一、背景概述

钢铁冶金行业作为国民经济的重要支柱产业，其生产过程复杂且涉及众多化学反应。铁前工序是钢铁生产的起始阶段，主要包括原材料预处理、烧结、焦化、高炉炼铁等环节，此阶段产生的气体种类繁多、成分复杂，对生产效率、产品质量以及环境安全均有着至关重要的影响。因此，建立一套精准、高效的铁前过程气体监测方案，对于保障钢铁生产的稳定运行、节能减排以及实现可持续发展具有深远意义。

二、工艺简介

下图为钢铁冶金过程的铁前工序流程图，其主要涵盖三个部分，分别为炼焦、烧结和高炉炼铁。其中铁前炉料制备工序主要包括炼焦和烧结高炉炼铁的主要炉料为炉料制备阶段产生的焦炭和烧结矿。炼焦是在隔绝空气的前提下通过高温干馏处理焦煤而得到焦炭的方式。烧结主要是通过一系列工序将铁矿石、焦炭等制造成烧结矿的过程，烧结矿有着较强的还原性和良好的透气性，粒度合适。高炉炼铁是在炉中加入烧结矿、焦炭等原料，在鼓风操作基础上将铁矿石还原并熔融的过程。

钢铁冶金过程铁前工序

三、监测需求

l     焦化工艺

将不同炼焦煤按比例调配、粉碎筛分后入焦炉，隔绝空气高温干馏生成焦炭，红焦经湿法或干法熄焦，导出的煤气经冷却、脱硫、脱氨、脱苯净化，回收焦油、粗苯等副产品，煤气作燃料或化工原料。

l  烧结工艺

将粉铁矿，各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后，经由布料系统加入烧结机，由点火炉点燃细焦炭或煤气，经由抽气风车抽风完成烧结反应，高热环境下烧结矿经破碎冷却、筛选后，送往高炉作为冶炼铁水的主要原料。

l  高炉炼铁

铁矿石、焦炭、熔剂等原燃物料经炉顶布料溜槽按工艺制度加入高炉，下部风口吹入预热空气。高温下焦炭（含喷吹煤粉、重油等）与氧反应生成CO和H2，上升过程中还原铁矿石得铁；未还原杂质与熔剂生成炉渣，液态渣铁从铁口排出，经撇渣器分离后，铁水入罐、炉渣进处理系统。产生的煤气从炉顶排出，除尘净化后作热风炉、焦炉等燃料。

四、解决方案

四方仪器凭借其先进的气体传感器技术和丰富的工业监测设备开发经验，针对钢铁行业精心打造了一套融合多种气体传感器技术的气体监测综合解决方案，实现了对铁前工序（烧结、焦化、炼铁等）的过程气体监测，精准测量焦炉/高炉煤气热值、炉膛内关键指标以及窑尾排放气体等重要参数，可有效评价炉内燃烧状态，合理调节各种炉型的热工参数，从而助力钢铁行业的节能减排行动。

五、  应用案例

l    焦化工艺

l    烧结工艺

l    高炉炼铁