煉鐵高爐中冶金技術的應用分析

徐志輝 陳美芳

【摘要】隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對鋼鐵產(chǎn)量和質量有了嶄新的要求，同時也對現(xiàn)有冶金技術提出了考驗。本文通過對當今冶金技術的介紹分析并通過冶金技術在煉鐵高爐中的具體使用案例展示了冶金技術的優(yōu)勢，為了更好的適應時代需要針對冶金技術提出了合理的建議。

【關鍵詞】冶金技術；煉鐵高爐；應用分析；探究發(fā)展

一、引言

目前為止，鋼結構材料是使用較為廣泛相對產(chǎn)量也較大一種材料，所以市場對鋼結構的需求量大，這就要求我國冶金業(yè)的不斷發(fā)展、創(chuàng)新和改革以求滿足社會需求。當下較為普遍的鋼鐵生產(chǎn)主要為高爐煉鐵，初期生產(chǎn)技術跟不上所以粗鋼產(chǎn)量較大，隨著冶金技術應用與高爐煉鐵，生產(chǎn)工藝得到顯著提高，相比于初期來說技術更成熟產(chǎn)品質量也更好，一切都向好的方向發(fā)展，但是不能忽略的是問題依舊存在技術仍需改革完善，下文主要是展示現(xiàn)有冶金技術在高爐煉鐵中的應用，并對冶金技術提出了新的期望。

二、現(xiàn)有冶金技術

所謂冶金技術就是指將金屬或金屬化合物從天然礦石中取出，并加工成所需金屬材料的工藝方法?，F(xiàn)階段主要包括以下幾種冶金技術：

（一）火法冶金?；鸱ㄒ苯鹬傅氖窃诟邷貤l件下對礦石進行冶煉的方法。首先通過高溫使礦石發(fā)生物理變化，即由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)甚至氣態(tài)，隨著物體形態(tài)的變化礦石內部各物質得到有效分離，同時也增大了相互接觸面積，伴隨產(chǎn)生化學變化生成相應的單質或是化合物，同時放出熱量提高冶金所需溫度?；鸱ㄒ苯鹬荚趯⑺杞饘倥c其他雜質分離開來，常見操作過程為：干燥------焙解------焙燒------熔煉------精煉------蒸餾------提取。

（二）電冶金。顧名思義所謂電冶金就是指利用電能來提取礦石中所需金屬的方法。電冶金又可分為兩大類，一種是電化冶金，該方法主要是利用電化學反應將所需金屬提取出來為化學反應。另一種是電熱冶金，該法與火法冶金基本相同，唯一的區(qū)別在于該方法所需要的熱能來源于電能。

三、高爐煉鐵中的具體冶金技術

由上述內容可看出現(xiàn)有的冶金技術為火法冶金、濕法冶金和電冶金，但僅限于單純冶金不受限制時使用，冶金技術在高爐煉鐵中會受到些限制，下文指出冶金技術在高爐煉鐵中具體應用：

（一）高爐干法除塵。高爐除塵現(xiàn)階段多采用干法除塵，具體可分為兩種：第一種為布袋除塵，到現(xiàn)在也已經(jīng)有30年的歷史，引進初期主要利用加壓煤氣反吹大布袋來達到除塵效果，該方法對高爐要求過多，所以并沒有被廣泛使用，隨著時間推移和技術改進到90年代已稍顯成熟，原有的加壓煤氣法改進為高爐煤氣低壓脈沖布袋法，該技術可應用于1000立方米以下的高爐中，相較于原來所能應用的高爐范圍更廣，所以在短時間內得到了很大的推廣和使用，同時也大大提升了高爐煉鐵除塵技術的質量，目前仍在繼續(xù)研究可用高爐范圍以提升到2600立方米。另一種為高壓靜電除塵，相比于第一種除塵方法第二種成本較高且效果不如前者，所以該種方法在實際應用中沒有得到推廣。

（二）高爐噴煤技術。高爐噴煤技術即在高爐風口向內部噴煤粉，此舉既可以將煤粉作為燃燒物來提供冶煉所需熱量還能把煤粉當作還原劑與鐵礦石發(fā)生反應。在傳統(tǒng)煉鐵技術中焦炭的作用與煤粉作用別無二致，所以在作用相同的噴煤技術中焦炭含量減少，不僅可以減少煉焦的成本和設備也能降低對環(huán)境的破壞污染，同時高爐煉鐵焦比也會下降，提高高爐煉鐵質量，可以說高爐噴煤技術將原有高爐煉鐵推向一個嶄新的高度。

三、高爐煉鐵冶金技術的優(yōu)化方案

隨著時代要求的增加，冶金技術不再只是固守一隅，動力學和工程學及其他新興學科的加入，會使得冶金技術更加多樣科學。就熱力學來說，熔渣結構和物理性質的研究有利于優(yōu)化高爐煉鐵冶金技術。

首先要提高反應效率，無論是燃燒還是氧化還原或是其他反應，只有提高反應效率才能提高煉鐵效率，降低成本。在高爐煉鐵中可以通過選擇礦石與焦炭最佳配比來提高反應效率，或是添加催化劑等來提高反應效率。其次是減少對焦煤資源的使用，適當?shù)臏p少焦煤的投入加大焦煤煉化程度，使得所得鐵中焦比下降，或是通過優(yōu)化煉焦系統(tǒng)來實現(xiàn)所需配煤模型。再有加強對碳化氫的探究使用，碳化氫可在低溫下發(fā)生氧化還原反應，有效吸收二氧化碳含量，同時還能擴大熔融帶可利用空間，不僅會吸收廢氣還能增強高爐的功用，可見碳化氫的使用為高爐煉鐵帶來了福音，目前來看對于氫利用的探索還不甚全面，應堅持不懈的探索發(fā)現(xiàn)并加以有效利用，提高高爐煉鐵的效率功能。

隨著高爐煉鐵冶金技術的發(fā)展，很多問題也隨之而來：相關廢氣的隨意排放，目前環(huán)境安全也是大家所關心和重視的話題，應注重對廢氣排放的達標處理；對能源的二次利用不足，現(xiàn)有生產(chǎn)結構能源利用率低增加成本，加大對能源的二次利用減少不必要的成本浪費提高能源利用率；產(chǎn)業(yè)較散落，且大型企業(yè)較少，首先產(chǎn)業(yè)分布不集中會使得運輸成本增大污染也不能集中處理，所以應對其進行相應處理，努力提升冶金水平追趕世界發(fā)展水平。

四、結語

隨著經(jīng)濟的發(fā)展對高爐煉鐵冶金技術來說是一次提升的機會，現(xiàn)階段常用的冶金技術分為火法冶金、濕法冶金和電冶金三種主要方式，冶金技術在高爐煉鐵中具體應用有高爐干法除塵技術、高爐噴煤技術和高爐雙預熱技術，這些技術的加入使用讓高爐煉鐵焦比下降，污染相對減少，廢氣得到回收利用變廢為寶，大大改進了原有高爐煉鐵冶金技術。在發(fā)展進步的同時也應注意到現(xiàn)存的問題，環(huán)境污染和能源利用問題還有其他細節(jié)上的問題，例如分布地址、高爐數(shù)量和爐熔大小等都是亟待解決的問題。同時時代在發(fā)展科技在進步，冶金技術如果止步不前只會被社會遺棄，所以面對新科技的風潮應不斷汲取吸收相關技術的研究成果，不斷革新不斷進步適應不斷發(fā)展的社會只有這樣才能在歷史長河中不被淘汰。

參考文獻

[1]羅西希.雙輝等離子表面冶金技術制備Fe-Al-Cr合金層及其性能研究[D].南京航空航天大學，2014.

作者簡介

徐志輝（1983.6-），河北唐山人，?？?，河北唐銀鋼鐵有限公司，工程師，主要研究方向：冶金工程煉鐵方向。