1.高風(fēng)溫（high blast temperature）：在現(xiàn)代高爐中借助熱風(fēng)爐將鼓風(fēng)風(fēng)溫加熱到1200℃以上的操作。使用高風(fēng)溫操作是高爐冶煉的技術(shù)措施之一。
????????? 簡(jiǎn)史? 19世紀(jì)20年代以前高爐使用冷風(fēng)煉鐵，燃料消耗很高，生產(chǎn)率低。1828年英國(guó)尼爾森（D.Neilson）建議在高爐上使用“熱鼓風(fēng)”煉鐵，并于1829年在蘇格蘭克拉依特廠首次實(shí)現(xiàn)來這一建議，風(fēng)溫雖然只有149℃，但效果驚人，每噸生鐵的燃料消耗由8.06t/t降到5.16t/t。降低來30%以上，產(chǎn)量提高46%，而用于加熱鼓風(fēng)消耗的燃料只有0.4 t/t生鐵。1831年該廠將風(fēng)溫提高到316℃，燃料消耗降到來2.25t/t，產(chǎn)量比用冷風(fēng)煉鐵時(shí)翻了一番。從此熱風(fēng)很快被推廣，它成為高爐煉鐵史上極重要的技術(shù)進(jìn)步之一。170℃余年來風(fēng)溫水平不斷提高，在日本、西歐、北歐、北美高爐的風(fēng)溫普遍達(dá)到1200℃，有的先進(jìn)高爐的風(fēng)溫叨叨1350℃，前蘇聯(lián)的全蘇平均風(fēng)溫到1990年已達(dá)到1150℃左右。中國(guó)重點(diǎn)企業(yè)的平均風(fēng)溫在1997年為1047℃，梅山冶金公司、包頭鋼鐵公司高爐的風(fēng)溫在1100℃以上，寶山鋼鐵(集團(tuán))公司3號(hào)高爐的風(fēng)溫在1997年達(dá)到1230℃。而地方骨干企業(yè)的平均風(fēng)溫在1997年為971℃，雖然其中個(gè)別鋼鐵廠高爐的風(fēng)溫在1000℃以上，但總體上說中國(guó)高爐的風(fēng)溫水平要比工業(yè)先進(jìn)國(guó)的低150～200℃。
??????? 2.高風(fēng)溫操作對(duì)高爐冶煉的影響
??????? （1）風(fēng)溫提高，熱風(fēng)帶入爐熱量增加，風(fēng)口前燃燒碳量能得到減少；
??????? （2）高爐高度上溫度發(fā)生再分布。風(fēng)溫提高，熱風(fēng)帶入爐缸熱量增加、同時(shí)燃燒碳量減少使煤氣發(fā)生量減少，煤氣往上攜帶的熱量減少，結(jié)果，爐缸溫度提高、爐身和爐頂溫度降低；
??????? （3）風(fēng)溫提高使燃燒碳量減少，使煤氣中CO量減少，同時(shí)爐身溫度降低使間接還原減少，從而使直接還原度提高。
??????? （4）風(fēng)溫提高時(shí)，爐內(nèi)煤氣壓差增加，使?fàn)t料下降條件變壞，不利于爐料順行；
??????? （5）風(fēng)溫提高，熱風(fēng)帶入爐熱量增加，風(fēng)口前燃燒碳量能得到減少，使焦比能得到降低。
??????? 煉鐵工序占鋼鐵工業(yè)能耗的主要部分，高風(fēng)溫是實(shí)現(xiàn)煉鐵高爐節(jié)能的重要措施，據(jù)研究，在目前我國(guó)高爐風(fēng)溫范圍內(nèi)，每提高100℃風(fēng)溫，可降低焦比15~20kg/t鐵，可相應(yīng)提高產(chǎn)量3%左右。此外，高風(fēng)溫還是實(shí)行高爐噴吹煤粉的必要條件。隨著煉鐵技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代高爐向大型、高效、長(zhǎng)壽等方向發(fā)展，提高高爐熱風(fēng)爐風(fēng)溫所具有的降低煉鐵焦比、提高高爐生鐵產(chǎn)量、提高噴煤比和降低高爐生產(chǎn)成本等作用越來越顯著。國(guó)際上先進(jìn)企業(yè)的高爐風(fēng)溫在1300℃以上，我國(guó)2007年重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)的平均風(fēng)溫僅為1125℃，與國(guó)外先進(jìn)水平尚有一定差距。
??????? 3.高風(fēng)溫和降低焦比的關(guān)系
??????? 3.1高風(fēng)溫降低焦比的原因
??????? 提高風(fēng)溫后降低焦比是多種因素共同作用的結(jié)果，其原因主要有下列幾方面：
??????? ①?鼓風(fēng)帶入的物理熱增加了爐內(nèi)非焦炭的熱量收入，代替了一部分由焦炭燃燒所產(chǎn)生的熱量，因而可使焦比降低。
??????? ②?由于風(fēng)溫提高后焦比降低，一方面是單位生鐵生成的煤氣量減少，爐頂煤氣溫度下降，煤氣帶走的熱損失減少，另一方面使造渣量減少，爐渣帶走的熱損失也減少因而可進(jìn)一步降低焦比。
??????? ③?由于風(fēng)溫提高后焦比降低，使高爐產(chǎn)量相應(yīng)增加，單位生鐵熱損失減少，因而有促進(jìn)了焦比降低。
??????? ④?風(fēng)溫提高后，爐內(nèi)高溫區(qū)下移，中溫區(qū)擴(kuò)大，有利于間接還原的發(fā)展，利于焦比降低。
??????? ⑤?風(fēng)溫提高后，鼓風(fēng)動(dòng)能增大，有利于吹透中心，活躍爐缸，改善煤氣能量利用，從而能降低焦比。這對(duì)大型高爐而言尤為重要。
??????? 3.2高風(fēng)溫降低焦比的效果
??????? 提高風(fēng)溫的節(jié)焦效果隨風(fēng)溫水平的高低而異。風(fēng)溫水平越低，提高風(fēng)溫的節(jié)焦效果越好；風(fēng)溫水平越高，提高風(fēng)溫節(jié)焦的效果越差。這種規(guī)律可用以下公式說明：
??????? E=
??????? 式中? E--提高風(fēng)溫后熱量相對(duì)節(jié)省數(shù)（%）
????????????? a--熱風(fēng)帶入的熱量（ks/kgFe）
????????????? b--綜合校正值，即不同風(fēng)溫時(shí)，冶煉1kg生鐵各項(xiàng)熱量消耗變化值的代數(shù)和（ks/kgFe）
????????????? Q--冶煉1kg生鐵熱量的總消耗（ks?/kgFe）
????????????? KT--高爐熱量有效利用系數(shù)
??????? ①?高爐熱量有效利用系數(shù)KT隨焦比降低而升高，即風(fēng)溫越高，焦比越低，爐內(nèi)煤氣量越少，煤氣利用率越高。因而，風(fēng)溫水平高時(shí)，E值下降。
??????? ②?隨著風(fēng)溫提高，焦比降低，單位生鐵風(fēng)量減少，使鼓風(fēng)帶入能量a減少。因而E值下降。
??????? ③?綜合校正值b隨著風(fēng)溫的提高和焦比的降低而減少，最后可能達(dá)到負(fù)值，因而可使正值下降。綜合校正值b的這一特性是由于提高風(fēng)溫對(duì)高爐熱量收支有正負(fù)兩方面的影響所致。一方面，除了鼓風(fēng)物理熱直接代替焦炭燃燒熱以外，由于焦比降低，渣量及煤氣量減少，爐渣及煤氣帶走熱量減少，同時(shí)，由于產(chǎn)量提高，單位生鐵熱損失減少，因而增加了使綜合校正值b成為正值的因素。另一方面，由于熱風(fēng)溫提高使焦炭的理論燃燒溫度提高，熱量集中于爐缸，這不僅使渣鐵溫度的升高，渣鐵帶走的熱量增加，而且使風(fēng)口區(qū)冷卻水帶走的熱量增加，因而增加了使b值成為負(fù)值的因素。風(fēng)溫越高和焦比越低時(shí)，b值成為正值的作用越小，成為負(fù)值的作用越大，可能其代數(shù)和變?yōu)樨?fù)值。如果負(fù)值b與a相等，則提高風(fēng)溫的效果等于零。
??????? 提高風(fēng)溫節(jié)省的焦炭量可按下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
??????? △K=βK0△t
??????? 式中? △?-提高風(fēng)溫降低焦比的數(shù)量，（kg/tFe）
????????????? K0-提高風(fēng)溫前的基準(zhǔn)期焦比，（kg/tFe）
??????? △t-提高的風(fēng)溫值（干風(fēng)溫度），（℃）
??????? β??-不同風(fēng)溫水平時(shí)對(duì)焦比的影響系數(shù)（如下圖所示）
??????? 不同風(fēng)溫水平時(shí)對(duì)焦比的影響系數(shù)
??????? 干風(fēng)溫度（℃）?500~600?600~700?700~800?800~900?900~1000?1000~1100?1100~1200?1200~1300?
??????? β?0.086?0.070?0.059?0.050?0.044?0.040?0.037?0.034?
??????? 4.高風(fēng)溫和噴吹燃料的關(guān)系
??????? 高風(fēng)溫與噴吹燃料之間是互為條件的關(guān)系。高風(fēng)溫依賴于噴吹，因?yàn)閲姶的芙档鸵蚴褂酶唢L(fēng)溫而引起的風(fēng)口前理論燃燒溫度的提高，從而減少煤氣量，利于順行，噴出量越大，越利于更高風(fēng)溫的使用；噴吹燃料需要高風(fēng)溫，因?yàn)楦唢L(fēng)溫能為噴吹燃料后風(fēng)口前理論燃燒溫度的降低提供熱補(bǔ)償，風(fēng)溫越高，補(bǔ)償熱越多，越有利于噴吹量的增大和噴吹效果的發(fā)揮，從而有利于焦比的降低。高風(fēng)溫和噴吹燃料的合力所產(chǎn)生的節(jié)焦、順行作用更顯著。噴吹燃料和提高風(fēng)溫后，使焦比降低，負(fù)荷加重，使煤氣和礦石與有更多的時(shí)間接觸，改善煤氣的利用，提高產(chǎn)量。
??????? 5.高風(fēng)溫對(duì)爐況順行的影響
??????? 在一定冶煉條件下，當(dāng)風(fēng)溫超過某一限度后，高爐順行被破壞，其原因如下：
??????? ①?風(fēng)溫過度提高后，爐缸煤氣體積因風(fēng)口前理論燃燒溫度的提高，爐缸溫度難以提高而膨脹，煤氣流速增大，從而導(dǎo)致爐內(nèi)下部壓差升高，不利順行。
??????? ②?爐缸SiO揮發(fā)使料柱透氣性惡化。理論研究表明，當(dāng)風(fēng)口前燃燒溫度超過1970℃時(shí)，焦炭灰分中的SiO2將大量還原為SiO,它隨煤氣上升，在爐腹以上溫度較低部位重新凝結(jié)為細(xì)小顆粒的SiO2和SiO，并沉積于爐料的空隙之間，致使料柱透氣性嚴(yán)重惡化，高爐不順，易發(fā)生崩料或懸料。
??????? 6.高爐接受風(fēng)溫的條件
??????? 如上所述，在一定冶煉條件下，當(dāng)風(fēng)溫過高時(shí)，不僅所產(chǎn)生的節(jié)焦效果將減弱，還將對(duì)爐況順行產(chǎn)生不利影響。因而客觀地講，在一定的冶煉條件下，存在著一個(gè)界限風(fēng)溫。界限風(fēng)溫取決于兩方面因素：其一，風(fēng)溫提高后能否帶來焦比降低，其二，風(fēng)溫提高后能否破壞順行。值得指出的是，此界限風(fēng)溫隨冶煉條件變化而不同。據(jù)此，凡是能降低爐缸溫度以及改善料柱透氣性的措施，都將有利于高爐接受高風(fēng)溫，進(jìn)而更大程度地降低焦比。具體措施如下：
??????? ①?搞好精料。精料水平越高，爐內(nèi)料柱透氣性越好，爐況越順，高爐越易接受高風(fēng)溫。
??????? ②?噴吹燃料。噴吹量的提高，有利于高爐使用高風(fēng)溫。
??????? ③?加濕鼓風(fēng)。加濕鼓風(fēng)能因鼓風(fēng)中水分分解吸熱而降低爐缸燃燒溫度，利于高風(fēng)溫的使用。通常，加濕鼓風(fēng)是作為暫時(shí)沒有噴吹或噴吹量太少的高爐為控制風(fēng)口前理論燃燒溫度的一種手段而使用的。我們不提倡此法。
??????? ④?精心操作。首先要找準(zhǔn)高爐的基本操作制度，特別是要搞好上下部調(diào)劑，保持合理煤氣分布，以保證爐況順行。其次，操作中要精心調(diào)節(jié)，早動(dòng)、少動(dòng)，以減少爐況波動(dòng)，并應(yīng)盡可能采用固定風(fēng)溫（固定在最高水平）調(diào)節(jié)噴吹量或鼓風(fēng)濕度的操作方法。
??????? 7.高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐技術(shù)
??????? 7.1技術(shù)領(lǐng)域
??????? 本發(fā)明涉及高爐熱風(fēng)爐在使用純高爐煤氣條件下獲得1250℃高風(fēng)溫的技術(shù)。
???????
??????? 7.2背景技術(shù)
??????? 隨著高爐生產(chǎn)不斷發(fā)展以及節(jié)能減排的要求日益迫切，高爐對(duì)風(fēng)溫的使用提出了更高的要求，特別是近年來由于焦炭?jī)r(jià)格不斷上漲，提高風(fēng)溫、提高噴煤比，降低焦炭消耗成為高爐生產(chǎn)追求的一大目標(biāo)。