冶金技術在煉鐵高爐中的應用和發展

張瑩

摘 要：隨著社會的進步，我國煉鐵行業在各方面都取得了較好的成績，冶金技術作為煉鐵高爐中較為常見的技術，已經得到了廣泛的應用和發展。本文將進一步探討冶金技術在煉鐵高爐中的應用和發展。

關鍵詞：冶金技術；煉鐵高爐；應用；發展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.035

在市場經濟的帶動下，冶金技術也在不斷創新和完善。鋼鐵生產過程中普遍采用的技術是高爐煉鐵技術，自從冶金技術應用于高爐煉鐵后，已經在很大程度上提高了生產質量和經濟效益，下面將對高爐煉鐵中的冶金技術進行簡單介紹，然后探討其在高爐煉鐵中的應用，并對其發展前景進行展望。

1 冶金技術及其應用

冶金技術是一項先進的技術，該技術主要是指通過從鐵礦石中提取金屬及其化合物，并通過適當的加工方法將其制成金屬材料。在通常情況下，冶金技術主要分為以下幾種：

1.1 生物冶金技術

生物冶金技術是一項較為常用的技術，該技術的部分環節是在溶液中進行的，且在整個冶金過程中，不需要較高的溫度來進行，通過“浸出→凈化→制備金屬”等過程來進行冶金。在此過程中，“浸出”過程通常先用溶劑來將礦石進行適當的處理，主要是通過化學反應來提取其中的金屬，對于一些較難浸出的礦石來說，需要在此之前進行預處理，使其成為易浸出的化合物，然后再展開浸出工藝?！皟艋边^程是去除雜質的過程，由于一些金屬在浸出的過程中融入了部分雜質，因此，需要對其進行凈化，提高其純度?！爸苽洹边^程是指通過置換反應、還原反應等方式從已經凈化的液態中提煉出金屬，達到冶金的目的[1]。

1.2 火法冶金技術

火法冶金技術是指在高溫條件下展開一系列的冶金過程，其主要通過“干燥→焙燒→熔煉→精煉→蒸餾→提取”等高溫過程來促使礦石發生一些列的物理變化和化學變化，使其由礦石狀態逐漸轉變為化合物狀態、單質狀態，達到去除雜質的目的。通常情況下，由于火法冶金所需要的溫度較高，通常通過燃料燃燒來進行熱量的供給，同時也可以通過適當的化學反應來進行供給。

在應用的過程中，上述的每個過程都發揮著重要作用，下面針對部分環節做探討：第一，干燥。該環節主要是脫去物料中的水分，并伴隨著部分化學反應。常用的干燥方法有氣流干燥法、圓筒干燥法等，前者是將物料裝入到破碎機中，通過高溫熱氣流來將其粉碎并呈現出戶懸浮的狀態，使其與高溫氣流直接接觸，在幾秒的時間內快速干燥，而后者則是通過回轉的圓筒干燥窯達到干燥的目的[2]。第二，焙燒。該環節是為下一步環節做基礎準備的環節，根據工藝的不同可以將其分為以下幾種方式：氧化方式、還原方式、鹽化方式、燒結方式以及揮發方式，其中氧化焙燒方式和還原焙燒方式是較為常用的方式。第三，精煉。精煉實際上是一個除雜的過程，可以分為兩大類，一是化學精煉，而是物理精煉。其中，化學精煉包括氧化精煉、堿性精煉等方式，物理精煉包括精餾精煉、熔析精煉等方式。

1.3 電冶金技術

電冶金技術，顧名思義是利用電能來提取礦石中的金屬，在使用的過程中可以分為兩種技術：一是電化冶金，該種方式是通過電解反應來進行冶金，根據反應過程中的電解液性質的不同，可以將其分為水溶電解方式和熔鹽電解方式。二是電熱冶金，該種方式與火法冶金相似，但是具有加熱速度較快、調溫較為準確、達到溫度較高等特點，在使用的過程中能夠減少金屬的燒損程度，但是這種方式的耗能較多，只能夠在電能充足的情況下才能夠使用并發揮出優勢。電阻——電弧熔煉方式是較為常見的電熱冶金方式，該方式利用電極與爐料之間產生的電阻熱量來熔煉金屬；等離子熔煉方法是一種先進的電熱冶金方法，其通過等離子弧來作為熱源進行冶金，具有溫度高、反應快等特點。

2 冶金技術的未來發展

2.1 向著“低焦煤、無污染”的方向發展

在現階段的發展計劃中，我國提倡各個行業向著“綠色”的方向發展，也就意味著冶金技術也需要向著“綠色”的方向發展。因此，需要通過以下方式來呼應我國“綠色”發展理念：第一，隨著科技的發展不斷改革和創新高爐煉鐵反應技術，通過尋找新技術和能源，改變現階段的一些技術來適當提高實際反應效率，比如：通過改變礦、焦的比例來提高反應效率；通過加入新型的催化劑來提高反應效率；通過對溫度進行有效控制來提高反應效率等方式。第二，在發展中不斷優化煉焦配煤系統，并通過適當的研究來設計符合實際冶煉需求的配煤方案，不斷優化配煤比例，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環境。第三，加大力度研究綠色冶金技術，降低生產過程中的污染排放量，向著無污染生產的方向發展，為冶金行業的可持續發展奠定良好基礎[3]。

2.2 向著“可再生、新能源”的方向發展

隨著科技的發展，新技術和新能源已經逐漸在各個行業中得到應用，且在未來的發展中，將會有更多的可再生能源、高科技技術被研究出來。第一，就現階段而言，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生的熱量來代替傳統意義上的焦煤，這樣可以降低焦煤的使用量，降低環境的污染。目前，氫能源的使用正在研究的初步階段，還沒有在各個行業中得到廣泛的應用，且在未來的發展中，氫能源將會作為清潔能源在各個行業中應用[4]。

總之，隨著科技的發展，冶金技術將會越來越完善，但是其整體發展水平與西方發達國家還存在著一定差距，因此，需要我國相關研究人員能夠致力于冶金技術的研究，使用新能源和新技術來代替傳統意義上污染較大的技術，推動冶金行業的發展，以帶動我國社會的經濟發展。

參考文獻：

[1]楊連闊.分析冶金技術在煉鐵高爐中的應用以及發展情況[J].山東工業技術，2017（20）：24.

[2]吳家江，李廣，李濤.煉鐵高爐冶金技術的應用與發展[J].化工設計通訊，2016，42（10）：41-42.

[3]張海平.煉鐵高爐冶金技術的應用與發展[J].科技創新與應用，

2015（21）：109.

[4]杜二冬.冶金技術在煉鐵高爐中的應用和發展[J].山西冶金，2011

，34（04）：80-81.endprint