决焦煤资源短缺现象，实现环保要求的钢铁工业而言，开发应用非高炉炼铁技术具有十分重要的作用。对钢铁生产过程的能耗，非高炉炼铁技术具有降低作用，对钢铁产品结构的组成，非高炉炼铁技术具有改善作用。对生产建设质量，品质开发效率，非高炉炼铁技术具有提升作用。直接还原与熔融还原共同组成非高炉炼铁技术，该技术取替高炉炼铁技术虽然路程遥远，同时缺乏实现优化环境战略发展目标以及节能减排战略发展目标的关键技术内容。将产品直接还原，将铁直接还原，即直接还原技术。
详细地说，该技术在铁氧化物影响下，不会产生融化及造渣问题，同时在固态条件下生成并还原成金属铁产品。
3发展前景的展望
3.1展望高炉炼铁技术发展前景
3.1.1对炼铁资源及能源进行有效运用
约70%的资源和能源消耗用于钢铁企业炼铁系统中，目前炼铁系统最主要的任务是削减二氧化碳的排放量。从理论上讲，至少需要碳414kg/tFe，或者需要焦炭465kg/tFe，其中化学反应中需要的焦炭占80%，需要的碳为333kg。各厂高炉为提升热效率、还原效率，使用了减少燃料比、焦比的方式，并为尽可能的回收热量，进而减少二氧化碳的排放量，采取了喷吹煤粉、喷吹塑料等一系列方式。
3.1.2降低二氧化碳排放量的新技术
高炉是一个对二氧化碳进行排放的直接技术，其主要目的是减少碳，特别是焦炭的排放。在欧洲，ulcos项目评估炼钢单位体积的材料、电力、氢气和天然气消耗以及碳减排。国外正在研究多种全氧工艺和顶煤气循环利用，RFCs正在研究一种全氧高炉。热风由冷的氧气来替代鼓入风口，促使大量炉顶煤气从一个二氧化碳洗涤塔经过，其中被处理过的一部分富含CO的煤气被循环利用到温度加热到1200℃的风口，剩余部分温度被加热到900℃，同时鼓入到第二个排风口（位于炉身下部）。模型计算大概每一吨煤会使用200kg焦炭，先可以降低每一吨煤使用175kg焦炭，每一吨煤会使用的燃料比减少了24%，同时在LKAB实验高炉研究中得到了证实。现今，想要对煤气回收技术为50万吨高炉进行计划建设，但是还需要大概10-15年才能实现大高炉的规模。
3.2展望非高炉炼铁技术发展前景
目前，钢铁工业发展迅速。同时，面临着高炉原燃料质量恶化、技术经济指标下降、生产利润下降、焦煤价格飞涨的严峻形势。高炉作为炼铁的主要工序，不仅依赖焦煤，而且对环境污染严重。因此，将成为钢铁工业发展的主要趋势的是经济环保的非高炉炼铁。直接还原铁不仅有效替代了废钢，而且是精炼优质钢和特种钢的一种高档炉料。目前，废钢的短缺和质量的下降极大地促进了直接还原铁生产的发展。2011年，世界直接还原铁产量达到7332万吨，比同年要增长4.2%。作为一种用于直接还原铁生产的非高炉工艺，具有广阔的发展前景。非高炉炼铁工艺具有一系列优点，比如主要的能源为非焦煤、十分适用于原料和燃料、具有较强的工艺可控性、具有较低的能耗、污染小、能保护钢铁工业环境，缓解钢铁工业资源压力等，因此全世界必将高度重视非高炉炼铁技术。目前，非高炉炼铁技术仍处于起步阶段，但未来的发展空间无可限量，再过几年，非高炉技术将陆续产业化。
结束语：
总而言之，现代铁冶炼的重点方向仍然是高炉炼铁，因为高炉炼铁的产量比较大，产品质量优越，更是全世界主要生铁的重要来源，因此对高炉炼铁技术必须要加以完善，以便对钢铁工业能源结构进行有效改善，同时对我国主焦炭资源紧缺的问题进行有效解决。钢铁工业有效脱离焦煤能源以及发展短流程钢铁生产的关键手段是非高炉炼铁，同时非高炉炼铁也是实现综合开发利用复合矿、难选矿的主要方式。而发展非高炉炼铁技术是钢铁工业主要的发展趋势以及前沿技术，它能对钢铁工业及钢铁产品结构进行有效调整，有效保护环境，实现循环经济和可持续发展。
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