承德建龙特殊钢有限公司 河北 承德 067201
摘 要：冶金技术是指从矿石中提取金属及其金属化合物，然后再使用各种加工方法将金属或金属化合物制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。改革开放以来，随着我国经济社会的高速发展，我国的冶金技术取得了巨大的进步，使得冶金炼铁效率得到了极大的提高，钢铁的生产质量也有了质的飞跃，基于此，本文主要对炼铁高炉中冶金技术的应用进行分析探讨。
关键词：炼铁高炉；冶金技术；应用分析
1、前言
钢铁生产技术普遍采用高炉炼铁技术，由于早期生产技术发展滞后，产品为粗钢，冶金技术应用于高炉炼铁后，明显提高了产量及经济效益，企业竞争力得到提高，同时多样化的市场经济环境中找到了立足点。
2、冶金技术及我国高炉炼铁发展现状
随着先进的冶金技术应用于高炉炼铁中，高炉炼铁技术的发展得到了质的飞跃。冶金技术是将金属和金属化合物从天然矿石中取出，并加工而成所需的金属材料的技术，下面介绍几种冶金技术方法。
2.1火法冶金
火法冶金是指将矿石在高温条件下进行冶炼的技术方法，先在高温的状态下，使矿石发生物理变化，表现为由固态变为液态甚至气态，这样矿石在物体形态发生变化的同时内部物质有效分离开来，接触面增大，产物为单质或化合物，当热量释放冶金所需的温度得到提高。操作过程为：干燥—焙解—焙烧—熔炼—精炼—蒸馏—提取。
2.2电冶金
电冶金是指矿石中的金属材质利用电能来提取的技术方法。其分为两大类：一种是电热冶金，与火法冶金基本相同，区别于由电能来提供热能。第二种为电化冶金，方法是所需技术由电化学反应提取。
2.3湿法冶金
在溶液中进行的冶金过程就是湿法冶金，湿法冶金的温度一般都不高。湿法冶金的过程：浸出—净化—制备金属。浸出过程是使用适当的溶剂对矿石进行处理，使需要提取的金属与溶剂反应，从而以离子的状态进入溶液的过程。对于某些比较难以浸出的矿石，需要在浸出前进行预处理，使其成为易于浸出的某种化合物。净化过程是由于部分金属同需要提取的金属一同进入了溶液，在溶液中将这些杂质去除的过程。制备金属是使用电积、还原、置换等方法从净化液中提取出目标金属的过程。
3、炼铁高炉冶金技术的应用
由上述内容可以看出冶金技术分为3种，分别是火法冶金、电冶金、湿法冶金。冶金技术在高炉炼铁中广泛应用，既节约材料、保护环境，也提高了经济效益。目前我国的炼铁高炉冶金技术应用主要表现为以下几方面：
3.1高炉喷煤技术
高炉冶金是指在高炉风口向内喷煤粉，煤粉是作为还原物与铁矿石发生反应，同时也为冶炼过程中提供热量。如今经典的工艺流程为：中速磨制粉—热风炉废气+烟气炉—大布袋收粉—并联罐—直接吹风—单管吹风+分配器。传统冶炼过程中焦炭与煤粉作用几乎相同，但是使用煤粉可以减少焦炭含量，同时高炉炼铁中的焦含量比例也会下降，既提高了炼铁质量，又防止了环境污染。以宝钢为例，高炉炼铁中的喷煤技术是现代技术的重大改革，是发展中的里程碑。
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3.2高炉双预热技术
炼铁高炉所需能源有78%是由焦炭和煤粉燃烧提供的，剩下的则由热风和炉料化学反应热提供。高炉炼铁过程中所用的煤炭有34%的能量会转换为副产煤气（包括高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气）。回收利用副产煤气是节能减排的重要手段，是降低生产成本的有效措施。双预热技术就是利用高炉煤气燃烧产生的高温废气与热风炉烟道废气的混合气体作为热源，混合气体可将煤气和助燃空气预热至300℃以上。
宝钢、昆钢、鞍钢等多家企业在炼铁高炉中应用了双预热技术后都取得了1200℃以上的高风温。宝钢3号热风炉使用分离型热管式余热回收双预热装置，4号热风炉使用分离型热管煤气、空气双预热器装置；济钢第二炼铁厂1号高炉投产后即使用顶燃式空气、煤气自身双预热热风炉，也得到了1200℃以上的外送热风。
采用余热回收技术，使用转炉煤气进行烧热风炉，利用高炉废气热代替化学热，以热管（金属）换热器预热助燃空气或煤气，有效节约了焦炭，改善了热风炉燃烧工况，提高了焦炭利用率和高炉炼铁率。目前，我国炼铁业在高炉双预热技术中回收利用的废气余热仅为25.8%，以热力学定律为基础的计算和分析表明，此值具有极大的提升空间。
3.3高炉干法除尘
高炉除尘技术可以分为干法和湿法除尘两种，通常在干法除尘的过程中需要湿法除尘作为备用。而干法除尘又分为高压静电除尘和布袋除尘两种，其中，布袋除尘的成本低且除尘效果较好，适用于水资源缺乏的地区。但是，从我国太钢1200m3高炉于1978年第一次引进该技术后，由于其操作麻烦，便没有推广使用。随着技术发展的成熟，我国自主研发的高炉煤气低压脉冲布袋除尘技术已在2600m3以下的高炉炼铁中广泛推广，使得炼铁工艺又一次飞跃。目前，我国已经解决了高炉开炉、长期休风、炉况失常时煤气的处理等问题，逐渐呈现出湿法除尘被淘汰的趋势。例如我国京唐5500m3的高炉使用了全干除尘法获得了成功，并取得了良好的效果。
4、炼铁高炉冶金技术的发展趋势
冶金技术随着时代的发展，不断摄取相关专业的技术的新成就，也要引入动力性和热力学及其他新型学科，从而不断深化充实冶金技术的改革发展。另一方面冶金技术不断深化发展，建立起热力学智能化数据库。将计算机网络引入到冶金技术应用中，实现了智能化自控系统。除此之外，冶金领域也将更加关注生态环境保护的观念，发展的同时兼顾生态环境保护，降低消耗的同时利益最大化，因此，在高炉炼铁冶金技术的未来发展过程中，应注意以下几点：
4.1加强高炉炼铁反应技术，探索氢利用技术
如何加强高炉炼铁反应技术，提高反应效率是关键。提高反应效率的方法有：焦炭和矿石实现最佳配比例，通过添加催化剂，在低温、高速中还原产物，从而提高反应效率。在这其中利用碳化氢进行低温还原，不仅可以减少二氧化碳的排放量，还能改善熔融带的透气性，提高高炉冶金的性能。氢技术利用的原理在逐步的探索中进行。
4.2降低对炼焦煤资源的依赖度，探索可再生能源无污染的新技术
工业炼铁的生产发展过程中，降低焦比，降低对优质炼焦煤资源的依赖度是应该关注的重点，发展的同时减少消耗保护环境，做到通过炼焦配煤优化系统，使炼煤生产需求的模型自动优化生成。在探索可再生能源方面，氢能技术利用还原效果较佳，目前处在研发阶段，但有可能成为未来可再生能源无污染技术的新途径。
在市场需求不断提高的大环境下，高炉炼铁冶金技术也在不断的高速化创新改革发展。资源和能源利用率得到了不断的改善，但是整体水平较发达国家发展还有差距，这就要求我们克服困难，不断提高高炉炼铁冶金技术，提高能源的二次利用率，对焦煤的利用度限制降低，积极探索新的能源技术，来保障我国炼铁高炉冶金技术的可持续发展。
5、结语
目前，我国炼铁高炉中的冶金技术虽然在部分高端领域取得进展，但是，整体水平与发达国家的先进水平还是有一定的差距，这就要求我们树立节能环保理念，不断地研究发展新的冶金技术，不断的推动高炉炼铁的发展，提高高炉喷煤的利用率，降低对煤焦的依赖程度，并积极的探索新的能源技术，以促进我国高炉炼铁冶金技术的持续发展。
参考文献：
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[2]李伟.浅谈冶金技术在炼铁高炉中的应用和发展[J].商品质量?建筑与发展，2014（10）：986.
论文作者:王海舰,吴国臣
论文发表刊物:《防护工程》2017年第1期
论文发表时间:2017/5/12
标签：高炉论文; 技术论文; 煤气论文; 湿法论文; 金属论文; 热风炉论文; 矿石论文; 《防护工程》2017年第1期论文;