闫杰
甘肃省酒泉钢铁（集团）公司宏兴股份公司炼铁厂 735100
摘要：铁是当今社会经济建设的重要基础和支架，随着社会的发展和经济的进步，越来越多的铁被用于基础设施建设。确保较好的炼铁技术与生产质量对于保障铁供给意义重大。笔者重点对近代炼铁工艺技术进行了分析研究，将不同的炼铁工艺进行了对比分析，并指明了未来炼铁工艺技术的发展方向。本文的研究成果对于相关部门的管理及技术人员提高相关技术水平具有较好的参考意义。
关键词：近代;炼铁;工艺;发展;方向;研究
前言
近代炼铁工艺技术种类较多，这其中以高炉炼铁为主，同时辅以其它非主流的特殊炼铁工艺。在非高炉炼铁工艺中，常见的是直接还原炼铁工艺和熔融炼铁工艺。高炉炼铁工艺应用比例在世界范围内约占四分之三[1]-[2]，该工艺操作便捷，成本不高，可实现大量生产，而非高炉炼铁主要是由于焦煤短缺而研发的工艺，采用直接还原技术[3]-[5]。随着世界经济的发展和对环境保护的重视，在未来的炼铁工艺中，如何发展清洁环保炼铁工艺被提上日程，未来低碳炼铁技术将成为发展主流，能够有效促进碳中和和碳高峰相关目标的实现，是不可阻挡的发展方向。
1、近代主体炼铁工业技术分析
1.1高炉炼铁技术的发展及其特点分析
近二十年，中国高炉炼铁技术随着经济的发展而快速进步，不仅实现了自身铁产品的供应，更是带动了全球炼铁产业的发展和配套科学技术的进步，根据相关数据统计分析，中国的生铁产量约占世界生铁产量的四分之三，中国的铁产量地位逐渐夯实，在世界范围内就有绝对优势。具体而言，高炉炼铁技术的特点及优势主要体现在以下方面，生产规模较大、在加工过程中的热效率较高、能够使用较低的能源消耗、生产中的铁回收率不低，配套机械设备的利用率较高、在使用中铁的收获率达到百分之九十七及以上，普遍采用优质铁水，采用先进热风炉，保障的铁产品质量。
1.2其它炼铁技术的发展及其特点分析
直接还原炼铁工艺技术分析较为常用，该技术不需要熔化矿石头原料、不产生炼铁废渣，充分运用气体或者液体燃料等还原剂，将矿石材料还原为铁单质。通常不同的还原剂对应的类型不同，如煤基准、气体基准等。按照反应器的不同，分为固定式、竖立式、回转式等。 煤基还原法主要是将优质的铁矿石或者铁粉等含有铁元素的氧化物制作成球团状或者柱状，并加入配套的反应炉中进行预热和还原。使用该还原方式具有以下优点，首先该方案中摒弃了对焦炭的使用，另外规模不大，避免了常规的高炉炼铁中的规模要求。但是该工艺技术也存在着能耗较高的缺点。
熔融还原炼铁工艺技术主要采用的燃料不是焦煤，在实际生产过程中最多使用少量的焦炭加热生产液态铁水。该工艺技术在发展过程中经历了多个阶段，其中较为常见的是采用煤基铁浴的方式进行熔融还原，溶剂多为石灰石或者类似材质。不同的熔融还原炼铁工艺技术特点基本类似，通过将不同方案的进行对比可以发现熔融还原法主要采用焦炭或者块状燃料，该工艺技术经过多年发展和规模推广应用，已经实现工业化联系生产，不过在整体优势上仍然无法与高炉炼铁同日而语。另外，该技术在使用过程中仍然存在着能量消耗量大，设备运行效率不高等问题。
1.3高炉炼铁工艺技术的重要性分析
不可否认，铁材料是当前社会基础设备及设施建设不可或缺的重要原料，然而当前全社会对环境安全环保和科技绿色发展都提出来较为严格的要求，高炉炼铁工艺技术当前面临着环境安全、环境保护方面的诸多要求，未来可能存在更大的竞争和发展压力。然而，高炉炼铁毕竟是当前主流的炼铁工艺，其产量贡献极大且能耗更低，在以后的较长时间内，高炉炼铁将仍然是炼铁生产的主打工艺。其它非高炉炼铁工艺技术由于当前国内能源格局的限制和能源消耗方面的要求仍然发展缓慢。另外，高炉炼铁以其成熟度高、稳定性好而具有更高适用性，特别是当前的经济和科技水平下。
2、近代炼铁工艺技术发展方向分析
2.1低碳化炼铁工艺技术分析
当前世界炼铁行业的发展趋势是低碳化、环保化，通过技术优化或者政策实施将炼铁过程中的碳含量降低已成为必然。当前，在以降低碳含量为主题的炼铁行业中，低碳化炼铁工艺技术打发展和研究很有必要，也是未来的重要方向。中国积极响应国际号召，力争到2030年实现碳高峰，到2060年实现碳中和。不可否认，低碳化炼铁已经成为当今炼铁行业的重点工作和挑战，不同的国家也都采取了适当措施，如采取建立碳管理系统，实施焦煤炉气再利用技术，开展富余燃料全氢气冶炼方案等。日本在低碳化炼铁工艺技术中发展了核燃料加热与熔化技术，降低了碳排放。
2.2碳炼铁工艺转向氢炼铁工艺技术研究
氢作为一种新型的能源、绿色的能源，在炼铁工业中有着至关重要的应用，而且氢能源来源丰富，热效应高，转化率不低，使用过程清洁无污染，具有可再生的特点，已被多个国家和相关行业关注。气体氢作为还原剂在炼铁工艺技术中能够直接参与还原反应，不存在其它转换环节，通过发展氢炼铁工艺能够大大减少有害污染气体的排放，对于促进炼铁行业的可持续发展、稳健发展和高质量发展具有重要意义。下一步，要加强与氢能源炼铁相关的配套标准、实施准则及安全规范反面的文件，进一步完善氢炼铁工艺技术。
3、结论
笔者重点对近代主体炼铁工业技术进行了分析，阐明了高炉炼铁技术的发展及其特点，并给出了其它炼铁技术的发展及其特点；重点针对直接还原炼铁工艺技术和熔融还原炼铁工艺技术进行分析研究。论述了高炉炼铁工艺技术的重要性。最后指明了近代炼铁工艺技术发展方向，主要围绕低碳化炼铁工艺技术和碳炼铁工艺转向氢炼铁工艺技术。本文的研究成果对于企业提高相关技术和水平具有较好的指导和参考作用。
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作者简介：（闫杰，男，甘肃临泽县人，1986年3月4日，本科，助理工程师，甘肃省酒泉钢铁（集团）公司宏兴股份公司炼铁厂，高炉炼铁）