冶金技术在炼铁高炉中的应用与发展

745 编辑：中冶有色技术网来源：江孟杰

2024-03-12 13:24:18

摘要：随着社会不断进步,我国冶金技术飞速发展,已被广泛应用到炼铁高炉中,冶金炼铁效率与钢铁生产质量明显提高,极大地促进了炼铁行业稳定发展。因此,本文探讨了炼铁高炉中冶金技术的应用及发展。

关键词：炼铁高炉,冶金技术,发展

引言

目前,我国社会整体经济的发展,对钢材资源的使用数量与质量逐渐的提高,这就给冶金技术带来了很大的压力,需要不断的完善与创新这一技术,从而提高我国钢铁能源的稳定供给。我国传统的冶金技术在使用的过程中存在很多的弊端,技术比较落后,生产出的产品也多为粗钢。在高炉炼铁中使用冶金技术之后,对于钢材的的生产量与质量都得到了很大的提高。与此同时,我国冶金技术并不够完善还是存在一些漏洞,有待提高。

1冶金技术分类

1.1湿法冶金技术

在溶液里进行冶金过程中,需要利用湿法冶金技术,该技术对温度的要求并不高,在运用湿法冶金技术期间,需要严格按照如下步骤进行,首先,浸出。浸出指的是在对矿石加以浸泡时,采用能够和矿石发生反应的溶液,对矿石进行浸泡,使得矿石发生化学反应。在发生化学反应过程中,金属会以离子的形式存在于溶液当中,可以将分离的金属予以提取。其次,净化。在对矿石分离出来的金属溶液予以净化处理时,主要目的是将杂质加以去除,从而确保分离出来的物质不含有杂质,最后,金属的制备。对于金属制备而言,其是对不含有杂质的溶液进行电离处理,通过发生氧化还原反应,将需要的金属加以提取的过程。

1.2电冶金技术

具体来讲,电冶金技术指的是合理地运用电能,将金属予以提取的方法,该方法就称之为电冶金技术。通常情况下,电冶金技术可以分为两种,分别是电化冶金和电热冶金,对于电化冶金而言,主要是通过在电化学反应的作用下,实现将所需要的金属从溶体和溶液中提取出来的过程,而电热冶金则是能够将电能转化成为热能的冶金过程。当然,电热冶金和火法冶金还是有很多的差别,最重要的是热能来源有很大区别。

1.3火法冶金技术

所谓火法冶金技术指的是在高温条件下,所展开的冶金过程。在高温条件下,矿石能够发生一系列的化学和物理反应,所以矿石的形态会发生变化,从而形成另外一种形态的单质或者是化合物。在应用火法冶金技术过程中,必须有一定热能的支持,这些热能主要是由所燃烧的燃料予以供给,有的热能来源于化学反应供给,进而顺利完成火法冶金全过程。火法冶金的过程主要包含干燥、焙解、焙烧、熔炼、精炼、蒸馏、提取环节。

2炼铁高炉中冶金技术的应用

2.1高炉喷煤

焦炭在炼铁高炉中是一个非常重要的冶炼项目,它在冶炼技术和铁矿石之间起到了一个还原剂的作用,但是它的冶炼方式和过程都较为复杂,冶炼成本也较高,环境污染严重。高炉喷煤技术在高炉的风口将煤粉吹入炉膛,更加直接的提供了还原剂及热量,大大减少了环境污染,有效地降低了炼铁成本[2]。在炼铁高炉的生产中,值得我们重点关注的是有效地降低燃料比及提升煤粉的燃烧率,实现经济效益最大化的方法。我国长时间的高炉炼铁技术的研究及实践等都体现出降低煤渣比及精料是达到低燃料比、高煤比预想的生产基础,采用预热的技术设计是生产过程中的安全保障。

2.2高炉干法除尘

干法除尘和湿法除尘是高炉干法除尘技术的两种主要类型,在干法除尘这一层面,又被分成了布袋除尘及高压静电除尘两种方式,在这两种方式中布袋除尘应用更为广泛,因此此种除尘方法符合我国水资源相对缺乏的实际情况,并且其效果俱佳的同时运行的成本也较低。我国在上个世纪八十年代将高炉干法布袋除尘技术引进了我国,运用于炼铁高炉已经有三十余年了。在引进高炉干法布袋除尘技术的初期,我国炼铁高炉大部分采取的都是利用加压煤气对大布袋进行反吹的除尘方式,所以在当时的大型高炉企业中高炉干法布袋除尘技术在并没有取得较好的推广成果。在上世纪八十年代只有两百立方米至三百立方米的炼铁高炉可以进行这项技术的运用,通过十年的经验摸索和技术改进,我国终于在上个世纪90年代自主研发出了高炉干法除尘的升级版：高炉煤气低压脉冲布袋除尘技术。这项技术研发成果后其研究成果被迅速的应用到了炼铁高炉中,几乎所有大型高炉企业新建的一千立方米以下的高炉上都采用了此项技术,使的我国的炼铁冶金技术在短短七八年内发生了质的飞跃。

2.3高炉双预热技术

在炼铁高炉中,所需能量的80%由焦炭和煤粉供给,其余20%由热空气和电荷的化学热供给。高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气等将代替以煤为35%能源的高炉炼铁过程。如果停止收受接管应用回收利用副产煤气,这就是给中国的节能减排做出了积极的贡献,同时也降低了企业生产成本的有效方法。双预热技术的新热源是热风炉烟气低温烟气与热源的混合物,这种混合气体能够将燃气以及助燃气氛预热到300℃,甚至更高。

从包钢、宣钢、鞍钢和济钢等多家公司来看,它们运用了预热高炉技术,采用高于1200℃钢3号高炉的热管热回收预热设备,对热风炉4号进行了预热,双设备双管齐下,效果显著。比如济南炼铁厂高炉生产的顶燃式热风炉的气体应用预热后,室外热空气与之前相比高出很多。甚至超过1200度。

3冶金技术的发展探讨

3.1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術,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。

结语

随着我国社会经济的不断发展与高新技术的普遍应用,对于我国的炼铁高炉中冶金技术的使用也得到了很大的提高。目前我国冶金技术的使用不仅追求较高的生产效率、低生产成本还对环境的保护提出更高的要求。这样就需要我们不断的提高冶金技术的研究与创新,从而保证这一技术的全面发展。

参考文献

[1]郭虎,黄晶.浅析炼铁高炉在能源利用率方面的改进—冶金技术为例[J].建筑工程技术与设计,2015,13（25）：161.

[2]孙志明.冶金技术在炼铁高炉中的应用和发展[J].房地产导刊,2015,9（21）：426.

[3]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.

（作者单位：天津冶金集团轧三钢铁有限公司）

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