金福禄
(辽宁恒通冶金装备制造有限公司, 辽宁 本溪 117019)
摘 要:分析了现阶段冶金技术的三种方法包括火法冶金、电冶金、湿法冶金,从喷煤技术、双预热技术以及干法除尘技术三个方面阐述了冶金技术的应用,并提出了炼铁高炉冶金技术的发展趋势。冶金技术的发展使得冶金炼铁的效率得到很大的提高,并且钢铁的质量也显著提升。
关键词:炼铁高炉 冶金技术 应用于发展
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。
1 冶金技术方法
冶金技术是将金属以及金属化合物从矿石中取出,并且加工成所需要的金属材料的技艺。冶金技术主要有以下几种方法,火法冶金、电冶金、湿法冶金。
1.1 火法冶金
火法冶金技术是最传统的冶金方法,主要就是将矿石放在高温的条件下进行冶炼的方法。这种火法冶金技术的原理是:在高温的条件下,矿石会发生物理变化,逐渐由最先的固态转变为液态,到最后甚至是气态。在矿石发生变化的过程中,矿石的内部物质会被分离出来,产物主要是单质或者是化合物。
1.2 电冶金
电冶金技术是后来发展起来的一门技艺,主要就是指利用电对矿石中的金属材料进行提取的方法。大致上可以分为两类:第一种就是电热冶金,从本质上来说与火法冶金的技术大致相同,最大的区别就是用电来提供热能。第二种就是电化冶金技术,方法就是利用电化学技术进行提取。
1.3 湿法冶金
湿法冶金技术与其他的冶金技术有所不同,湿法冶金是在溶液中进行冶金的过程,而且这种冶金技术所需要的温度也不用很高。大致的过程就是:浸入—净化—制备金属。在最开始的浸入过程中,首先使用溶剂对矿石进行处理,使得金属与溶剂进行反应,而且使得金属以离子的状态进入溶液中。净化部分主要就是将金属中的杂质去除的过程,这一过程是在溶液中进行的。最后是制备金属,就是使用还原等方法从净化液中提取出金属的过程 [1] 。
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] 。
2.2 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 1 200 ℃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 炼铁高炉冶金技术的发展趋势
随着时代的不断发展,冶金技术也在不断的升级,同时也引入了动力学以及热力学的知识,从而不断深化了冶金技术的改革。同时,随着冶金技术的不断发展,建立起了热力学智能化数据库,将计算机网络引入冶金技术,继而实现了智能化的系统。此外,冶金技术也更加注重生态环境的保护,降低了能耗外,还取得了利益的最大化。所以,在冶金技术不断发展的过程中,应该注意以下几个方面。
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
随着我国经济的快速发展与进步,冶金技术已经取得了很大的进步,但是整体水平与发达国家还是存在很大差距,这就需要我们树立节能环保的理念,不断研发新技术,不断推动高炉炼铁技术的发展,提高高炉炼铁利用率,降低对焦炭的依赖程度,积极探索新能源。希望通过本文的分析大家可以对高炉炼铁有新的认识。
参考文献
[1] 柴顺堂,朱鹏.浅谈炼铁高炉冶金相关技术研究[J].通讯世界,2015(9):160.
[2] 李敏,郭志平,张维武.探究炼铁高炉冶金技术的应用与发展[J].湖北电力,2011,35(3):55- 56.