炼铁高炉中冶金技术的应用分析

徐志辉 陈美芳

【摘要】随着经济的发展，对钢铁产量和质量有了崭新的要求，同时也对现有冶金技术提出了考验。本文通过对当今冶金技术的介绍分析并通过冶金技术在炼铁高炉中的具体使用案例展示了冶金技术的优势，为了更好的适应时代需要针对冶金技术提出了合理的建议。

【关键词】冶金技术；炼铁高炉；应用分析；探究发展

一、引言

目前为止，钢结构材料是使用较为广泛相对产量也较大一种材料，所以市场对钢结构的需求量大，这就要求我国冶金业的不断发展、创新和改革以求满足社会需求。当下较为普遍的钢铁生产主要为高炉炼铁，初期生产技术跟不上所以粗钢产量较大，随着冶金技术应用与高炉炼铁，生产工艺得到显著提高，相比于初期来说技术更成熟产品质量也更好，一切都向好的方向发展，但是不能忽略的是问题依旧存在技术仍需改革完善，下文主要是展示现有冶金技术在高炉炼铁中的应用，并对冶金技术提出了新的期望。

二、现有冶金技术

所谓冶金技术就是指将金属或金属化合物从天然矿石中取出，并加工成所需金属材料的工艺方法。现阶段主要包括以下几种冶金技术：

（一）火法冶金。火法冶金指的是在高温条件下对矿石进行冶炼的方法。首先通过高温使矿石发生物理变化，即由固态变为液态甚至气态，随着物体形态的变化矿石内部各物质得到有效分离，同时也增大了相互接触面积，伴随产生化学变化生成相应的单质或是化合物，同时放出热量提高冶金所需温度。火法冶金旨在将所需金属与其他杂质分离开来，常见操作过程为：干燥------焙解------焙烧------熔炼------精炼------蒸馏------提取。

（二）电冶金。顾名思义所谓电冶金就是指利用电能来提取矿石中所需金属的方法。电冶金又可分为两大类，一种是电化冶金，该方法主要是利用电化学反应将所需金属提取出来为化学反应。另一种是电热冶金，该法与火法冶金基本相同，唯一的区别在于该方法所需要的热能来源于电能。

三、高炉炼铁中的具体冶金技术

由上述内容可看出现有的冶金技术为火法冶金、湿法冶金和电冶金，但仅限于单纯冶金不受限制时使用，冶金技术在高炉炼铁中会受到些限制，下文指出冶金技术在高炉炼铁中具体应用：

（一）高炉干法除尘。高炉除尘现阶段多采用干法除尘，具体可分为两种：第一种为布袋除尘，到现在也已经有30年的历史，引进初期主要利用加压煤气反吹大布袋来达到除尘效果，该方法对高炉要求过多，所以并没有被广泛使用，随着时间推移和技术改进到90年代已稍显成熟，原有的加压煤气法改进为高炉煤气低压脉冲布袋法，该技术可应用于1000立方米以下的高炉中，相较于原来所能应用的高炉范围更广，所以在短时间内得到了很大的推广和使用，同时也大大提升了高炉炼铁除尘技术的质量，目前仍在继续研究可用高炉范围以提升到2600立方米。另一种为高压静电除尘，相比于第一种除尘方法第二种成本较高且效果不如前者，所以该种方法在实际应用中没有得到推广。

（二）高炉喷煤技术。高炉喷煤技术即在高炉风口向内部喷煤粉，此举既可以将煤粉作为燃烧物来提供冶炼所需热量还能把煤粉当作还原剂与铁矿石发生反应。在传统炼铁技术中焦炭的作用与煤粉作用别无二致，所以在作用相同的喷煤技术中焦炭含量减少，不仅可以减少炼焦的成本和设备也能降低对环境的破坏污染，同时高炉炼铁焦比也会下降，提高高炉炼铁质量，可以说高炉喷煤技术将原有高炉炼铁推向一个崭新的高度。

三、高炉炼铁冶金技术的优化方案

随着时代要求的增加，冶金技术不再只是固守一隅，动力学和工程学及其他新兴学科的加入，会使得冶金技术更加多样科学。就热力学来说，熔渣结构和物理性质的研究有利于优化高炉炼铁冶金技术。

首先要提高反应效率，无论是燃烧还是氧化还原或是其他反应，只有提高反应效率才能提高炼铁效率，降低成本。在高炉炼铁中可以通过选择矿石与焦炭最佳配比来提高反应效率，或是添加催化剂等来提高反应效率。其次是减少对焦煤资源的使用，适当的减少焦煤的投入加大焦煤炼化程度，使得所得铁中焦比下降，或是通过优化炼焦系统来实现所需配煤模型。再有加强对碳化氢的探究使用，碳化氢可在低温下发生氧化还原反应，有效吸收二氧化碳含量，同时还能扩大熔融带可利用空间，不仅会吸收废气还能增强高炉的功用，可见碳化氢的使用为高炉炼铁带来了福音，目前来看对于氢利用的探索还不甚全面，应坚持不懈的探索发现并加以有效利用，提高高炉炼铁的效率功能。

随着高炉炼铁冶金技术的发展，很多问题也随之而来：相关废气的随意排放，目前环境安全也是大家所关心和重视的话题，应注重对废气排放的达标处理；对能源的二次利用不足，现有生产结构能源利用率低增加成本，加大对能源的二次利用减少不必要的成本浪费提高能源利用率；产业较散落，且大型企业较少，首先产业分布不集中会使得运输成本增大污染也不能集中处理，所以应对其进行相应处理，努力提升冶金水平追赶世界发展水平。

四、结语

随着经济的发展对高炉炼铁冶金技术来说是一次提升的机会，现阶段常用的冶金技术分为火法冶金、湿法冶金和电冶金三种主要方式，冶金技术在高炉炼铁中具体应用有高炉干法除尘技术、高炉喷煤技术和高炉双预热技术，这些技术的加入使用让高炉炼铁焦比下降，污染相对减少，废气得到回收利用变废为宝，大大改进了原有高炉炼铁冶金技术。在发展进步的同时也应注意到现存的问题，环境污染和能源利用问题还有其他细节上的问题，例如分布地址、高炉数量和炉熔大小等都是亟待解决的问题。同时时代在发展科技在进步，冶金技术如果止步不前只会被社会遗弃，所以面对新科技的风潮应不断汲取吸收相关技术的研究成果，不断革新不断进步适应不断发展的社会只有这样才能在历史长河中不被淘汰。

参考文献

[1]罗西希.双辉等离子表面冶金技术制备Fe-Al-Cr合金层及其性能研究[D].南京航空航天大学，2014.

作者简介

徐志辉（1983.6-），河北唐山人，专科，河北唐银钢铁有限公司，工程师，主要研究方向：冶金工程炼铁方向。