冶金技术在炼铁高炉中的应用和发展

张莹

摘 要：随着社会的进步，我国炼铁行业在各方面都取得了较好的成绩，冶金技术作为炼铁高炉中较为常见的技术，已经得到了广泛的应用和发展。本文将进一步探讨冶金技术在炼铁高炉中的应用和发展。

关键词：冶金技术；炼铁高炉；应用；发展

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

在市场经济的帶动下，冶金技术也在不断创新和完善。钢铁生产过程中普遍采用的技术是高炉炼铁技术，自从冶金技术应用于高炉炼铁后，已经在很大程度上提高了生产质量和经济效益，下面将对高炉炼铁中的冶金技术进行简单介绍，然后探讨其在高炉炼铁中的应用，并对其发展前景进行展望。

1 冶金技术及其应用

冶金技术是一项先进的技术，该技术主要是指通过从铁矿石中提取金属及其化合物，并通过适当的加工方法将其制成金属材料。在通常情况下，冶金技术主要分为以下几种：

1.1 生物冶金技术

生物冶金技术是一项较为常用的技术，该技术的部分环节是在溶液中进行的，且在整个冶金过程中，不需要较高的温度来进行，通过“浸出→净化→制备金属”等过程来进行冶金。在此过程中，“浸出”过程通常先用溶剂来将矿石进行适当的处理，主要是通过化学反应来提取其中的金属，对于一些较难浸出的矿石来说，需要在此之前进行预处理，使其成为易浸出的化合物，然后再展开浸出工艺。“净化”过程是去除杂质的过程，由于一些金属在浸出的过程中融入了部分杂质，因此，需要对其进行净化，提高其纯度。“制备”过程是指通过置换反应、还原反应等方式从已经净化的液态中提炼出金属，达到冶金的目的[1]。

1.2 火法冶金技术

火法冶金技术是指在高温条件下展开一系列的冶金过程，其主要通过“干燥→焙烧→熔炼→精炼→蒸馏→提取”等高温过程来促使矿石发生一些列的物理变化和化学变化，使其由矿石状态逐渐转变为化合物状态、单质状态，达到去除杂质的目的。通常情况下，由于火法冶金所需要的温度较高，通常通过燃料燃烧来进行热量的供给，同时也可以通过适当的化学反应来进行供给。

在应用的过程中，上述的每个过程都发挥着重要作用，下面针对部分环节做探讨：第一，干燥。该环节主要是脱去物料中的水分，并伴随着部分化学反应。常用的干燥方法有气流干燥法、圆筒干燥法等，前者是将物料装入到破碎机中，通过高温热气流来将其粉碎并呈现出户悬浮的状态，使其与高温气流直接接触，在几秒的时间内快速干燥，而后者则是通过回转的圆筒干燥窑达到干燥的目的[2]。第二，焙烧。该环节是为下一步环节做基础准备的环节，根据工艺的不同可以将其分为以下几种方式：氧化方式、还原方式、盐化方式、烧结方式以及挥发方式，其中氧化焙烧方式和还原焙烧方式是较为常用的方式。第三，精炼。精炼实际上是一个除杂的过程，可以分为两大类，一是化学精炼，而是物理精炼。其中，化学精炼包括氧化精炼、碱性精炼等方式，物理精炼包括精馏精炼、熔析精炼等方式。

1.3 电冶金技术

电冶金技术，顾名思义是利用电能来提取矿石中的金属，在使用的过程中可以分为两种技术：一是电化冶金，该种方式是通过电解反应来进行冶金，根据反应过程中的电解液性质的不同，可以将其分为水溶电解方式和熔盐电解方式。二是电热冶金，该种方式与火法冶金相似，但是具有加热速度较快、调温较为准确、达到温度较高等特点，在使用的过程中能够减少金属的烧损程度，但是这种方式的耗能较多，只能够在电能充足的情况下才能够使用并发挥出优势。电阻——电弧熔炼方式是较为常见的电热冶金方式，该方式利用电极与炉料之间产生的电阻热量来熔炼金属；等离子熔炼方法是一种先进的电热冶金方法，其通过等离子弧来作为热源进行冶金，具有温度高、反应快等特点。

2 冶金技术的未来发展

2.1 向着“低焦煤、无污染”的方向发展

在现阶段的发展计划中，我国提倡各个行业向着“绿色”的方向发展，也就意味着冶金技术也需要向着“绿色”的方向发展。因此，需要通过以下方式来呼应我国“绿色”发展理念：第一，随着科技的发展不断改革和创新高炉炼铁反应技术，通过寻找新技术和能源，改变现阶段的一些技术来适当提高实际反应效率，比如：通过改变矿、焦的比例来提高反应效率；通过加入新型的催化剂来提高反应效率；通过对温度进行有效控制来提高反应效率等方式。第二，在发展中不断优化炼焦配煤系统，并通过适当的研究来设计符合实际冶炼需求的配煤方案，不断优化配煤比例，以降低整个冶金过程对煤焦的依赖性，同时也能够达到降低碳排放量的目的，在最大程度上保护周围生态环境。第三，加大力度研究绿色冶金技术，降低生产过程中的污染排放量，向着无污染生产的方向发展，为冶金行业的可持续发展奠定良好基础[3]。

2.2 向着“可再生、新能源”的方向发展

随着科技的发展，新技术和新能源已经逐渐在各个行业中得到应用，且在未来的发展中，将会有更多的可再生能源、高科技技术被研究出来。第一，就现阶段而言，可以通过碳氢化合物对矿石进行低温还原处理，该方式不仅能够提高整个冶金过程的透气性，同时也能够降低化合物的排放量，以便能够在最大限度上提高高炉炼铁的实际效率，包括提炼效率和能量利用效率。第二，有效利用氢能源，通过氢聚变或是裂变产生的热量来代替传统意义上的焦煤，这样可以降低焦煤的使用量，降低环境的污染。目前，氢能源的使用正在研究的初步阶段，还没有在各个行业中得到广泛的应用，且在未来的发展中，氢能源将会作为清洁能源在各个行业中应用[4]。

总之，随着科技的发展，冶金技术将会越来越完善，但是其整体发展水平与西方发达国家还存在着一定差距，因此，需要我国相关研究人员能够致力于冶金技术的研究，使用新能源和新技术来代替传统意义上污染较大的技术，推动冶金行业的发展，以带动我国社会的经济发展。

参考文献：

[1]杨连阔.分析冶金技术在炼铁高炉中的应用以及发展情况[J].山东工业技术，2017（20）：24.

[2]吴家江，李广，李涛.炼铁高炉冶金技术的应用与发展[J].化工设计通讯，2016，42（10）：41-42.

[3]张海平.炼铁高炉冶金技术的应用与发展[J].科技创新与应用，

2015（21）：109.

[4]杜二冬.冶金技术在炼铁高炉中的应用和发展[J].山西冶金，2011

，34（04）：80-81.endprint