冶金技術在煉鐵高爐中的應用與發展

江孟杰

摘 要：隨著社會不斷進步，我國冶金技術飛速發展，已被廣泛應用到煉鐵高爐中，冶金煉鐵效率與鋼鐵生產質量明顯提高，極大地促進了煉鐵行業穩定發展。因此，本文探討了煉鐵高爐中冶金技術的應用及發展。

關鍵詞：煉鐵高爐；冶金技術；發展

引言

目前，我國社會整體經濟的發展，對鋼材資源的使用數量與質量逐漸的提高，這就給冶金技術帶來了很大的壓力，需要不斷的完善與創新這一技術，從而提高我國鋼鐵能源的穩定供給。我國傳統的冶金技術在使用的過程中存在很多的弊端，技術比較落后，生產出的產品也多為粗鋼。在高爐煉鐵中使用冶金技術之后，對于鋼材的的生產量與質量都得到了很大的提高。與此同時，我國冶金技術并不夠完善還是存在一些漏洞，有待提高。

1冶金技術分類

1.1濕法冶金技術

在溶液里進行冶金過程中，需要利用濕法冶金技術，該技術對溫度的要求并不高，在運用濕法冶金技術期間，需要嚴格按照如下步驟進行，首先，浸出。浸出指的是在對礦石加以浸泡時，采用能夠和礦石發生反應的溶液，對礦石進行浸泡，使得礦石發生化學反應。在發生化學反應過程中，金屬會以離子的形式存在于溶液當中，可以將分離的金屬予以提取。其次，凈化。在對礦石分離出來的金屬溶液予以凈化處理時，主要目的是將雜質加以去除，從而確保分離出來的物質不含有雜質；最后，金屬的制備。對于金屬制備而言，其是對不含有雜質的溶液進行電離處理，通過發生氧化還原反應，將需要的金屬加以提取的過程。

1.2電冶金技術

具體來講，電冶金技術指的是合理地運用電能，將金屬予以提取的方法，該方法就稱之為電冶金技術。通常情況下，電冶金技術可以分為兩種，分別是電化冶金和電熱冶金，對于電化冶金而言，主要是通過在電化學反應的作用下，實現將所需要的金屬從溶體和溶液中提取出來的過程；而電熱冶金則是能夠將電能轉化成為熱能的冶金過程。當然，電熱冶金和火法冶金還是有很多的差別，最重要的是熱能來源有很大區別。

1.3火法冶金技術

所謂火法冶金技術指的是在高溫條件下，所展開的冶金過程。在高溫條件下，礦石能夠發生一系列的化學和物理反應，所以礦石的形態會發生變化，從而形成另外一種形態的單質或者是化合物。在應用火法冶金技術過程中，必須有一定熱能的支持，這些熱能主要是由所燃燒的燃料予以供給，有的熱能來源于化學反應供給，進而順利完成火法冶金全過程。火法冶金的過程主要包含干燥、焙解、焙燒、熔煉、精煉、蒸餾、提取環節。

2煉鐵高爐中冶金技術的應用

2.1高爐噴煤

焦炭在煉鐵高爐中是一個非常重要的冶煉項目，它在冶煉技術和鐵礦石之間起到了一個還原劑的作用，但是它的冶煉方式和過程都較為復雜，冶煉成本也較高，環境污染嚴重。高爐噴煤技術在高爐的風口將煤粉吹入爐膛，更加直接的提供了還原劑及熱量，大大減少了環境污染，有效地降低了煉鐵成本[2]。在煉鐵高爐的生產中，值得我們重點關注的是有效地降低燃料比及提升煤粉的燃燒率，實現經濟效益最大化的方法。我國長時間的高爐煉鐵技術的研究及實踐等都體現出降低煤渣比及精料是達到低燃料比、高煤比預想的生產基礎，采用預熱的技術設計是生產過程中的安全保障。

2.2高爐干法除塵

干法除塵和濕法除塵是高爐干法除塵技術的兩種主要類型，在干法除塵這一層面，又被分成了布袋除塵及高壓靜電除塵兩種方式，在這兩種方式中布袋除塵應用更為廣泛，因此此種除塵方法符合我國水資源相對缺乏的實際情況，并且其效果俱佳的同時運行的成本也較低。我國在上個世紀八十年代將高爐干法布袋除塵技術引進了我國，運用于煉鐵高爐已經有三十余年了。在引進高爐干法布袋除塵技術的初期，我國煉鐵高爐大部分采取的都是利用加壓煤氣對大布袋進行反吹的除塵方式，所以在當時的大型高爐企業中高爐干法布袋除塵技術在并沒有取得較好的推廣成果。在上世紀八十年代只有兩百立方米至三百立方米的煉鐵高爐可以進行這項技術的運用，通過十年的經驗摸索和技術改進，我國終于在上個世紀90年代自主研發出了高爐干法除塵的升級版：高爐煤氣低壓脈沖布袋除塵技術。這項技術研發成果后其研究成果被迅速的應用到了煉鐵高爐中，幾乎所有大型高爐企業新建的一千立方米以下的高爐上都采用了此項技術，使的我國的煉鐵冶金技術在短短七八年內發生了質的飛躍。

2.3高爐雙預熱技術

在煉鐵高爐中，所需能量的80%由焦炭和煤粉供給，其余20%由熱空氣和電荷的化學熱供給。高爐煤氣、焦爐煤氣和轉爐煤氣等將代替以煤為35%能源的高爐煉鐵過程。如果停止收受接管應用回收利用副產煤氣，這就是給中國的節能減排做出了積極的貢獻，同時也降低了企業生產成本的有效方法。雙預熱技術的新熱源是熱風爐煙氣低溫煙氣與熱源的混合物，這種混合氣體能夠將燃氣以及助燃氣氛預熱到300℃，甚至更高。

從包鋼、宣鋼、鞍鋼和濟鋼等多家公司來看，它們運用了預熱高爐技術，采用高于1200℃鋼3號高爐的熱管熱回收預熱設備，對熱風爐4號進行了預熱，雙設備雙管齊下，效果顯著。比如濟南煉鐵廠高爐生產的頂燃式熱風爐的氣體應用預熱后，室外熱空氣與之前相比高出很多。甚至超過1200度。

3冶金技術的發展探討

3.1向著“低焦煤、無污染”的方向發展

在現階段的發展計劃中，我國提倡各個行業向著“綠色”的方向發展，也就意味著冶金技術也需要向著“綠色”的方向發展。因此，需要通過以下方式來呼應我國“綠色”發展理念：第一，隨著科技的發展不斷改革和創新高爐煉鐵反應技術，通過尋找新技術和能源，改變現階段的一些技術來適當提高實際反應效率，比如：通過改變礦、焦的比例來提高反應效率；通過加入新型的催化劑來提高反應效率；通過對溫度進行有效控制來提高反應效率等方式。第二，在發展中不斷優化煉焦配煤系統，并通過適當的研究來設計符合實際冶煉需求的配煤方案，不斷優化配煤比例，以降低整個冶金過程對煤焦的依賴性，同時也能夠達到降低碳排放量的目的，在最大程度上保護周圍生態環境。第三，加大力度研究綠色冶金技術，降低生產過程中的污染排放量，向著無污染生產的方向發展，為冶金行業的可持續發展奠定良好基礎。

3.2向著“可再生、新能源”的方向發展

隨著科技的發展，新技術和新能源已經逐漸在各個行業中得到應用，且在未來的發展中，將會有更多的可再生能源、高科技技術被研究出來。第一，就現階段而言，可以通過碳氫化合物對礦石進行低溫還原處理，該方式不僅能夠提高整個冶金過程的透氣性，同時也能夠降低化合物的排放量，以便能夠在最大限度上提高高爐煉鐵的實際效率，包括提煉效率和能量利用效率。第二，有效利用氫能源，通過氫聚變或是裂變產生的熱量來代替傳統意義上的焦煤，這樣可以降低焦煤的使用量，降低環境的污染。目前，氫能源的使用正在研究的初步階段，還沒有在各個行業中得到廣泛的應用，且在未來的發展中，氫能源將會作為清潔能源在各個行業中應用。

結語

隨著我國社會經濟的不斷發展與高新技術的普遍應用，對于我國的煉鐵高爐中冶金技術的使用也得到了很大的提高。目前我國冶金技術的使用不僅追求較高的生產效率、低生產成本還對環境的保護提出更高的要求。這樣就需要我們不斷的提高冶金技術的研究與創新，從而保證這一技術的全面發展。

參考文獻

[1]郭虎，黃晶.淺析煉鐵高爐在能源利用率方面的改進—冶金技術為例[J].建筑工程技術與設計，2015，13（25）：161.

[2]孫志明.冶金技術在煉鐵高爐中的應用和發展[J].房地產導刊，2015，9（21）：426.

[3]陳達士.最新高爐煉鐵新工藝、新技術、新標準實用手冊[M].北京：冶金工業出版社，2007：244-256.

（作者單位：天津冶金集團軋三鋼鐵有限公司）