冶金工程论文
高炉炼铁是现代钢铁生产的重要环节。主要应用焦炭、含铁矿石（天然富块矿及烧结矿和球团矿）和熔剂（石灰石、白云石）在竖式反应器--高炉内连续生产液态生铁的方法。下面我们就为大家大家介绍几篇关于高炉炼铁论文范文，供给大家作为一个参考。
高炉炼铁论文范文第一篇：关于高炉炼铁工艺节能减排技术的研究
作者：任小告
作者单位；攀钢集团工科工程咨询有限公司
摘要：钢铁行业是推动我国社会经济发展的重要组成部分。新时期人们生产生活对钢铁的需求量不断加大，这在很大程度上推动了炼钢厂炼铁冶金的步伐。但同时钢铁行业在生产制造过程中，往往伴随着高污染的发生，这对自然生态系统的平衡与稳定带来了极大破坏。因此，在节能环保理念以及绿色生态持续发展理念的推动下，如何做好高炉炼铁工艺节能减排技术的研发与应用已为为当前钢铁行业需要面临的重要问题。本文通过简析高炉炼铁，分析节能减排技术在高炉炼铁工艺中应用的价值，针对在节能减排理念下高炉炼铁工艺的发展现状，提出高炉炼铁工艺中节能减排技术的应用对策，以将节能减排理念贯穿于企业改善经营和转型升级战略目标中，从而在保证满足人们生产生活日益增长的钢铁需求时，做好环境保护工作，降低污染物排放量，实现人与自然和谐相处。
关键词：高炉炼铁工艺；节能减排技术；问题及对策；
近年来，随着社会经济以及工业领域的快速发展，全球环境污染问题日益严重，而二氧化碳的减排工作一直是全球环境治理的重中之重。目前我国每年的生铁产量都位居世界第一，但其在生产制作过程中产生的二氧化碳含量占比较高，导致其对环境造成的污染和破坏也较为严重。在节能减排和环境保护理念的推动下，钢铁行业也开始重视优化创新高炉炼铁工艺，并积极应用节能减排技术，以有效缓解高炉炼铁生产污染较重的发展现状。但其在实际应用过程中，由于钢铁企业分布相对分散、作业设备较为落后以及节能环保理念和技术应用尚不完善等，都使得高炉炼铁工艺在污染物排放等方面尚未达到国家相关要求。因此，深入研究并积极探索节能减排技术在高炉炼铁工艺中的应用对策，对改善区域环境、提高高炉炼铁经济效益、推动钢铁企业持续发展具有重要作用。
一、简析高炉炼铁工艺
高炉炼铁是钢铁行业生产的重要环节。高炉炼铁能够实现持续生产，只需在炉顶投入炼铁所需的原料，保证炉底热风和燃料供应充足，在高温作用下，铁矿石便能通过还原反应炼出生铁和铁水，而炉渣等杂质也能分别排出。但在高炉炼铁的生产制造过程中，不仅污染物排放总量占比较高，钢铁行业的能源消耗总量也较多，其中高炉炼铁的工序能耗、焦炭等燃料的加工工序能耗以及烧结等铁矿原料的加工工序能耗是高炉炼铁工艺全流程能源消耗的三大构成。
二、节能减排技术在高炉炼铁工艺中应用的价值
（一）降低能源消耗
在高炉炼铁生产过程中，焦炭是必不可少的原材料，其经济造价成本较高，而钢铁企业大量使用焦炭和烧结矿等原料，也是导致高炉炼铁能源消耗较大的主要原因。近年来随着科学技术的快速发展，钢铁企业在生产过程中也开始重视炼铁技术经济指标，以实现企业经济效益最大化。高炉喷吹煤粉等技术虽然在高炉炼铁过程中得到了广泛应用，但高炉炼铁的经济成本和燃料占比变化趋势较弱，而在高炉炼铁中应用节能减排技术，避免因片面追求钢铁含量而造成能耗激增，可以有效降低钢铁企业能源消耗巨大的问题。因此，在高炉炼铁工艺中应用节能减排技术是建设资源节约型社会、推动钢铁企业持续发展的必然选择。
（二）降低环境污染
节能减排技术主要包括节约物质资源和能源资源以及减少废弃物和环境有害物排放两大部分。在我国基础设施建设发展迅速的同时，为满足人们生产生活对钢铁产品的需求量，使得我国钢铁企业的生产规模不断扩大。但在高炉炼铁过程中会产生大量二氧化碳、二氧化硫等对大气环境具有污染性的废气、废水，其超过自然系统的自我净化能力，就会严重威胁人类赖以生存的环境。在高炉炼铁工艺中应用节能减排技术，优化高炉炼铁工艺流程，降低二氧化碳等有害物质的排放量，不仅能够降低其对环境的污染，还能有效保护自然生态平衡，在提高钢铁企业经济效益的同时，实现经济效益、社会效益和生态效益的协调发展。
三、在节能减排理念下高炉炼铁工艺的发展现状
（一）政策制度建设不到位
高炉炼铁过程中的污染问题一直是当前炼铁业存在的最为严重的问题之一。我国每年的生铁含量位居世界首位，但在节能减排技术上的应用相比于一些发达国家而言，在对炼铁中产生的粉尘控制方面仍然存在着巨大的差距。我国有关高炉炼铁环境保护等方面的政策制度建设不到位，对粉尘治理工作的开展力度不足，无法有效控制和回收利用高炉炼铁过程中排放的粉尘，不仅会造成能源浪费，还会在很大程度上造成大气污染。高炉炼铁过程中的另一大污染物是二氧化硫、二氧化碳等废气。当期我国对高炉炼铁过程中产生的二氧化碳、二氧化硫及其氮氧化物的处理工作重视程度不够，对钢铁企业的监督管理和处罚力度不足，导致企业不重视甚至完全忽视环境保护理念和可持续发展理念，将未经处理的废气直接排放到大气中，不仅会对大气造成严重污染，还会加剧环保部门的工作压力。
（二）企业分布相对分散
随着我国社会经济的快速发展以及人们生产生活对钢铁需求量的激增，我国钢铁企业虽然在很大程度上得到了发展和扩张，但其与钢铁大国相比，我国的小中型企业依旧占据钢铁生产中的主要地位，因此导致钢铁企业生产环境整治的难度相对较高。当前在生态环境保护理念以及绿色持续发展理念的推动下，我国开始对钢铁等污染大的企业进行整治，但我国钢铁企业的分布相对分散，无法有效开展所有钢铁企业集中控制和管理的实施方案，也就导致我国政府对钢铁企业的环境污染问题和能源消耗问题的积极干预性较低，从而使得节能环保技术在高炉炼铁工艺中得不到有效落实。目前我国虽然加大了对钢铁企业环境污染整治的管理力度，但部分中小企业自身的经营规模有限、经济基础有限，外加管理人员的综合素质有待提高等，都使得节能减排技术具有较高的落实难度。
（三）作业设备相对落后
为切实降低高炉炼铁的能源消耗以及有效控制其对环境造成的污染，本世纪10年代初就开始对高炉设施进行扩建和投产等方面的改造，也取得了良好的改造成效，即一千多座高炉中1000m3以上的高炉数量已占比17%,其中最著名的首钢高炉已达到5500m3.我国高炉作业的改造不仅有助于控制高炉炼铁过程中产生的废弃物含量，对降低能源消耗也具有重要作用，且在很大程度上推动了我国高炉炼铁技术的提升。但受我国科学技术发展水平的限制，我国在高炉炼铁设备等基础设施的配置方面依旧相对落后于西方发达国家，同时由于目前我国小型高炉每年的钢铁产量是总钢铁体产量的一半以上，因此小型高炉在炼铁过程中依旧占据着主导地位，这也使得我国高炉炼铁的改造进程较为缓慢，尤其是节能减排技术的应用发展受限，会严重阻碍我国钢铁企业的持续发展。
（四）节能技术有待完善
高炉是高温高压的冶炼容器，在整个高炉炼铁过程中需要不断投入各种原材料，以保证钢铁生产量，如我国每年在炼铁中每吨铁的产量会消耗将近500千克的标准煤。因此，完善节能减排技术是我国钢铁企业需要面临的重要问题，但由于能源供应系统设计建设不合理，存在物流周转时间长、生产组织困难等问题，就会导致物料、能源损失较大，而钢铁系统的烧结余热、蒸汽回收等二次能源的回收利用水平有待提高，也会导致高炉炼铁过程中余热余能的价值未得到有效发挥，从而加大钢铁能源消耗量。为了有效开展环保和节能工作，企业虽然增设了大量的设施设备以及采用了先进的治理技术，但由于企业整体运行过程中使用的技术、装备和管理模式等存在不合理性，也就无法有效发挥节能技术和环保技术的价值优势，进而使得高炉炼铁降低能耗和环境保护的开展效果不理想。
四、高炉炼铁工艺中节能减排技术的应用对策
（一）创新节能减排技术
在高炉炼铁过程中污染严重、能耗较大的原因主要集中在焦化和烧结两步，因此在创新优化高炉炼铁工艺过程中，要加强对焦化和烧结的研究力度。新时期在科学信息技术快速发展的时代背景下，通过采用焦炉扩建，将其进行大型化、节能环保型的技术改造，既能实现大型化生产，又能利用先进的炉型结构、将四大车进行连锁的技术以及利用计算机技术进行炉温控制和低水分的焦息技术等，能够实现环保、低能耗的生产目标。另外在进行环境污染治理时，还可采用装煤除尘的先进技术手段，以有效控制烟尘和废水的零排放。在烧结工序方面，当前采用的新工艺是在厚料层分次加入燃料，然后利用小球烧结，以实现料层厚度、煤粉等比例上的综合调整，从而保证其燃料消耗量处于较低水平。
（二）优化焦比和燃料比
优化焦比和燃料比是指在高炉炼铁过程中将高炉焦比和燃料比进行科学、适当地降低处理，以降低燃料比，提高煤比，增强煤粉燃烧率。采用厚料层燃料分批次加入、高炉节能技术以及对其进行过筛改造等方式，来有效降低粉末的入炉量，不仅能够整体提升高炉冶炼技术，还能进一步改善煤气的利用条件。另外通过使用双预热技术等提高风温，保证喷煤量的温度条件适宜，也是保证将所有热量进行完全利用的重要途径。针对高炉炼铁二氧化碳、二氧化硫等污染物排放量过高的发展现状，钢铁企业要重视配套完善计量装置，在重点污染源产生区域排布监控设施，并充分利用信息技术实时交互的功能，逐步建立实时监测监控系统，全面提升钢铁企业高炉炼铁工艺中的节能减排信息化水平，以实现能源配比的在线调整与动态优化，从而实时监测并保证污染物的排放达标。
（三）降低加工工序消耗
节能减排技术在高炉炼铁中运用的主要目的之一便是降低能耗，实现企业效益最大化。当前企业为实现节能减排，通过提高鼓风机和高炉的匹配程度，在保证高炉使用寿命的基础上，减少高炉放风操作，既能增强炉料燃烧效果，又能降低鼓风机整体能耗。通过制冷站循环冷却系统的构建，结合不同的冶炼工艺，保证冷却水可以进行循环使用，并遵循清循环、污循环、除尘以及水渣循环的顺序，既能保证冷却水在运行过程中处于完全封闭状态，又能减少废水的排放量，保证有害气体不会直接进入到大气中，从而达到环境保护和节能减排的目的。
（四）回收利用部分能源
为有效增强高炉炼铁能源回收利用效率，钢铁企业要加大对先进生产技术的研发力度。如干熄焦技术的运用可以降低传统高炉炼铁工艺方法给水质带来的污染以及产生的热损失情况，还能将热量进行回收并产生蒸汽或发电。炉顶装料过程中均压放散煤气回收技术的运用是在煤气管网中增加抽负压设施，通过两次均压，实现煤气以及热能的百分百回收，不仅能够降低燃料的燃烧排放量，还能将排放的煤气重新回收到管网中，从而增加企业能源。将预热锅炉装备安装在环冷机入口，既能保证产生的蒸汽运用在预热烧结的混合料中，又能将烧结的烟尘和废气当作助燃空气，使其形成能源循环，从而提高能源利用率。
五、总结
随着生态环保理念以及节能减排技术的深度推进和快速发展，钢铁企业在高炉炼铁工艺制造过程中，要创新节能减排技术，优化高炉焦比和燃料比，通过降低加工工序消耗，回收利用部分能源，来切实增强钢铁企业的节能减排能力。同时钢铁企业要把环保达标视为企业的生命线，把节能减排能力作为企业的竞争力，强化节能减排技术创新、加大环境污染治理资金的投入力度，从严从实从速抓好以环保治理为核心的节能减排工作，从而实现钢铁企业效益最大化。
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文献来源：任小告。关于高炉炼铁工艺节能减排技术的研究[J].冶金管理，2021（19）：182-183.
高炉炼铁论文范文第二篇：分析冶金技术在炼铁高炉中的应用和发展
作者：王庆顺 杨军
作者单位：河北钢铁集团矿业有限公司石人沟铁矿
摘要：随着时代的不断进步，各种高新技术不断问世，进一步推进了冶金技术的发展进程。而我国炼铁高炉中冶金技术得到广泛使用之后，在极大程度上促进了该领域的发展。对此，有必要针对冶金技术在炼铁高炉中的应用和发展进行分析。
我国当前阶段的整体经济发展，需要钢材资源的支持，使得钢材资源不管是在使用数量还是在材料质量方面都呈现逐渐上升的趋势，这无形之中使得冶金技术方面的压力不断加大，需要针对这方面的技术不断的予以完善与创新，促使我国钢铁能源供给的稳定需求得到满足。
关键词：冶金技术；炼铁高炉；应用；发展分析；
一、冶金技术分类与我国在高炉炼铁方面的发展现状
（一）冶金技术的具体分类
冶金技术在实际使用中，需要结合具体需求采用相应的技术，其技术的具体分类主要有以下几个方面：⑴电冶金技术：该技术在我国高炉炼铁行业之中，能够进行运用的冶金技术是多样化的，但是这些冶金技术在炼铁领域之中实际进行运用中，需要与实际使用要求、生产环境之间进行有机结合来具体选择，当前可分为三种技术类型。而电冶金技术在其中就是一种重要的技术类型，这种技术在实际运用中主要是通过电能的充分运用下，将处于矿石之中的金属材质进行有效提取。而电冶金技术又可以分为电热冶金与电化冶金这两种技术。电热冶金技术在实际使用中与活法冶金技术相比基本上是类似的，两者主要具备的特点就是能够实现电能的转化，使其成为所需的热能。⑵火法冶金技术：火法冶金技术就是其另外一种常见的技术。该技术在实际使用中主要是通过高温提取技术来实现的，将相应的矿石放置于高温环境之内来具体实施提取，矿石处于高温环境当中的时候，能够通过其发相应的生物理变化实现固态转变，使其原来的固态状态转化成液态状态或气态状态。当矿石本身的形态发生了变化时，其内部所蕴含的相关物质也就随之实施有效性的分离，促使接触面积实现了增加的面积，当热量释放之后就会很快使冶金所需要的温度得到满足。⑶湿法冶金：湿法冶金技术的使用情况也是比较普遍的，该技术在具体实施的时候需要在低温的环境中进行。先将需要冶炼的金属经过浸泡实施相应的处理，在这个过程中应该适当的对溶剂进行运用，然后再针对相应的矿石进一步实施加工处理。通过上述流程需要提取的相关金属物质与溶液之间将会慢慢地发生化学反应，进而使得铁离子在溶液之中也会随着反应逐渐呈现出其特有的化学反应现象。
（二）我国当前阶段高炉炼铁发展中的问题分析
我国在改革开放得到不断深化的进程中，就已经开始针对国外的一些先进的冶炼设备与技术不断的进行借鉴与引进，依据当前阶段国内的实际发展情况，我国在炼铁技术方面的进步还是比较可观的，产出的钢铁材料质量也能使其高质量的要求获得满足。但是，在时代不断进步的过程中，社会市场经济也随之不断的实现发展，促使我国社会经济逐渐的减少了对钢铁资源的需求量，进而出现了供大于求的不利现象，并且在市场环境之中已经较为常见。而通过对冶金技术进行充分利用的情况下，来实施钢铁生产活动的相关企业，在燃料比、焦比等方面相对都要更低，促使冶金技术在高炉炼铁行业之所具备的应用价值得到了充分体现，能够进一步促进炼铁技术实现快速发展。
二、冶金技术在炼铁高炉之中的具体应用
（一）高炉双预热技术在炼铁高炉中的应用
在炼铁高炉中通常会采用相应的冶金技术，但是冶金技术在实际使用中又分为多种类型，其中高炉双预热技术就是常见的类型之一。这种技术在具体使用中，主要是充分的对高炉之中的煤气进行了充分利用，使其能够实现充分地燃烧，在这个过程中使其与热风炉烟道当中的废弃混合气体产生共同作用，进而生成一种高温废弃物，该物质在具体实施炼铁的过程中能够当做热源来使用。这项技术在我国大型钢铁企业生产的过程中是较为常见的，并且使其能源节约的作用得到了充分地发挥，并能够使焦炭在使用效率以及高炉炼铁的生产效率等方面的到有效提高，进而使得污染的发生得到有效控制。依据相关部门针对相关领域的数据统计，我国在钢铁行业中与该技术的实际使用中，能够实现对相应的废弃余热有效地实施回收再利用的目的，在相关的回收率值方面高达四分之一以上，基于高新技术下，使得这方面技术不断得到发展，在将来这方面的回收率提升空间依然很大。
（二）高炉干法除尘技术在炼铁高炉中的应用
高炉干法除尘技术在具体应用的过程中，主要能够运用的方式有两种，分别为干法除尘方式与湿法除尘方式。而其中干法除尘方式也包含着两种方式，分别为布袋除尘法与高压静电除尘法这两种方式。而在当前阶段的生产之中布袋除尘方法是使用非常广泛的方式，其在实际使用中体现出的最大优势，就是在极大程度上与我国当前存在的水资源短缺这一实况问题相契合，在实际进行生产的过程中，也能够在成本支出方面有效性地实施良好控制。因此，阻碍了这项技术的良好发展，在很多大型钢铁企业之中的实际发展状态都体现出了不良状态。之后在我国不断实施相关领域的研究与创新下，推出了高炉干法除尘这一技术，该项技术在研制成功并投入到生产之中之后，便在我国的各大企业炼铁高炉行业的生产之中快速地得到了极为广泛地应用。在国内的大型钢铁企业之中基本上都会对这种方法进行使用，进一步推进了我国钢铁冶金技术的发展进程，促使我国整体经济在实现持续进步中得到了强有力的推力。
（三）高炉喷煤技术在炼铁高炉中的应用
炼焦的重要性对于炼铁高炉领域而言是不言而喻的，我们都知道其具备的重要作用，炼焦项目实施的主要目的就是为了使冶炼技术与铁矿石之间的相互转化能够得以实现。但是，这项技术在实际使用的过程中却是具有极高复杂性，促使其在生产成本方面相对也是较高的，同时也会对周围环境造成一定地破坏性。而高炉喷煤技术在实际使用中，主要是通过在高炉的风口位置加入煤粉的方式，并将其吹入到炉膛之中，使其在生产的过程中直接产生其所需要的热量。不仅能够有效地实现对环境污染程度地减少，并能够有效地实现生产成本的控制。针对整个炼铁高炉实现生产的时候，需要我们能够实现全方位的控制，比如燃料的使用、煤粉的燃烧率等，进而使得这些方面能够实现全面的提高，从而使生产企业的利益实现最大化的生产目标。正是其所具备的这些优势，使得该项技术在我国得到了广泛地使用，并其持续不断地出现了新的功能。
三、冶金技术在裂贴高炉领域应用的发展趋势分析
随着新时代的到来，科学技术的不断发展与进步，冶金技术也这种时代发展环境中也得到了不断升级，同时也将一些动力学、热力学等方面的知识引入了其中，从而使得冶金技术的改革得到了持续不断地深化。与此同时，冶金技术也在快速不断地发展，在当前已经建立起了相应的热力学智能化数据库，通过计算机网络技术在冶金技术的引进下，使得智能化系统得以实现。除此之外，冶金技术在发展中对于生态环境保护方面也更加注重，不仅实现了能耗的降低，还使得冶炼企业实现了利益最大化。因此，冶金技术在实现不断发展的进程中，需要对以下几个方面予以注意。
（一）逐渐朝向"低焦煤、无污染"这一发展战略方向发展
在当前阶段具体实施发展的计划之中，我国当前阶段提倡各个行业都必须朝向"绿色"的方向进行发展，所以说冶金技术要想实现发展，也需要不断朝向"绿色"方向实施发展。因此，在具体实施的时候需要通过以下方式，来对我国"绿色"发展的相关理念予以呼应：⑴随着科学技术的快速发展，使得高炉炼铁反应技术得到了不断改革与创新，并在新技术与能源的持续寻找下，使得现阶段的技术之中的实际反应效率得到有效性提高，例如：将矿、焦的比例进行有效改变，来实现反应效率的全面提升；通过加入新型催化剂的方式来实现反应效率的提高；针对温度实施有效性控制来实现反应效率的有效提高。⑵在实现发展的过程中需要不断对炼焦配煤系统予以优化，并采用适当的研究方式，来针对实际配煤方案进行设计，保证其与实际冶炼需求相适应，进而不断实现配煤比例的优化，以此实现整个冶金过程都能够对煤焦的依赖性有效降低，与此同时也能够使得碳排放量实现有效降低的目的，在最大限度上实现周围生态环境的有效保护。⑶针对绿色冶金技术以及降低生产过程中污染排放量不断加大研究力度，使其能够朝向无污染生产方向发展，从而使得治金行业在实现可持续发展的进程中，得到良好的发展基础。
（二）逐渐朝向"可再生、新能源"这一发展战略方向发展
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了广泛应用，并且在未来实现发展的进程中，将会使得更多的可再生能源、高科技技术等一一被研究出来。⑴当前阶段我们能够通过对碳氢化合物的使用下，来对矿石实施相应的低温还原处理环节，这种方式在实际使用中不仅能够使得整个冶金过程提高透气性，同时也能够实现化合物的排非放昌的有效降低，以保证能够在最大限度上实现高发炉炼铁实际效率的全面提高，其中主要包括提炼效率、能量利用效率的提高。⑵有效地对氢能源进行利用，通过对氢聚变或者裂变产生的热昌的有效利用下，来具体对于传统意义上的焦煤进行替代。这样不仅能够使得焦煤的使用量得到降低，还能够实现环境污染程度的有效降低。现阶段，我国在氢能源的使用方面依然处于研究的初步阶段，在各个行业之中依然没有得到广泛地应用，并且在未来的长远发展中，氢能源势必会作为一种清洁型能源在各个行业之中得到广泛地应用。氢技术的探索需要针对高炉炼铁技术不断加强研究力度，促使其反应效率得到有效提升，这是其实施中最为关键的一个要素。在具体实现反应效率提高的时候，主要有以下几种方法能够实现：（1）焦炭与矿石的搭配比例实现最佳状态，通过催化剂的添加方式下，并将其置于低温、高速的环境之中，不断实现产物的还原，继而使得反应效率能够得到更好地提高。（2）基于以上的过程，将碳化氢添加在其中使其实现低温还原的目的，通过这种方式的有效利用下实施还原，不仅能够实现二氧化碳排放量的有效减少，还能够使其透气性得到改善，进而使得高炉冶金的性能得到提高，当然这种氢技术在当前阶段依然处于不断探索的过程中。在对可再生的无污染技术进行探索的时候，需要在炼铁的过程中，实现焦炭比例的有效降低，这对于企业而言应该是其关注的焦点，技术在实现发展的同时还需要实现消耗的减少，实现保护环境的重要目的。在对可再生能源进行探索的过程中，对氢技术进行充分利用所获得的效果是最佳的，尽管当前阶段依然处于研发的阶段，但是在未来的可再生能源无污染技术发展中，很可能会成为一种新的途径。
四、结束语
总而言之，我国社会经济在实现快速发展与进步的同时，也推进了冶金技术的快速进步，但是在整体水平上与西方发达国家相比，依然存在着很大的差距，这就需要我们自身能够树立起正确的节能环保理念，不断针对新技术进行研发，促使高炉炼铁技术能够得到进一步发展，从而提高高炉炼铁的利用率，并有效地实现对焦炭依赖性的降低，积极地进行新能源的全面探索。
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文献来源：王庆顺，杨军。分析冶金技术在炼铁高炉中的应用和发展[J].冶金管理，2021（19）：7-8.