炼铁高炉冶金技术的应用与发展

吴家江，李 广，李 涛

（贵州省六盘水师范学院化学与化学工程系，贵州六盘水 553004）

炼铁高炉冶金技术的应用与发展

吴家江，李 广，李 涛

（贵州省六盘水师范学院化学与化学工程系，贵州六盘水 553004）

中国经济快速发展带来钢铁的质量和产量方面需求不断提高。通过冶金技术在炼铁高炉中的现状及现实应用，对其发展进行展望。

炼铁高炉；冶金技术；应用；发展

近些年，在经济迅速发展的带动下，市场对钢结构材料需求量较大，这就要求我国的冶金技术要逐步的完善、发展、创新来满足市场需求。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。与此同时，技术的发展中也存在着不足仍需改革完善，下面具体分析炼铁高炉冶金技术的应用，展望发展前景。

1 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。

1.1 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。

1.2 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。

1.3 湿法冶金

湿法冶金是在溶液中进行的，温度不高，操作过程为：侵出—净化—制备金属。

2 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：

2.1 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。

2.2 高炉干法除尘

高炉除尘技术包括干法除尘和湿法除尘两种，干法除尘常见的方法有布袋除尘和高压静电除尘。我国于20世纪80年代引进了高炉干法布袋除尘技术，至今已使用40多a，布袋除尘技术成本低运行效果好，适合我国水资源缺乏这一国情。另一种为高压静电除尘，相比于布袋除尘，其成本较高效果不如前者，因此该方法在实际运用中没有得到推广

2.3 高炉双预热技术

宝钢、昆钢、鞍钢等多家企业在在炼铁高炉中应用了双预热技术后都取得了1 200℃以上的高风温，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混合气体作为热源，混合气体可将助燃空气和煤气预热至300℃以上。此技术改善了热风炉燃烧工况，节约焦炭，提高利用率和高炉炼铁率。以热力学为基础的计算分析表明，我国炼铁率在高炉双预热技术中回收利用废气预热仅为25.8%，这表明此值具有极大的提升空间。

3 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：

3.1 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。

3.2 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。

[1] 陈达士.最新高炉炼铁新工艺、新技术、新标准实用手册[M].北京：冶金工业出版社，2007：244-256.

[2] 李维国.中国炼铁技术的发展和当前值得探索的技术问题[J].宝钢技术，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

吴家江（1993—），男（侗族），贵州凯里人，本科在读，主要研究方向为冶金工程。