高风温对高炉炼铁的意义及作用

昆钢集团红河钢铁有限公司 云南 蒙自 661100

高炉炼铁的重要热源之一就是风温，风温的高低对于高温炼铁的成效起着至关重要的作用，并且风温在高温热量的收入方面占据的比重也不小。目前要充分了解我国热风炉工作的现状，才能找到盲点，进而为企业选择更加合适的高炉炼铁技术。

一、我国热风炉工作的现状

根据国际先进钢铁企业热风值的标准1300℃来说，目前，我国大部分钢铁企业的热风温度值都无法达标，平均都在1100℃以下，最低的甚至只有883℃。这样的差距让我国高炉炼铁的技术、质量等水平都会落后于国外。尽管最近几年我国高炉炼铁在系数、煤比、焦比等方面都处在高速发展期，成绩也不断攀升，与国外差距正逐步减小。但是，我国的热风温度普遍偏低确是一个不争的事实，这严重阻碍了我国钢铁技术的前进，也制约了我国钢铁行业的发展。

二、高风温对高炉炼铁的重要作用

(一)补偿炉缸温度，实现高喷煤比。为什么热风温度会成为钢铁行业前进发展的一个重要的衡量指标呢?原因在于：高炉炼铁在正常工作的情况下，风口前的理论燃烧温度必须控制在2000-2350℃，一旦低于这个温度的最低值，高炉炼铁便会出现难以操作等问题，例如：炉缸工作不均匀、铁残渣难以分离、脱硫功能下降、顺行变差、流动性变差等。理论上来说，风温的温度每提高100℃，燃烧的温度也会随之上升60-80℃。高炉在喷吹煤粉的时候，燃烧温度则会降低，平均每喷吹10Kg煤粉温度降低20℃(无烟煤)至30℃(烟煤)。喷烟比不得大于130kg/t，一旦超过这个数值，风口的燃烧温度就会瞬间下降260℃-390℃[1]。这个时候，炉缸温度就会明显不足，此时高风温就派上了用场。高风温的补偿效果是非常明显的：1000-1200℃的热风温度能够喷吹1kg的无烟煤，此时则需要1.6-2.0℃的温度来填补，烟煤需要的补偿温度会高一点，平均在2.0-2.5℃。所以，只有实现了高风温，高炉炼铁才能实现高喷煤比，才能更加节省资源。

(二)降低炼铁焦化，提高生铁产量。高风温作为高炉炼铁技术的重要标志之一，还在于它能够一定程度上节省资源，提高产量。一方面，风温平均每提高100℃，高炉的风口区的温度也会提升，具体在60℃-80℃之间，这样就可以降低高炉在燃烧时的燃料比，平均节省20kg/t-30kg/t，不仅如此还能提升喷吹煤粉的数量15kg/t，这样就有效降低了高炉炼铁时的焦化程度。另一方面，由于高炉利用系数=冶炼强度/焦化，所以如果焦化的比重实现降低，则利用系数的值就会随之上升[2]。那么在这种情况下，高炉生铁的产量就会有很大的提高。

(三)替代昂贵焦炭，提高经济效益。高炉煤气作为高炉生产过程中的附加产品，在热风炉加热的时候可以被用作燃料，从而替换掉昂贵的焦炭。这样一来，高炉炼铁系统的热效率就会实现很大的提升，成为火法冶金设备。而且，风温的提高还能允许喷吹更大化的煤粉，减少煤气的排放量。此外，风温在高温热量的收入方面占据的比重也不小，据相关计算，大约在20%-30%。而作为廉价能源的高风温则不仅能使用高炉煤气，还能实现煤气的综合利用，还能增加经济效益，并对环保起到一定作用。

三、实现高风温高炉炼铁的措施

(一)附加金属换热器法。附加金属换热器法也就是对高炉煤气的低热值加以利用，单独建造的燃烧炉内会产生温度很高的烟气，热风炉内也会产生一定的烟气，这两种烟气会分别进入金属转换器，从而对煤气起到提前预热的作用。而且，金属转换器并不会完全依赖热风炉，它具备调节温度的作用，具体表现在可以根据高炉状态合理调节空气煤气温度，从而提升或者降低热风温度。不仅如此，其灵活性也得到了很好的体现，它也可以根据高炉状态来增加或者减少预热空气量和煤气量。

(二)热风炉自身预热法。热风炉自身预热法的工作原理是：利用热风炉给高炉送风后的余热来预热助燃空气，以提供给其他热风炉的燃烧，从而达到提高风温的目的[3]。运用这种方法，预热室热量被加以利用，对空气预热起到助燃的作用，使得风温达到1200℃。在燃烧的阶段内，热风炉自身预热的燃烧强度需要不断增大，从而补偿预热室内消耗的热量，这样预热室的温度就可以保持在一个稳定的水平。这种工艺的好处不仅仅体现在有效提高助燃温度，更在于能够将热风炉的交换过程得到强化，仅仅增加了助燃装置，但是却不仅成为了热风炉还成为了预热器，使得操作十分方便。

(三)匹配冷风烟气技术。冷风、烟气的匹配对于高炉炼铁技术的提升也至为关键。那么什么是冷风烟气技术呢?就是为了让主流股不断的在蓄热室的横截面上不断展开，但是却不能形成大的回旋流，所以就需要通过在炉底的空腔位置加入导流板装置，这项装置能够有效避免上述情况的发生，这就是冷风、烟气技术。这种技术的好处在于能够有效改善高炉内砖孔隙的流通均匀化，还能有效改善气流分布，从而提高高炉内的热效率。

(四)增加热风炉加热面积。增加热风炉内的加热面积可以说是提高高炉风温最有效也最经济的一种方式了，根本在于热风炉的构造本身就是一种蓄热交换系统。这种方式关键在于格子砖的采用，主要采用第三代格子砖。因为第三代格子砖的加热面积会大大提升，平均可达到300-400平方米/立方米，单位炉容面积也会随之增大。而且，由于格子砖的上部有较大的空隙排布，对于辐射换热很有帮助，上面储蓄的热量会在送风期间有效减弱换热对流，这样热风炉在送风期间的风温就会降低的比较慢；另外，由于格子砖的下部是小孔，这样的小孔会有效的起到过滤热量的作用。

结束语

综上所述，我国高炉煤具有气热值低的特点，所以要积极利用好相关的技术工艺，例如：低热值煤气提高热风温度，热风炉自身预热等等，这些专业技术的成果值得利用并且加以推广。另外，企业在自身发展的过程中切不可生搬硬套，而是要根据企业自身特点选择最适合企业的技术，或根据企业特点加以改进，力求为企业节省生产成本，提高经济效益，保护生态环境。