冶金技術(shù)在煉鐵高爐中的應(yīng)用與發(fā)展

江孟杰

摘 要：隨著社會不斷進步，我國冶金技術(shù)飛速發(fā)展，已被廣泛應(yīng)用到煉鐵高爐中，冶金煉鐵效率與鋼鐵生產(chǎn)質(zhì)量明顯提高，極大地促進了煉鐵行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。因此，本文探討了煉鐵高爐中冶金技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煉鐵高爐；冶金技術(shù)；發(fā)展

引言

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

1冶金技術(shù)分類

1.1濕法冶金技術(shù)

在溶液里進行冶金過程中，需要利用濕法冶金技術(shù)，該技術(shù)對溫度的要求并不高，在運用濕法冶金技術(shù)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(fā)生反應(yīng)的溶液，對礦石進行浸泡，使得礦石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過程中，金屬會以離子的形式存在于溶液當(dāng)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(zhì)加以去除，從而確保分離出來的物質(zhì)不含有雜質(zhì)；最后，金屬的制備。對于金屬制備而言，其是對不含有雜質(zhì)的溶液進行電離處理，通過發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將需要的金屬加以提取的過程。

1.2電冶金技術(shù)

具體來講，電冶金技術(shù)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(shù)。通常情況下，電冶金技術(shù)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(xué)反應(yīng)的作用下，實現(xiàn)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?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化成為熱能的冶金過程。當(dāng)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(qū)別。

1.3火法冶金技術(shù)

所謂火法冶金技術(shù)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(fā)生一系列的化學(xué)和物理反應(yīng)，所以礦石的形態(tài)會發(fā)生變化，從而形成另外一種形態(tài)的單質(zhì)或者是化合物。在應(yīng)用火法冶金技術(shù)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(xué)反應(yīng)供給，進而順利完成火法冶金全過程?；鸱ㄒ苯鸬倪^程主要包含干燥、焙解、焙燒、熔煉、精煉、蒸餾、提取環(huán)節(jié)。

2煉鐵高爐中冶金技術(shù)的應(yīng)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(shù)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(fù)雜，冶煉成本也較高，環(huán)境污染嚴重。高爐噴煤技術(shù)在高爐的風(fēng)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(huán)境污染，有效地降低了煉鐵成本[2]。在煉鐵高爐的生產(chǎn)中，值得我們重點關(guān)注的是有效地降低燃料比及提升煤粉的燃燒率，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化的方法。我國長時間的高爐煉鐵技術(shù)的研究及實踐等都體現(xiàn)出降低煤渣比及精料是達到低燃料比、高煤比預(yù)想的生產(chǎn)基礎(chǔ)，采用預(yù)熱的技術(shù)設(shè)計是生產(chǎn)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(shù)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(yīng)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(shù)引進了我國，運用于煉鐵高爐已經(jīng)有三十余年了。在引進高爐干法布袋除塵技術(shù)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(dāng)時的大型高爐企業(yè)中高爐干法布袋除塵技術(shù)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(shù)的運用，通過十年的經(jīng)驗摸索和技術(shù)改進，我國終于在上個世紀90年代自主研發(fā)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(shù)。這項技術(shù)研發(fā)成果后其研究成果被迅速的應(yīng)用到了煉鐵高爐中，幾乎所有大型高爐企業(yè)新建的一千立方米以下的高爐上都采用了此項技術(shù)，使的我國的煉鐵冶金技術(shù)在短短七八年內(nèi)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。

2.3高爐雙預(yù)熱技術(shù)

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(xué)熱供給。高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)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(yīng)用回收利用副產(chǎn)煤氣，這就是給中國的節(jié)能減排做出了積極的貢獻，同時也降低了企業(yè)生產(chǎn)成本的有效方法。雙預(yù)熱技術(shù)的新熱源是熱風(fēng)爐煙氣低溫?zé)煔馀c熱源的混合物，這種混合氣體能夠?qū)⑷細庖约爸細夥疹A(yù)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(yù)熱高爐技術(shù)，采用高于1200℃鋼3號高爐的熱管熱回收預(yù)熱設(shè)備，對熱風(fēng)爐4號進行了預(yù)熱，雙設(shè)備雙管齊下，效果顯著。比如濟南煉鐵廠高爐生產(chǎn)的頂燃式熱風(fēng)爐的氣體應(yīng)用預(yù)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(shù)的發(fā)展探討

3.1向著“低焦煤、無污染”的方向發(fā)展

在現(xiàn)階段的發(fā)展計劃中，我國提倡各個行業(yè)向著“綠色”的方向發(fā)展，也就意味著冶金技術(shù)也需要向著“綠色”的方向發(fā)展。因此，需要通過以下方式來呼應(yīng)我國“綠色”發(fā)展理念：第一，隨著科技的發(fā)展不斷改革和創(chuàng)新高爐煉鐵反應(yīng)技術(shù)，通過尋找新技術(shù)和能源，改變現(xiàn)階段的一些技術(shù)來適當(dāng)提高實際反應(yīng)效率，比如：通過改變礦、焦的比例來提高反應(yīng)效率；通過加入新型的催化劑來提高反應(yīng)效率；通過對溫度進行有效控制來提高反應(yīng)效率等方式。第二，在發(fā)展中不斷優(yōu)化煉焦配煤系統(tǒng)，并通過適當(dāng)?shù)难芯縼碓O(shè)計符合實際冶煉需求的配煤方案，不斷優(yōu)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(tài)環(huán)境。第三，加大力度研究綠色冶金技術(shù)，降低生產(chǎn)過程中的污染排放量，向著無污染生產(chǎn)的方向發(fā)展，為冶金行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

3.2向著“可再生、新能源”的方向發(fā)展

隨著科技的發(fā)展，新技術(shù)和新能源已經(jīng)逐漸在各個行業(yè)中得到應(yīng)用，且在未來的發(fā)展中，將會有更多的可再生能源、高科技技術(shù)被研究出來。第一，就現(xiàn)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(chǎn)生的熱量來代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的焦煤，這樣可以降低焦煤的使用量，降低環(huán)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(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，且在未來的發(fā)展中，氫能源將會作為清潔能源在各個行業(yè)中應(yīng)用。

結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展與高新技術(shù)的普遍應(yīng)用，對于我國的煉鐵高爐中冶金技術(shù)的使用也得到了很大的提高。目前我國冶金技術(shù)的使用不僅追求較高的生產(chǎn)效率、低生產(chǎn)成本還對環(huán)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(shù)的研究與創(chuàng)新，從而保證這一技術(shù)的全面發(fā)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(shù)為例[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015，13（25）：161.

[2]孫志明.冶金技術(shù)在煉鐵高爐中的應(yīng)用和發(fā)展[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015，9（21）：426.

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

（作者單位：天津冶金集團軋三鋼鐵有限公司）