炼铁高炉冶金技术的应用与发展

姬广辉 王栋栋

摘要：自从改革开放以来，我国的工业和经济发展取得了历史性的高速增长的同时也让我国的冶金工艺取得质的飞跃，冶金工艺的使用对于我国炼铁高炉而言具有极为重要的意义。目前，根据我国冶金技术运行过程中的使用情况和实际工艺来看，高炉冶金技术为我国带来了显著的社会经济效益，由此可见，我们有必要对炼铁高炉中冶金技术的运行和使用进行更加深入地研究，使之产生的的社会经济效益最大化，进一步地实现社会经济的可持续性发展。

关键词：冶金技术;炼铁高炉;应用与发展

引言

随着我国高炉冶铁的不断优化和进步，对于炼铁的技术要求也越来越高。高炉冶金技术是一项应用范围较广的炼铁生产技术，我国一直比较重视此项技术。现阶段，我们在高炉冶铁发展过程中对于冶金工艺的要求比较高，而就冶金工艺技术在我国大型炼铁高炉中的实际运用情况而言，它所带来的社会和经济效益仍然是非常明显的。所以我们在冶金技术的应用和研究上应该加大力度。

一、冶金技术的分类

随着当下先进的冶金技术不断地在高炉炼铁中的应用，使得高炉炼铁技术在冶金技术的辅助下得到了质的飞跃。冶金技术是从天然的金属矿石中提取出金属物或者金属化合物，经过后期加工所形成的金属材料的技术，以下为目前常用的冶金技术方法。

1.电冶金技术

所谓的电冶金技术，就是一种使用电力电能将金属原料从矿物中提炼出来的技术手段。电冶金技术主要可以分为两种：一种采用电热冶金的方式，另一种则采用电化冶金的方式。前者主要是通过将高温电能转换成热量，通过高温加工提取出矿石中的各种金属物质。后者主要是通过利用放射性电子的化学反应，来对各种金属材料进行提取[1]。

2.火法冶金技术

火法冶金是在高温条件下进行含有金属物质的矿石进行高温冶炼的技术方法，礦石在高温的状态下发生物理变化，其物理形态由固态转变成液态，在经过一系列的加热和加工过程，其他杂质被分离出去，最终得到的就是我们所需要的金属材质或者合金[2]。

3.湿法冶金技术

湿法冶金是在化学溶剂中进行冶金的过程，这种技术对温度的要求温度不用很高，这是与前两种冶金方法完全不同的。将矿石浸入到化学溶剂中去，化学溶剂与金属产生化学反应，同时在反应过程中，金属是以离子的状态从矿石中进入溶液中。通过净化反应去除金属中的杂质，最后通过还原反应把金属物质提取出来。这一系列的过程都在溶液中完成[3]。

二、炼铁高炉中冶金技术的应用

1.高炉双预热技术

在目前我国炼铁高炉中常见和采用的冶金工艺技术有多种，其中之一便是炼铁高炉双预热技术。这种工艺技术主要指的就是利用充分地将炼铁加热到高炉中的煤气和加热风机烟道中混合物气体发生相互反应而形成的高温，为炼铁加热工艺的全过程提供了足够量的加热。这种由于煤气与混合成的气体共同组成而产生的高温经过了预热之后，可以直接让炼铁高炉的工作温度可以达到几百度的最佳高温，这在目前我国许多大型钢铁公司的研发和生产中被广泛地使用，其中一些技术较为先进的企业，高风温度甚至可以达到千度以上。采用余温回收技术，可以将反应过程中的高炉废气热代替化学热，从而节约了能源的消耗，提升了原料的使用率和炼铁的生产力，不仅使企业的经济效益得到明显的提升，同时可以节约能源。根据有关部门的数据统计，这项技术，在行业内可以实现余温的回收率达到25%以上，在科学技术发展迅速的今天，这项技术的回收率会有更大的提升空间。

2.高炉干法除尘

高炉干法除尘是高炉炼铁生产工艺中经常使用的一种控制式除尘工艺，主要分为干法除尘技术和湿法除尘技术两种。而干法式的静电除尘又可以细分为布袋式的除尘机和高压式的静电除尘机。在我们经历了大量研究后发现，布袋除尘器的使用是否能够符合目前我国严重缺乏水源的现状，并且能够在生产过程中还是能够做到对于成本进行有效控制。这一新型技术于20世纪80年代被广泛引入到我国，在国内已经广泛应用了将近四十年。这一工艺技术在最初被广泛采用时候，由于当时工艺技术的落后，普遍采用的是加压煤气反吹布袋除尘工艺操作，虽然缓解了一部分的生态环境问题，但是对于当时的现实情况，属于九牛一毛。因此，这一技术在很多大型的钢铁企业中没有得到更好地发展。于是在上个世纪末期我国逐渐开始自主的研发新的高炉干法除尘技术——高炉煤气低压脉冲布袋除尘技术[3]，这一技术在我国的炼铁高炉中得到了广泛使用。我国的炼铁工艺得到了快速地发展，也促进了我国经济的不断向前进步。

3.高炉喷煤

炼焦工艺作为冶炼钢铁高炉必不可少的一项工艺，它不仅为冶炼工艺过程中提供了热能。还能够保证冶金工艺和铁矿石技术之间能够实现互相转化。然而这一新型技术在实际应用的时候都比较复杂，造成的人工和生产费用也比较大，还甚至会对周围的自然环境带来严重破坏。而目前高炉上喷煤工艺的使用就是指通过高炉的风口把剩余煤粉吹入炉膛内，这样就可以直接给煤炭的生产带来所需的能源和热量。有效地减少了对环境的危害和污染，并且大大降低了企业生产的费用。在整个炼铁锅炉生产的工艺流程中，需要我们通过对燃油的使用和煤粉燃烧速度等因素来实现有效地控制和改善，从而使生产达到效益的最大化。

三、冶金技术的发展趋势

随着时代的发展，冶金工艺和技术也正在不断地发展升级，并引入了工程动力学和热力学等相关知识，从而不断地深化冶金工艺和技术改革。与此同时，我国冶金工业技术的不断进步和发展，建立了热力学智能化的数据库，将先进的电子计算机和网络带到了冶金工业技术领域，继而使我们实现了一套智能化系统。此外，冶金工艺和技术也越来越注重对生态环境的维护，除了减少能源消耗外，还使企业取得了效益的最大化。所以，在我国冶金工业技术不断进步和发展的这个过程中，我们就应当要注意以下几个问题。

1.氢技术的探索研究

要想加强高炉炼铁技术，其最为关键的一大要素是提高技术的反应效率。以下是提高反应效率的几种方法：第一种，是把焦炭与矿石调制得最佳的搭配成分相同的比例，通过在其中添加催化剂，然后再在低温、高速中不断地进行还原，使它们可以获得较好的反应效果;第二种，是在炼焦的工艺中添加了碳化氢，对其進行了低温还原，一方面C2O的排放得到有效地减少，又优化了透气性，提高高炉冶金工艺的性能，这种还原氢技术也正在不断探索之中。

2.优化反应技术，提高环境生态保护，实现可持续发展

一方面，不断地创新和改进高炉炼铁的反应工艺和技术，提高了反应的效率，例如通过各种科学研究可以实现矿、焦之间的最好配比，通过各种工艺控制不同时间和温度来促进还原反应，通过在其中加入新型的催化剂，提高了反应的质量和效率，降低了反应所发生的难度和环境变化;另一方面，改善炼焦配煤工艺体系，设计出各种适宜于生产要求的最优配煤工艺解决方案，开发新型再生能源，逐步减少高炉炼铁焦比，降低对煤焦的依赖程度，从而减少碳的排放量，起到保护生态环境的作用。

3.探索可再生的无污染技术

在进行炼铁工作的过程中，企业首先应该重视和考虑的就是如何进一步减少燃煤和石油产品的比例，来开发相关技术，以减少燃煤的消耗和保护环境。在进行探索可再生能源领域的研究方面，利用氢化合物技术取得的效益是最好的，尽管目前还正处于研究和推广阶段，但有可能会使其作为未来实现可再生能源全球化和无污染技术发展的新路径。在当今的市场条件下，高炉炼铁工艺和技术正在不断高速进行创新和改革。在这个过程中，虽然大幅度提升了自己对资源的使用率，但与西方一些发达国家相比，我们还有许多努力和空间。所以，这就需要我们在掌握和学习先进冶金工艺和技术的基础上，更加需要不断优化高炉炼铁工艺和技术，不畏艰苦，勇于实践和探索出适用当前经济社会现状的新型清洁能源技术，树立可持续发展的环保理念，保障我国冶金技术的向前发展与应用研究。

结束语

如今，随着高新科技的不断发展，冶金技术一直不断优化、改善，冶金技术在高炉炼铁工艺中的使用范围也逐步全面，因此我国的企业应该提高对高炉炼铁工艺的重视程度，在保障冶金技术稳定发展的同时，改善传统工艺设施，以期促进我国炼铁行业和经济的发展。

参考文献：

[1]张海平.炼铁高炉冶金技术的应用与发展[J].科技创新与应用，2015（21）：109.

[2]张莹.冶金技术在炼铁高炉中的应用和发展[J].山东工业技术，2018（05）：43.

[3]杨连阔.分析冶金技术在炼铁高炉中的应用以及发展情况[J].山东工业技术，2017（20）：24.