煉鐵高爐冶金技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展探討

欒立賢 夏明 江棟棟

摘要：科學(xué)技術(shù)的日新月異，使得我國(guó)的生產(chǎn)技術(shù)也需要進(jìn)行不斷地創(chuàng)新和改進(jìn)。而冶金技術(shù)這幾年也取得了不小的進(jìn)步，且被廣泛地使用在煉鐵高爐中。但是，相對(duì)來(lái)說(shuō)，其整體水平還是無(wú)法和發(fā)達(dá)國(guó)家相比較。分析我國(guó)目前的冶金技術(shù)，雖然，已經(jīng)為煉鐵企業(yè)帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益，但是還存在一定的問(wèn)題，在材料的使用上不夠節(jié)能環(huán)保，且技術(shù)不夠創(chuàng)新等。本文分析了冶金技術(shù)在煉鐵高爐中的發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用，提出了未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，希望有關(guān)人員能不斷推動(dòng)冶金技術(shù)的發(fā)展，提高煉鐵高爐的利用率，積極探索新能源。

關(guān)鍵詞：煉鐵高爐;冶金技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展

引言：

很早以前，由于生產(chǎn)技術(shù)的落后，基本都是采用煉鐵高爐技術(shù)。而現(xiàn)今隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，冶金技術(shù)也得到了快速發(fā)展，特別是冶金技術(shù)在高爐煉鐵中的應(yīng)用，大大提高了煉鐵的效率和經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)使用冶金技術(shù)，促進(jìn)了煉鐵行業(yè)的發(fā)展，提高了煉鐵技術(shù)水平，同時(shí)起到了節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的作用，最終使得企業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中站穩(wěn)了腳跟。對(duì)此，本文對(duì)煉鐵高爐中的冶金技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)和進(jìn)一步研究。

一、冶金技術(shù)在煉鐵中的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）火法冶金技術(shù)

火法冶金技術(shù)是需要在高溫條件下才能進(jìn)行冶金的。礦石經(jīng)過(guò)干燥、焙燒、精煉等經(jīng)過(guò)一系列處理后，會(huì)發(fā)生物理、化學(xué)變化，漸漸由原來(lái)的狀態(tài)變?yōu)閺?fù)合物的狀態(tài)，并集中于氣體、液體和固體中，使得目標(biāo)金屬與其他雜質(zhì)充分地分離。通常，由于火法冶金技術(shù)的溫度需要很高，其所需熱量基本上都通過(guò)燃料燃燒來(lái)提供，不過(guò)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)也可提供。每個(gè)程序都很重要，重點(diǎn)對(duì)部分細(xì)節(jié)進(jìn)行了分析。首先是干燥，物料的水分可以通過(guò)氣流干燥法來(lái)去除。先將物料放入破碎機(jī)中，用高溫?zé)犸L(fēng)氣流進(jìn)行粉碎，同時(shí)呈現(xiàn)一種懸浮狀態(tài)，與高溫氣流完全接觸，幾秒鐘以后就可以達(dá)到快速干燥的效果。其次是焙燒。這個(gè)環(huán)節(jié)是為了給下一個(gè)步驟做基礎(chǔ)的準(zhǔn)備工作的。當(dāng)然了，不同工藝也有好幾種方法，那么具體有以下幾種，有還原方式、氧化焚燒方式、氯化方式、揮發(fā)方式等。其中，氧化焙燒和還原焙燒這兩種是經(jīng)常被使用的。最后是提煉。這一過(guò)程實(shí)際上是去除雜質(zhì)。精煉分為化學(xué)和物理精煉兩種。其中，氧化精煉屬于化學(xué)精煉，蒸餾屬于物理精煉。

（二）濕法冶金

濕法冶金不同于其他的冶金技術(shù)。濕法冶金主要是通過(guò)溶液進(jìn)行冶金的一個(gè)過(guò)程，這種冶金技術(shù)不需要太高的溫度，一般的過(guò)程就是先進(jìn)行浸沒(méi)，然后再對(duì)其進(jìn)行凈化，最后就是制作金屬。在第一次浸泡時(shí)，要加入溶劑用來(lái)處理礦石，讓金屬與溶劑發(fā)生反應(yīng)，等到金屬變成離子狀態(tài)的時(shí)候進(jìn)入到溶液中。然后就是凈化了，需要從金屬中去除雜。最后，金屬在生產(chǎn)時(shí)需要用其他的辦法把凈化溶液中的金屬提取出來(lái)，將其還原的過(guò)程。

（三）電冶金技術(shù)

電冶金技術(shù)主要有兩種冶金方法。第一種，電化學(xué)冶金，第二種，電熱冶金。這兩種主要的操作模式是都要用到電能，然后從基本的材料中提取金屬材料，與礦石一樣。其中，電熱冶金主要通過(guò)將電能轉(zhuǎn)化為熱能并把原材料經(jīng)過(guò)高溫處理之后而獲取的過(guò)程。而電化學(xué)冶金則是通過(guò)一系列電化學(xué)反應(yīng)從原材料中提取出金屬。

二、冶金技術(shù)在煉鐵高爐中的應(yīng)用

（一）高爐雙預(yù)熱技術(shù)

煉鐵高爐可以使用很多的冶金技術(shù)，而高爐雙預(yù)熱技術(shù)就是其中之一。主要是將高爐內(nèi)所有的煤氣進(jìn)行充分燃燒，然后和熱風(fēng)爐中的煙道內(nèi)殘余混合氣體進(jìn)行相互作用，最終產(chǎn)生的高溫廢物。它可以作為鋼鐵制造過(guò)程中的熱源，還可以將氣體和助燃的空氣加熱到300攝氏度以上。它被廣泛地用于中國(guó)一半以上的大型鋼鐵公司的生產(chǎn)中。使用該技術(shù)不僅可以節(jié)約能源，還能提高焦炭的效率以及煉鐵的工作效率，減少環(huán)境污染。這幾年，這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)鋼鐵行業(yè)的使用，對(duì)于那些廢棄預(yù)熱的回收率也提高了，相信隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，回收率還會(huì)大幅度提升。

（二）高爐干法除塵

高爐除塵技術(shù)也包括干法除塵和濕法除塵。干式除塵又可分為高壓靜電除塵和布袋除塵。布袋除塵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，它在生產(chǎn)使用中的成本較低，且應(yīng)用效果極好，節(jié)省費(fèi)用。我國(guó)對(duì)于水資源是比較短缺的，為此我國(guó)在早期就引進(jìn)了高爐布袋除塵技術(shù)。布袋除塵技術(shù)在高爐煉鐵中的使用初期，在很多的大型煉鐵公司中這些技術(shù)沒(méi)有得到有效的推廣和使用，因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒(méi)有多少煉鐵企業(yè)能夠采用這項(xiàng)技術(shù)。后期，經(jīng)過(guò)幾十年的研究，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，中國(guó)在煉鐵方面終于自主研發(fā)出了高壓爐媒氣低壓脈沖布袋除塵技術(shù)，從研發(fā)到廣泛的應(yīng)用，僅僅是經(jīng)歷了短短的五六年，就已經(jīng)被普遍使用在了1000立方米以下的大多數(shù)高爐上，同時(shí)，煉鐵行業(yè)的制造工藝也取得了巨大進(jìn)步。近年來(lái)，干法除塵冶金技術(shù)的發(fā)展逐漸走向成熟，已經(jīng)可以應(yīng)用于2600m3以下的煉鐵高爐中。

（三）高爐噴煤技術(shù)

在煉鐵高爐中，焦炭是高爐煉鐵的必需品，是一項(xiàng)比較重要的項(xiàng)目。焦炭不僅可以把礦石中的金屬進(jìn)行還原，同時(shí)，它還可以在熔煉過(guò)程中提供所需的高溫。但是，該技術(shù)在使用過(guò)程中由于工序的復(fù)雜性，產(chǎn)生相對(duì)較高的生產(chǎn)成本，嚴(yán)重破壞周圍環(huán)境。而高爐的噴煤技術(shù)則可以直接為生產(chǎn)提供熱量，只需要在高爐的風(fēng)口將煤粉噴到爐中即可，且并不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，還能節(jié)省生產(chǎn)成本。另外，在整個(gè)高爐制鐵的過(guò)程中，如果有效地控制好燃料的使用和煤粉的燃燒率，則可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)利潤(rùn)最大化的目的。這就是噴煤技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

三、煉鐵高爐冶金技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

向著節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。在當(dāng)前的發(fā)展來(lái)看，各個(gè)行業(yè)都提倡要實(shí)現(xiàn)“綠色”發(fā)展，這也就是意味著鋼鐵行業(yè)也同樣需要朝著這個(gè)方向去努力。首先，鋼鐵企業(yè)要不斷地改革和創(chuàng)新高爐煉鐵冶金技術(shù)，尋求新的技術(shù)，在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上適當(dāng)提高反應(yīng)效率?？梢酝ㄟ^(guò)加入新型的催化劑來(lái)提高反應(yīng)效率，可以有效控制溫度來(lái)提高反應(yīng)效率等;其次，需要對(duì)煉焦配煤系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。針對(duì)先階段的配煤系統(tǒng)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)符合實(shí)際冶煉需求的方案，對(duì)混煤比例進(jìn)行，減少在整個(gè)冶金過(guò)程中煤焦的使用量。這不僅可以減少碳的排放，還可以保護(hù)周圍環(huán)境。最后，探索可再生無(wú)污染技術(shù)。在生產(chǎn)中降低污染的排放量，向著無(wú)污染生產(chǎn)的方向發(fā)展，降低焦炭比例。在冶金技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，要盡量達(dá)到綠色環(huán)保的目的，同時(shí)可利用一些可再生能源技術(shù)來(lái)配合生產(chǎn)。即便，現(xiàn)今對(duì)于這些技術(shù)還正在研發(fā)中，但是，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在較大差距。但是相信在不久的將來(lái)，綠色技術(shù)一定會(huì)慢慢融入到煉鐵生產(chǎn)中。在市場(chǎng)環(huán)境下，不僅要對(duì)高爐煉鐵技術(shù)進(jìn)行積極的創(chuàng)新和改革，而且要提高資源利用率。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)煉鐵行業(yè)的不斷發(fā)展，使得對(duì)高爐煉鐵工作提出了更高的要求。那么，想要在高爐煉鐵工作中，充分將冶金技術(shù)的應(yīng)用效果發(fā)揮出來(lái)，煉鐵工作人員需要對(duì)于其各項(xiàng)工作進(jìn)行不斷改進(jìn)，不斷引進(jìn)新技術(shù)，同時(shí)，將環(huán)保與煉鐵技術(shù)相結(jié)合，從高爐煉鐵工作的客觀實(shí)際出發(fā)，研究制定出符合實(shí)際的冶金技術(shù)的實(shí)施方案，從而提高煉鐵工作效率，減少因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)而帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。

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