煉鐵高爐冶金技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

吳家江，李 廣，李 濤

（貴州省六盤水師范學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程系，貴州六盤水 553004）

煉鐵高爐冶金技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

吳家江，李 廣，李 濤

（貴州省六盤水師范學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程系，貴州六盤水 553004）

中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶來鋼鐵的質(zhì)量和產(chǎn)量方面需求不斷提高。通過冶金技術(shù)在煉鐵高爐中的現(xiàn)狀及現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，對(duì)其發(fā)展進(jìn)行展望。

煉鐵高爐；冶金技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

近些年，在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的帶動(dòng)下，市場(chǎng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)材料需求量較大，這就要求我國的冶金技術(shù)要逐步的完善、發(fā)展、創(chuàng)新來滿足市場(chǎng)需求。鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)普遍采用高爐煉鐵技術(shù)，由于早期生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展滯后，產(chǎn)品為粗鋼，冶金技術(shù)應(yīng)用于高爐煉鐵后，明顯提高了產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益，企業(yè)競(jìng)爭力得到提高，同時(shí)多樣化的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中找到了立足點(diǎn)。與此同時(shí)，技術(shù)的發(fā)展中也存在著不足仍需改革完善，下面具體分析煉鐵高爐冶金技術(shù)的應(yīng)用，展望發(fā)展前景。

1 冶金技術(shù)及我國高爐煉鐵發(fā)展現(xiàn)狀

隨著先進(jìn)的冶金技術(shù)應(yīng)用于高爐煉鐵中，高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展得到了質(zhì)的飛躍。冶金技術(shù)是將金屬和金屬化合物從天然礦石中取出，并加工而成所需的金屬材料的技術(shù)，下面介紹幾種冶金技術(shù)方法。

1.1 火法冶金

火法冶金是指將礦石在高溫條件下進(jìn)行冶煉的技術(shù)方法，先在高溫的狀態(tài)下，使礦石發(fā)生物理變化，表現(xiàn)為由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)甚至氣態(tài)，這樣礦石在物體形態(tài)發(fā)生變化的同時(shí)內(nèi)部物質(zhì)有效分離開來，接觸面增大，產(chǎn)物為單質(zhì)或化合物，當(dāng)熱量釋放冶金所需的溫度得到提高。

操作過程為：干燥—焙解—焙燒—熔煉—精煉—蒸餾—提取。

1.2 電冶金

電冶金是指礦石中的金屬材質(zhì)利用電能來提取的技術(shù)方法。其分為兩大類：一種是電熱冶金，與火法冶金基本相同，區(qū)別于由電能來提供熱能。第二種為電化冶金，方法是所需技術(shù)由電化學(xué)反應(yīng)提取。

1.3 濕法冶金

濕法冶金是在溶液中進(jìn)行的，溫度不高，操作過程為：侵出—凈化—制備金屬。

2 煉鐵高爐冶金技術(shù)的應(yīng)用

由上述內(nèi)容可以看出冶金技術(shù)分為3種，分別是火法冶金、電冶金、濕法冶金。冶金技術(shù)在高爐煉鐵中廣泛應(yīng)用，既節(jié)約材料、保護(hù)環(huán)境，也提高了經(jīng)濟(jì)效益。目前我國的煉鐵高爐冶金技術(shù)應(yīng)用主要表現(xiàn)為以下幾方面：

2.1 高爐噴煤技術(shù)

高爐冶金是指在高爐風(fēng)口向內(nèi)噴煤粉，煤粉是作為還原物與鐵礦石發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)也為冶煉過程中提供熱量。如今經(jīng)典的工藝流程為：中速磨制粉—熱風(fēng)爐廢氣+煙氣爐—大布袋收粉—并聯(lián)罐—直接吹風(fēng)—單管吹風(fēng)+分配器。傳統(tǒng)冶煉過程中焦炭與煤粉作用幾乎相同，但是使用煤粉可以減少焦炭含量，同時(shí)高爐煉鐵中的焦含量比例也會(huì)下降，既提高了煉鐵質(zhì)量，又防止了環(huán)境污染。以寶鋼為例，高爐煉鐵中的噴煤技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)的重大改革，是發(fā)展中的里程碑。

2.2 高爐干法除塵

高爐除塵技術(shù)包括干法除塵和濕法除塵兩種，干法除塵常見的方法有布袋除塵和高壓靜電除塵。我國于20世紀(jì)80年代引進(jìn)了高爐干法布袋除塵技術(shù)，至今已使用40多a，布袋除塵技術(shù)成本低運(yùn)行效果好，適合我國水資源缺乏這一國情。另一種為高壓靜電除塵，相比于布袋除塵，其成本較高效果不如前者，因此該方法在實(shí)際運(yùn)用中沒有得到推廣

2.3 高爐雙預(yù)熱技術(shù)

寶鋼、昆鋼、鞍鋼等多家企業(yè)在在煉鐵高爐中應(yīng)用了雙預(yù)熱技術(shù)后都取得了1 200℃以上的高風(fēng)溫，雙預(yù)熱技術(shù)就是利用高爐煤氣燃燒產(chǎn)生的高溫廢氣與熱風(fēng)爐煙道廢氣混合氣體作為熱源，混合氣體可將助燃空氣和煤氣預(yù)熱至300℃以上。此技術(shù)改善了熱風(fēng)爐燃燒工況，節(jié)約焦炭，提高利用率和高爐煉鐵率。以熱力學(xué)為基礎(chǔ)的計(jì)算分析表明，我國煉鐵率在高爐雙預(yù)熱技術(shù)中回收利用廢氣預(yù)熱僅為25.8%，這表明此值具有極大的提升空間。

3 煉鐵高爐冶金技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

冶金技術(shù)隨著時(shí)代的發(fā)展，不斷攝取相關(guān)專業(yè)的技術(shù)的新成就，也要引入動(dòng)力性和熱力學(xué)及其他新型學(xué)科，從而不斷深化充實(shí)冶金技術(shù)的改革發(fā)展。另一方面冶金技術(shù)不斷深化發(fā)展，建立起熱力學(xué)智能化數(shù)據(jù)庫。將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)引入到冶金技術(shù)應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)了智能化自控系統(tǒng)。除此之外，冶金領(lǐng)域也將更加關(guān)注生態(tài)環(huán)境保護(hù)的觀念，發(fā)展的同時(shí)兼顧生態(tài)環(huán)境保護(hù)，降低消耗的同時(shí)利益最大化，因此，在高爐煉鐵冶金技術(shù)的未來發(fā)展過程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

3.1 加強(qiáng)高爐煉鐵反應(yīng)技術(shù)，探索氫利用技術(shù)

如何加強(qiáng)高爐煉鐵反應(yīng)技術(shù)，提高反應(yīng)效率是關(guān)鍵。提高反應(yīng)效率的方法有：焦炭和礦石實(shí)現(xiàn)最佳配比例，通過添加催化劑，在低溫、高速中還原產(chǎn)物，從而提高反應(yīng)效率。在這其中利用碳化氫進(jìn)行低溫還原，不僅可以減少二氧化碳的排放量，還能改善熔融帶的透氣性，提高高爐冶金的性能。氫技術(shù)利用的原理在逐步的探索中進(jìn)行。

3.2 降低對(duì)煉焦煤資源的依賴度，探索可再生能源無污染的新技術(shù)

工業(yè)煉鐵的生產(chǎn)發(fā)展過程中，降低焦比，降低對(duì)優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源的依賴度是應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)，發(fā)展的同時(shí)減少消耗保護(hù)環(huán)境，做到通過煉焦配煤優(yōu)化系統(tǒng)，使煉煤生產(chǎn)需求的模型自動(dòng)優(yōu)化生成。在探索可再生能源方面，氫能技術(shù)利用還原效果較佳，目前處在研發(fā)階段，但有可能成為未來可再生能源無污染技術(shù)的新途徑。

在市場(chǎng)需求不斷提高的大環(huán)境下，高爐煉鐵冶金技術(shù)也在不斷的高速化創(chuàng)新改革發(fā)展。資源和能源利用率得到了不斷的改善，但是整體水平較發(fā)達(dá)國家發(fā)展還有差距，這就要求我們克服困難，不斷提高高爐煉鐵冶金技術(shù)，提高能源的二次利用率，對(duì)焦煤的利用度限制降低，積極探索新的能源技術(shù)，來保障我國煉鐵高爐冶金技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

[1] 陳達(dá)士.最新高爐煉鐵新工藝、新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007：244-256.

[2] 李維國.中國煉鐵技術(shù)的發(fā)展和當(dāng)前值得探索的技術(shù)問題[J].寶鋼技術(shù)，2014，（02）：1-17.

Application and Development of Metallurgical Technology of Blast Furnace

Wu Jia-jiang，Li Guang，Li Tao

China’s rapid economic development continuously improve steel quality and production demand.This article through the metallurgical technology present situation and real application in blast furnace，points out its development.

blast furnace；metallurgical technology；application；the development

TF53

A

：1003–6490（2016）10–0041–02

2016–09–26

吳家江（1993—），男（侗族），貴州凱里人，本科在讀，主要研究方向?yàn)橐苯鸸こ獭?/p>