摘要：随着我国冶金技术的飞速发展，冶金技术在炼铁高炉中的应用等一系列问题得到了业内人士的广泛关注，同时，研究冶金技术在炼铁高炉中的应用与发展及其相关课题对于国家资源的高效率应用以及冶金工业的绿色环保发展具有重要意义。本文主要是分析技术炼铁高炉中的具体应用，并且就冶金技术以及高炉炼铁技术的发展趋势进行了探讨，希望能够为不断推动我国冶金行业的持续性发展提供参考意见。

　　关键词：冶金技术；炼铁高炉技术；应用发展

　　工业化的迅速发展，使得我国各行各业对于钢铁材料的需求量不断提升，虽然国家和社会大力推动第三产业的持续性发展，但目前钢铁行业仍然作为国家支柱性产业具有巨大的市场需求，不仅如此，随着行业的发展以及钢铁材料的应用需求，人们对冶金技术提出了更加严格的要求。在上个世纪70年代末期，我国就已经全面引入了先进的钢铁生产装备以及生产技术，经历了30多年的发展时间，我国钢铁生产技术日趋完善，钢铁生产的效率也在不断提升。通过对新世纪以来我国高炉炼铁对于材料的利用效率进行统计发现，钢铁行业产品已经出现了市场堆积的现象。而这也意味着，在与国际市场接轨这场竞争赛中钢铁行业的产量已经不能成为体现自身竞争力的唯一要求，绿色环保技术以及高效率的生产方法，才是提升内核竞争力的重要标志。而一些较为先进的高炉炼铁，技术中燃料比以及焦比都能够被有效控制在一定范围内，这也意味着，冶金技术材料应用效率的提升以及其绿色环保性，为高炉炼铁行业的转型发展带来了新的出路。而目前我国钢铁行业的发展和产品制造对于高炉炼铁技术的依赖性较高，如果能够将冶金技术大规模的应用于高炉炼铁技术，有利于提升行业炼铁质量以及环保效应。因此，业界人士不断探究冶金技术在高炉炼铁中的应用以及发展对于高炉炼铁产品质量的提升以及炼铁技术环保效应的发挥具有重要价值。

　　1冶金技术的概述

　　冶金技术是指在确认目标金属产品后寻找能够提供金属制品的矿石原材料，再通过加工提取方式，将目标金属制品或其衍生物提取出来，并根据客户需求制作的多功能应用材料。其中，火法冶金技术是最为传统的金属制品提取方式之一。

　　1.1湿法冶金

　　在化学溶液中提取金属材料并加工金属化合物的过程就被称为湿法冶金技术。湿法冶金技术在冶金过程中对于周边环境的温度具有一定的要求，不需要超高的温度也能够提炼金属材料并制作其金属化合物。采用湿法冶金技术，首先需要使用适当的化学溶液，对能够提取金属材料的矿石进行浸出处理，是需要提取的金属物质与化学溶液之间发生强烈反应，从而让矿石中的金属材料以离子的状态进入到溶液中。在采用湿法冶金技术时，会面对一些采用化学溶液也难以浸出的矿石材料，针对这类型材料在正式开始提取金属物质时就需要进行预先化学处理，使这类型矿石材料成为易于采用化学溶液提取金属物质的某种化合物质。其次，采用湿法冶金技术，是在提取矿石中的金属材料时也可能会提取到其他不属于金属物质的材料，为了实现对金属材料的提取就需要将溶液中的其他杂质净化。最后，为了提取和制备金属，还可以运用化学还原原理或目标物质相互置换的方法得到所需金属材料。

　　1.2电冶金技术

　　电冶金技术其实是让电力作为冶金技术的加热能源。通过电力转换为热能，可以分为两种形式，其中，最为通俗易懂的就是电热冶金技术。而所谓的电热冶金技术其实是指电子之间的化学反应，通过电子高热化学溶液处理原材料，并从中提取所需金属材料。电热冶金技术显而易见就是用电力能源制备金属材料所需的热能动力获取金属物质的全过程。电热冶金技术与火法冶金技术其本质是相同的，但二者在使用过程中对于热能的要求以及热能产生的方式具有一定的差异性。

　　1.3火法冶金技术

　　火法冶金技术是指在高温高热条件下从矿石中提取金属材料的一种冶金方法。许多具有特殊性质的矿石在高温处理下，经过一系列的物理变化以及化学反应，就能够从原始的坚硬形态转变为另外一种形式的化合物或金属单质。而转变过后的化合物以及金属单质可以以气体、液体和固体的方式呈现出来。通过这种高温加热，使目标金属物质形态变化的方式能够达到目标金属物质与其他杂质分离的目标。火法冶金技术中热能的来源主要是依靠能量燃烧物质给予的，同时，也有部分工厂应用化学物质反应产生的热量提供燃烧动力。

　　2冶金技术在炼铁高炉中的实际应用

　　2.1高炉喷煤技术

　　焦炭是高炉冶炼技术应用过程中必不可少的能源物质。焦提供相应的热能，不为人知的是，焦炭也是一种必不可少的化学环境。高炉喷煤技术中需要从指定的风口向冶金设备炉内部喷吹煤粉，而这部分煤粉不仅能够起到持续供热的目标，同时也在炉内与矿石原材料之间实现了化学反应。这种喷吹煤粉，同时，还能够有效地减少炼焦设备应用时间，解决了高炉炼铁技术中焦炭应用与废气排放之间的矛盾问题。这项技术的发明和应用是现代高炉冶炼技术中的一项重大跨越，有研究统计，根据当前的平均市场交易价格来说，单位吨位内的煤粉应用能够帮助高炉炼铁企业节约800元的生产成本。而这种煤粉喷吹的方式并不意味着对于燃烧原材料的节约，因此，还需要持续性的关注，如何能够提升像炉内喷吹煤粉的应用比例，让单位面积煤粉为高炉炼铁提供更大的热量。也就是说，提升煤粉的应用效率才能够达到节约成本的目标。而通过无数次的科学研究以及实践经验发现，降低煤粉中的渣比，是提升高炉炼铁技术应用过程中煤粉利用效率的前提条件，而在高炉炼铁工程中，预热环节的生产设计工艺是确保炼铁技术安全性的重要保障。

　　我国高炉炼铁工艺中早期设计的喷吹系统多数为串联灌系统，后来，经过无数次的研究以及实践，这种串联灌系统才被并联灌系统所取代，与此同时，高炉炼铁设备中单管线以及分配器相结合的设备结构也更加普及。而通过高炉炼铁设备的优化以及技术的提升，在炼铁过程中，对于材料的应用计量以及用量控制也得到了显著的优化。以我国宝钢高炉炼铁生产加工厂为代表，经过宝钢高炉炼铁，工厂对于喷煤技术的应用和改革，在高炉炼铁工艺中，生产成本的控制以及产品的质量都得到了一定的改善。

　　2.2高炉双预热技术

　　炼铁高炉技术在应用过程中需要相应的能源支持，只有能源的持续供应才能够确保炼铁技术的温度要求。据有效统计显示，高炉炼铁工程中，高达2/3以上的的热量来源都是由焦炭燃烧和煤粉燃烧所共给的，而其余不到1/3的热量能源，则是由一些化学反应以及设备运转过程中夹杂的热风所供给的。但是煤炭提供核心炼铁动力的同时，其燃烧作用下产生的生产废气也成为了导致全球温室化效应、制约高炉炼铁企业环保性发展的重要因素。而对于这些副产煤气地回收以及再利用，则是高炉炼铁工厂响应国家节能减排号召、有效提升煤炭资源利用效率的重要切入点。双预热技术其实就是利用了高炉炼铁热量动力来源产生散发的各类型废气与炼铁设备内部的其他混合气体作为原料，让这两种高温废气在炉内进行充分混合，就能够为高炉设备内部的煤气以及助燃空气提供充足的热量和温度，这些混合气体能够将高炉设备内部的煤气以及助燃空气预热到300℃以上。

　　双预热技术在高炉炼铁工厂中资源利用效率的提升以及节能减排目标的达成方面作出了重要贡献。国内著名的钢铁集团宝钢、昆钢以及鞍钢等多家钢铁企业在炼铁高炉技术中应用了双预热技术后都取得了相应的应用成效。其中，双预热技术在多家炼铁企业的炼铁高炉中应用后，通过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，甚至能够为高炉内部带来1200摄氏度以上的高风温度。例如，宝钢集团下设工厂的三号热风炉采用了分离型的热管式余热回收装置，这套设备装置能够快速收集高炉炼铁技术应用过程中所产生的高温废气以及热风炉烟道内部的废气混合气体。而在宝钢集团下设的工厂中，四号热风炉采用了分离型的肉感，煤气以及空气霜预热器设备装置。除此之外，继钢第二炼铁厂的一号高炉在投入使用后，也加设了顶燃式空气以及煤气自身双预热热风炉，通过这些预热设备的应用，以及对于高炉炼铁技术中高温废气的回收应用，能够为炼铁技术提供1200摄氏度以上的热风。

　　采用余热回收技术，需要使用炉煤气炉快速烧热，这种余热回收技术其实主要就是利用了高炉炼铁技术，应用过程中产生的废气热量代替了原本的化学物质热量。在应用过程中，需要在设备上安装金属热管换热器，将高炉内部的助燃空气或煤气进行预热。这种预热方式不仅有效地节约了高炉炼铁技术中焦炭的应用量，同时，还能够优化热风炉设备在应用和燃烧过程中的应用效果，切实地提升了焦煤资源的利用效率以及回收效率。目前，我国国内工厂的高炉炼铁业在高炉双预热技术中对于燃烧产生的废气余热利用率仅能够达到25.8%，通过业界专家采用热力学定律进行研究和计算发现，在高炉炼铁行业的高炉双预热技术中，对于燃烧产生的废气余热利用效率还具有较为广阔的提升空间。

　　2.3高炉干法除尘技术

　　高炉炼铁行业中的除尘技术主要分为干法除尘技术和湿法除尘技术这两种类型。而其中干法除尘技术又被分为高压静电除尘法以及布袋除尘法这两种方式。目前，国内的高炉炼铁工厂中，由于布袋除尘法具有运行投入成本较低且除尘效率较高的优势，被广泛地运用在高炉炼铁工厂中。其实，湿法除尘技术的应用效果相比于干法除尘技术来说不相上下，但由于我国可用水资源短缺且南北方地区水资源分布不均匀，为了更好地适应我国水资源分布的国情，我国在上个世纪80年代就在高炉炼铁工厂中引入了高炉干法布袋除尘技术，目前，这项技术在国内已经具有了30多年的发展历史，并逐渐趋于成熟。

　　其实，在高炉干法布袋除尘技术刚刚引入到国内时，高炉炼铁工厂普遍应用的是一种利用加压煤气反向吹喷的大布袋除尘工艺，由于一些中小型的高炉炼铁企业受到了技术壁垒以及成本资金等多方面的限制，导致高炉干法布袋除尘技术只能够在一些国内知名的大型高炉炼铁企业中才能得到应用和推广。即使如此，在我国较为知名的大型高炉炼铁工厂中，高炉干法布袋除尘技术在初期引入时也并没有得到较快的普及，这主要是由于在当时的技术条件下，只有体积达到200m3~300m3之内的高炉设备才能够应用干法布袋除尘技术。而在上个世纪80年代后的20年~30年间，高炉干法布袋除尘技术又得到了进一步的改进和优化。直到上个世纪90年代，通过国家财政支持投入我国自主研发了高炉煤气低压脉冲布袋除尘技术，这项技术相比于高炉干法布袋除尘技术来说，对于高炉炼铁设备的体积并没有严格的要求，因此，高炉煤气低压脉冲布袋除尘技术才能够在极短的时间内获得高炉炼铁行业的青睐以及业界认可。而我国高炉炼铁行业的生产设备也在持续性的发展，在上个世纪90年代后新建的设备规模已经达到1000m3，而在此规模下的炼铁生产设备中均能够应用高炉煤气低压脉冲布袋除尘技术进行除尘，并取得了良好的除除尘效果。而近年来，随着国家工业技术以及科学技术的进一步发展以及业界专家对于干法除尘技术的深度研究，干法除尘技术在我国高炉炼铁行业的应用更加普及。目前，体积在2600m3以内的高炉炼铁设备都能够应用干法除尘技术，并取得了良好的储存效果。

　　3冶金技术在炼铁高炉中的应用发展趋势

　　近年来，我国冶金技术在发展过程中吸取了有关专业技术以及工业方面的新成就，尤其是夜间内部，加强了对冶金行业热动力学以及化学反应方面的研究，使冶金技术得到了进一步的优化以及利用效率的提升。尤其是行业专家在冶金技术热力供应方面的研究持续性的深入，使冶金技术在应用过程中对于热力供应物质的熔渣结构以及物理性质的要求更加精细化，并且还根据高炉炼铁冶金工厂的发展状况以及产品的需求，建立了信息化和智能化的热力学数据库，加强了计算机信息技术在冶金行业的应用和融合。与此同时，还进一步实现了高炉炼铁行业中冶金技术的自动化控制应用，实现了冶金技术总自动化控制系统的普及和优化。但是随着钢铁行业以及冶金技术的进一步发展，产量效应的持续性提升使钢铁行业越来越无法平衡与环境保护之间的和谐关系，而找到解决矛盾的枢纽和机制，也成为了全球性的关注性话题。因此，在持续性研发冶金技术的同时，更应该考虑行业的长效发展效应，为行业的发展带来更高的环保效益。

　　3.1加强对氢原料的应用和探究

　　改进高炉炼铁技术的关键切入点就是要进一步提升炼铁化学反应中的反应效率。通过研究发现，如果在高炉炼铁技术中能够进一步增大焦炭与矿石的比例，并且在反应时加入足够的化学催化剂，能够使焦炭与矿石在低温和高速运转的条件下减少反应，从而有效地提升炼铁反应效率。除此之外，通过在化学反应过程中添入定量的氢原料，能够快速提升高炉炼铁技术中低温还原的速度，同时，还能够有效地降低原料制备过程中二氧化碳的排放量，这种加速还原的技术不仅实现了温室气体的抑制排放功能，同时，还有效地提升了化学反应的效率以及内部原料的透气性。但目前这项高效氯还原技术我国钢铁工业行业未来展望的主要方向之一。

　　3.2不断朝“低焦煤，无污染”的方向发展

　　在我国绿色可持续的发展号召下，行业发展规模朝着绿色化以及持续化的方向发展，也带领着我国冶金技术进一步的绿色持续性发展模式。想要实现我国冶金技术在高炉炼铁技术中的普及和运用，不断创新和变革高炉炼铁反应技术，需要通过以下三种方式来吹响绿色发展的号角。第一，随着科学技术的持续性发展以及化学反应技术的更新和进步，不断创新高炉炼铁工程中的化学反应技术，通过寻找新的替代性能源代替目前高炉炼铁技术中的焦炭资源以及其他对环境产生污染物质的资源，切实的提升高炉炼铁过程中化学反应的效率。例如，可以通过改变高炉炼铁工程中矿石以及焦炭的比例来提升高炉炼铁技术的化学反应效率。除此之外，还可以通过研究一些新型的化学催化剂来提升矿石资源的化学反应效率，也可以通过对温度的精准性控制以及灵活调整提升反应速度。第二，在高炉炼铁技术发展过程中，是炼焦配煤系统能够得到优化和升级，通过深度的研究以及探讨设计出符合高炉炼铁工厂以及市场冶炼需求的配煤方案，能够进一步优化配煤的比例，从而有效地降低高炉炼铁技术全过程对于焦炭资源的依赖程度，同时，也能够达到冶炼过程中降低碳排放量的目标，最大限度地维护工业发展与周边自然环境之间的和谐关系。第三，加大对于绿色无污染冶金技术的研究，进一步降低高炉炼铁技术生产过程中污染气体的排放量，推动高炉炼铁生产技术不断朝无污染以及绿色化的方向发展，为冶金行业的持续稳定运行奠定基础。

　　4结语

　　综上所述，随着我国冶金技术的柔性化、连续化以及高效化发展水平的实现，冶金技术在能源结构的优化以及资源的利用效率方面也得到了进一步的提升。随着有关产业中心型冶金技术以及高炉炼铁新设备和工艺方法的开发和普及，冶金技术在更加高端的行业发展领域中也开始崭露头角。虽然冶金技术的进一步优化成为了高炉炼铁产品质量提升的重要推动力，但目前我国高炉炼铁产业在运转过程中仍然存在较大的弊端。例如，我国高炉炼铁产业普遍集中化程度较低，中小型高炉炼铁企业数量较多，这也在一定程度上限制了高炉炼铁行业的规模化发展。除此之外，高炉炼铁设备数量与设备内部熔炉容积率比例不协调的问题，也引发了资源的浪费。为了不断拉近我国与世界高炉炼铁技术之间的距离，解决高炉炼铁行业中资源浪费以及规模化程度较低的问题，更应该通过普及冶金技术在高炉炼铁行业中的应用，通过研究替代性利用资源降低高炉炼铁工艺中对于焦炭资源的依赖程度，推动高炉炼铁行业的持续性发展。