煉鐵高爐中冶金技術(shù)的應(yīng)用分析

徐志輝 陳美芳

河北唐銀鋼鐵有限公司 河北唐山 063000

煉鐵高爐中冶金技術(shù)的應(yīng)用分析

徐志輝 陳美芳

河北唐銀鋼鐵有限公司 河北唐山 063000

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)鋼鐵產(chǎn)量和質(zhì)量有了嶄新的要求，同時(shí)也對(duì)現(xiàn)有冶金技術(shù)提出了考驗(yàn)。本文通過對(duì)當(dāng)今冶金技術(shù)的介紹分析并通過冶金技術(shù)在煉鐵高爐中的具體使用案例展示了冶金技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為了更好的適應(yīng)時(shí)代需要針對(duì)冶金技術(shù)提出了合理的建議。

冶金技術(shù)；煉鐵高爐；應(yīng)用分析；探究發(fā)展

一、引言

目前為止，鋼結(jié)構(gòu)材料是使用較為廣泛相對(duì)產(chǎn)量也較大一種材料，所以市場(chǎng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的需求量大，這就要求我國(guó)冶金業(yè)的不斷發(fā)展、創(chuàng)新和改革以求滿足社會(huì)需求。當(dāng)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(shù)跟不上所以粗鋼產(chǎn)量較大，隨著冶金技術(shù)應(yīng)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(shù)更成熟產(chǎn)品質(zhì)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(shù)仍需改革完善，下文主要是展示現(xiàn)有冶金技術(shù)在高爐煉鐵中的應(yīng)用，并對(duì)冶金技術(shù)提出了新的期望。

二、現(xiàn)有冶金技術(shù)

所謂冶金技術(shù)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。現(xiàn)階段主要包括以下幾種冶金技術(shù)：

（一）火法冶金。火法冶金指的是在高溫條件下對(duì)礦石進(jìn)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(nèi)部各物質(zhì)得到有效分離，同時(shí)也增大了相互接觸面積，伴隨產(chǎn)生化學(xué)變化生成相應(yīng)的單質(zhì)或是化合物，同時(shí)放出熱量提高冶金所需溫度。火法冶金旨在將所需金屬與其他雜質(zhì)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(xué)反應(yīng)將所需金屬提取出來為化學(xué)反應(yīng)。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(shù)

由上述內(nèi)容可看出現(xiàn)有的冶金技術(shù)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(shí)使用，冶金技術(shù)在高爐煉鐵中會(huì)受到些限制，下文指出冶金技術(shù)在高爐煉鐵中具體應(yīng)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(jìn)初期主要利用加壓煤氣反吹大布袋來達(dá)到除塵效果，該方法對(duì)高爐要求過多，所以并沒有被廣泛使用，隨著時(shí)間推移和技術(shù)改進(jìn)到90年代已稍顯成熟，原有的加壓煤氣法改進(jìn)為高爐煤氣低壓脈沖布袋法，該技術(shù)可應(yīng)用于1000立方米以下的高爐中，相較于原來所能應(yīng)用的高爐范圍更廣，所以在短時(shí)間內(nèi)得到了很大的推廣和使用，同時(shí)也大大提升了高爐煉鐵除塵技術(shù)的質(zhì)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(shí)際應(yīng)用中沒有得到推廣。

（二）高爐噴煤技術(shù)。高爐噴煤技術(shù)即在高爐風(fēng)口向內(nèi)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(dāng)作還原劑與鐵礦石發(fā)生反應(yīng)。在傳統(tǒng)煉鐵技術(shù)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(shù)中焦炭含量減少，不僅可以減少煉焦的成本和設(shè)備也能降低對(duì)環(huán)境的破壞污染，同時(shí)高爐煉鐵焦比也會(huì)下降，提高高爐煉鐵質(zhì)量，可以說高爐噴煤技術(shù)將原有高爐煉鐵推向一個(gè)嶄新的高度。

三、高爐煉鐵冶金技術(shù)的優(yōu)化方案

隨著時(shí)代要求的增加，冶金技術(shù)不再只是固守一隅，動(dòng)力學(xué)和工程學(xué)及其他新興學(xué)科的加入，會(huì)使得冶金技術(shù)更加多樣科學(xué)。就熱力學(xué)來說，熔渣結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)的研究有利于優(yōu)化高爐煉鐵冶金技術(shù)。

首先要提高反應(yīng)效率，無論是燃燒還是氧化還原或是其他反應(yīng)，只有提高反應(yīng)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(yīng)效率，或是添加催化劑等來提高反應(yīng)效率。其次是減少對(duì)焦煤資源的使用，適當(dāng)?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(shí)現(xiàn)所需配煤模型。再有加強(qiáng)對(duì)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(yīng)，有效吸收二氧化碳含量，同時(shí)還能擴(kuò)大熔融帶可利用空間，不僅會(huì)吸收廢氣還能增強(qiáng)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(duì)于氫利用的探索還不甚全面，應(yīng)堅(jiān)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(shù)的發(fā)展，很多問題也隨之而來：相關(guān)廢氣的隨意排放，目前環(huán)境安全也是大家所關(guān)心和重視的話題，應(yīng)注重對(duì)廢氣排放的達(dá)標(biāo)處理；對(duì)能源的二次利用不足，現(xiàn)有生產(chǎn)結(jié)構(gòu)能源利用率低增加成本，加大對(duì)能源的二次利用減少不必要的成本浪費(fèi)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(huì)使得運(yùn)輸成本增大污染也不能集中處理，所以應(yīng)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)處理，努力提升冶金水平追趕世界發(fā)展水平。

四、結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)高爐煉鐵冶金技術(shù)來說是一次提升的機(jī)會(huì)，現(xiàn)階段常用的冶金技術(shù)分為火法冶金、濕法冶金和電冶金三種主要方式，冶金技術(shù)在高爐煉鐵中具體應(yīng)用有高爐干法除塵技術(shù)、高爐噴煤技術(shù)和高爐雙預(yù)熱技術(shù)，這些技術(shù)的加入使用讓高爐煉鐵焦比下降，污染相對(duì)減少，廢氣得到回收利用變廢為寶，大大改進(jìn)了原有高爐煉鐵冶金技術(shù)。在發(fā)展進(jìn)步的同時(shí)也應(yīng)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(xì)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(shí)時(shí)代在發(fā)展科技在進(jìn)步，冶金技術(shù)如果止步不前只會(huì)被社會(huì)遺棄，所以面對(duì)新科技的風(fēng)潮應(yīng)不斷汲取吸收相關(guān)技術(shù)的研究成果，不斷革新不斷進(jìn)步適應(yīng)不斷發(fā)展的社會(huì)只有這樣才能在歷史長(zhǎng)河中不被淘汰。

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。

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