高炉冶炼炼铁技术工艺及应用研究

刘向军

摘要：这些年我国经济的迅速发展离不开重工业的进步，离不开我国高炉炼铁技术的发展，与此同时随着我国重工业的持续发展，我国环境也不断恶化。探究高炉冶炼炼铁技术的工艺流程，不断改进这一生产技术，减少能源的消耗，减少生产过程中产生的废气废渣，遵循可持续战略，是如今我们义不容辞的责任，也是不得不面对的挑战。

关键词：高炉冶炼；炼铁技术；应用

1简单分析高炉冶铁炼铁技术

1.1高炉结构介绍

很显然高炉炼铁是离不开高炉这一设备的。高炉为竖立的圆柱形，上端有用于装料的进料口和用来导出煤气的出风口，下端有排出空气和铁的出口。高炉由耐高温和耐火材料打造，在高炉炼铁过程中配合其他冶炼钢的辅助设备进行钢铁的生产工作。

1.2简单了解高炉炼铁的工艺流程

高炉炼铁从上料到完成共四道工艺，即第一步上料，第二步装料，第三步通风和最后一步煤气的净化。在企业中，大多只注重前三步，因为只有前三步才能为企业家们创造切实可见的利润，煤气的净化不但不会为企业带来利润，相反企业还会为此产生不小开销。第一步上料，工人会根据所用高炉的的容量，对原料的比例进行调整。这样做可以充分的利用原料和能源，减少不必要的浪费，为企业节约成本。为了使原料在炉中分布均匀，得到充分利用就有了第二步工艺装料，和第一步一样，同样是为了充分利用原料，节约成本。第三步送风，主要是为燃料提供充足的氧气，让其充分的燃烧。主要是将空气通过热风机送入热风炉中进行加热最后送入高炉内。就环境保护而言第四步是最为重要的，但在现实的生产过程中，企业为了节省成本往往缺少对这一步的重视。高炉炼铁过程中产生的有毒气体，只有经过第四步尾气的进化，才能排出，这样才能最大限度的减少对环境的污染。

1.3高炉炼铁探究目标

目前，钢铁的主要产生方式还是高炉炼铁，非高炉炼铁产生的钢铁可以说是微乎其微[1]。同时钢铁产业作为我国的重工业产业，影响着我国经济的发展。不过高炉炼铁也是一个高消耗且高污染的生产过程，对我国人民的生活环境造成严重破坏，对我国国际声誉造成严重影响。那么如何降低能耗减少对环境的污染，就成了高炉冶炼炼铁技术新的探究目标。如果能耗得到降低，控制排放，高炉炼铁的可持续发展将不是梦想。

2炼铁高炉冶金技术的应用

2.1高炉喷煤技术

高炉喷煤技术是应用最为广泛的技术。主要指的就是在高炉的风口处向内喷煤粉，煤粉将会发生反应，同时也能够在冶炼的过程中提供热量。在传统的冶炼过程中，焦炭与煤粉的作用几乎是相同的，但是从本质上来说煤粉相较于焦炭要好一些，使用煤粉可以减少焦炭的含量，同时高炉里的焦炭比例也会因此减少，使用煤粉一方面能够提高炼钢的质量，另一方面也能够防止环境污染。以中国的宝钢为例，它在高炉炼铁的过程中使用的喷煤技术就是重大变革的技术，而且还是里程碑似的变革。

2.2双预热技术

双预热技术主要指的就是利用高炉煤气燃烧产生的高温废气以及混合气体作为热源，这种混合气体能够将煤气与助燃空气预热到300℃以上。我国的大多数的炼钢企业都在高炉中采用了双预热的技术，而且在使用了双预热之后取得了1200℃以上的高温。例如：宝钢3号的热风炉使用分离型双预热装置，4号的热风炉使用分离型热管煤气、空气双预热装置。采用这种余热回收装置，利用高炉的废气热代替化学热，有效地节约了焦炭，提高了炼铁率。目前通过数据分析得知，我国回收利用的废气仅为25%，数据说明双预热技术还是有很大的发展空间。

2.3干法除尘技术

随着我国技术的逐渐成熟，我国自主研发的高炉煤气低压除尘技术已经在高炉炼铁中得到广泛应用，使得我国的炼铁技艺取得了一次新的飞跃。高炉除尘技术主要可以分为干法以及湿法除尘两种方法，在大多数情况下干法除尘的过程中是需要湿法除尘作为备用。干法除尘同时也分为静电与布袋除尘两种方式。其中，布袋除尘的成本相对于更低，而且除尘效果也是更好，特别适合于水资源短缺的地区。值得庆幸的是，我国已经解决了高炉开炉、长期休风等问题，而且呈现出湿法除尘被淘汰的趋势，并且我国已经在高炉中使用了全干的除尘方法，并取得了很好的效果。

3高炉炼铁技术的新探究

3.1提高炉炉顶压强，增加炉内氧气含量

一般情况下，如果高炉内如果气体流动性过大，就会导致净化器的工作量增大，煤灰就会有机会与矿物质发生反应，消耗原料。而增加加高炉内的压强，可以降低高炉内气体的流动性，从而让更多的煤气与矿物质发生反应还原出更多的铁来，让原料得到更加充分的利用。在增加炉内压强的同时，增加高炉内氧气的含量也是必不可少的。根据研究结果表明：在一定的规定范围内，要想使产量提高百分之五，只需提高氧气燃料比百分之一，[2]。可见保证高炉内的氧气含量对提高产量是十分有效的。同时增加氧气含量不仅能让燃料充分的燃烧，还能减少生产过程中污染气体的排放，减少对环境的污染。

3.2应用热压含碳煤球

应用热压含碳煤球，不仅能让矿物质得到再利用，节约能源，而且减少了对环境的污染。科学的实验告诉我们：只要当矿物燃料中热压含碳球的含量达到百分之三十时，便可使钢铁的产量增加到百分之六点五，残渣减少到百分之八点一。

3.3选用顶燃式热风炉，维持高温

热风炉作为燃烧功率最大，消耗能量最多的装置。顶燃式热风炉不仅能使风温比蓄燃式风温炉高出一百摄氏度，而且可以在维持高温的情况下保证炉内气体组成成分的相对均匀。所以选择顶热式热风炉是较为明智的选择。

3.4确保生产稳定进行，运用综合加钛护炉技术

由于高炉炼铁生产过程具有上端透气下端流动的特点，为确保高炉炼铁过程的顺利稳定进行，因此应加入含钛护料和钛。

4炼铁高炉冶金技术的发展趋势

4.1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。

4.2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。

结束语

炼铁技术作是维持钢铁工业的一项关键技术，其中以高炉为设备的高炉炼铁又是钢铁生产的重要环节。其具有对环境污染较小的特点，在部分企业疯狂追求利润的现在，深入探究高炉冶炼炼铁技术既符合可持续发展的要求，同时又满足了企业家们追求利润的心理，无疑是可以达到共赢的。如何进一步改进高炉冶炼炼铁技术更好的运用它来进行工业生产是值得我们去思考探究的。

参考文献:

[1]田果,王忠,陈若平,刘鹏南.煤气干法除尘技术在八钢欧冶炉的应用[J].新疆钢铁,2017(03):49-52.

[2]贡献锋.比较分析高炉炼铁与非高炉炼铁技术[J].山西冶金,2017,40(02):86-88.

[3]邓云飞.中国现代高炉炼铁发展简介[J].山东工业技术,2017(12):91.