冶金技术在炼铁高炉中的应用与发展

王中华

摘 要：早期的钢铁生产技术普遍采用的是炼铁高炉技术，由于生产技术的落后，早期的产品为粗钢。随着社会的不断进步，冶金技术也得到发展，尤其是冶金技术应用在高炉炼铁中，明显提高了钢铁的质量以及经济效益，同时企业竞争力也得到了很大的提升，进而在市场经济环境中找都了立足点。

关键词：冶金技术；炼铁高炉；应用发展

1冶金技术及我国高炉炼铁发展现状

1.1电冶金

在我国高炉炼铁的冶金技术中包含多种冶金技术，这些冶金技术根据使用要求与生产环境的不同分为三种。其中就有电冶金技术，这种技术主要是指将矿石中的金属材质通过电能将其提取出来。电冶金又分为：电热冶金与电化冶金。电热冶金与活法冶金基本类似，主要的特点区别就是将电能转化为热能。电化冶金技术中通过相关的电化反映，从而采取提取的作用。

1.2火法冶金

另外一种冶金技术就是火法冶金。这一技术主要是将矿石放在高温的环境下实现提取的技术方法，通过高温的环境是矿石能够发生物理变化，将其原有的固态转变为液态或者气态。从而使矿石在发生形态变化的同时，矿石内部的物质可以有效的分离出来，这样就会增加接触面积，一但热量进行释放就会增加到冶金所需要的温度。

1.3湿法冶金

还有一种是湿法冶金技术的使用，湿法冶金技术所需的环境温度比较低。对需要进行冶炼的金属进行浸泡处理，在整个浸泡的过程中适当的采取溶剂，对矿石进行加工处理。这样需要提取的金属物质就会慢慢与溶液发生化学反应，铁离子也会在整个溶液中呈现出化学反应。

2炼铁高炉中冶金技术的应用

2.1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”过程是指通过置換反应、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。

2.2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。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。

2.3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。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。

3炼铁高炉冶金技术的发展趋势

3.1探索氢技术

说到底如何加强高炉炼铁技术，提高其反应效率是最为关键的要素。那么想要提高反应效率有以下的几种方法：第一种，就是将焦炭与矿石调制最佳搭配比例，通过添加催化剂，然后在低温、高速中不断还原产物，继而可以更好地提高反应效率。第二种，就是在以上的过程中添加碳化氢进行低温还原，利用这种方式进行还原，一方面可以减少二氧化碳的排放量，而且还能改善透气性，提高高炉冶金的性能，这种氢技术也在不断的探索之中。

3.2探索可再生的无污染技术

在炼铁的过程中，降低焦炭比例是企业应该关注的焦点，在技术发展的同时要减少消耗保护环境。在探索可再生能源方面，利用氢技术的效果是最佳的，虽然目前处于研发的阶段，但是可能成为未来可再生能源无污染技术的新途径。在市场环境下，高炉炼铁技术也在不断地高速创新改革。在这一过程中，资源的利用率得到了不断的改善，但是与发达国家相比还是存在很大的差距。所以，这就要求我们在不断向发达国家学习技术的同时，更要不断提高高炉炼铁技术，克服困难，积极探索新能源技术，树立好环保理念，保障我国高炉炼铁冶金技术的新发展。

4结语

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

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[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.

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（作者单位：河钢集团宣钢公司技术中心）