??????? 近年，熱風爐耐火材料都基本改為高溫區(qū)使用硅磚，為熱風爐的高風溫能力奠定了硬件基礎。
??????? 熱風爐提高風溫的手段通常有：一是通過混入焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、天然氣等高熱值煤氣富化低熱值的高爐煤氣，這要求有豐富的或過剩的高熱值煤氣，寶鋼、武鋼就采用此方法；二是通過預熱助燃空氣和高爐煤氣，提高物理熱以提高燃料的理論燃燒溫度，一般要求助燃空氣預熱到350℃以上，煤氣預熱溫度180℃以上。目前國內(nèi)高溫預熱助燃空氣的方法通常有自身預熱法、蓄熱式換熱器，可將助燃空氣溫度預熱到650℃，高溫金屬換熱器可將助燃空氣溫度預熱到400℃，但是這些方法都有投資高、工藝復雜、維護量大、熱效率低的缺點。
??????? 7.3發(fā)明內(nèi)容
??????? 本技術采用熱管換熱器和高溫金屬換熱器兩種組合預熱，既充分發(fā)揮了熱管換熱器熱效率高的特點，又充分利用了熱風爐排放的廢氣余熱，投資低，布置靈活，維護量小。
??????? 7.3.1工藝：高爐煤氣通過熱管換熱器一級預熱到180℃；助燃空氣通過熱管換熱器一級預熱到180℃，再通過高溫金屬換熱器二級預熱到380℃；設置煙氣發(fā)生爐燃燒高爐煤氣產(chǎn)生高溫煙氣；熱風爐廢氣一小部分與煙氣發(fā)生爐高溫煙氣混合為高溫金屬換熱器提供熱煙氣，其余部分與金屬換熱器出口廢氣混合進入熱管換熱器加熱高爐煤氣和助燃空氣，廢氣排放溫度150℃；尾部設抽風機克服系統(tǒng)阻力。工藝圖見圖一
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??????? 7.3.2設計參數(shù)：換熱器設計的主要參數(shù)見表一、二。
??????? 表格 1整體式熱管換熱器性能參數(shù)
??????? 項目?煙氣?空氣?煤氣?
??????? 流量Nm3/h?358520?168000?210000?
??????? 進口溫度℃?280-350平均315?20?60?
??????? 出口溫度℃?165?200?200?
??????? 阻力降mmH2O?60?60?60?
??????? 回收熱量KW??11000?11500?
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??????? 表格 2高溫金屬換熱器性能參數(shù)
??????? ?煙氣?空氣?
??????? 流量Nm3/h?110000?168000?
??????? 進口溫度℃?650?200?
??????? 出口溫度℃?350?400?
??????? 阻力降mmH2O?41?250?
??????? 回收熱量KW?10360?
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??????? 7.3.3相關設備選擇：高爐煤氣預熱溫度180℃和以往沒有差別，不需要特別處理，只是為了降低熱損失將管道進行保溫。助燃空氣預熱溫度350℃至400℃對金屬結(jié)構(gòu)也無大的影響，空氣閥采用普通閥門，空氣調(diào)節(jié)閥采用不銹鋼，管道采用錳鋼并進行保溫。燃燒器結(jié)構(gòu)考慮了空氣和煤氣的溫差。
??????? 7.4實際運用
??????? 2005年12月27日攀鋼新三號高爐投用高溫金屬換熱器（擾流子）以后風溫穩(wěn)定在1240-1260℃，最高日風溫1263℃。投產(chǎn)后每月平均風溫見表3（其中：2006年3月高爐爐況失常，2月和4月分別發(fā)生熱風閥燒穿和高爐風機跳閘事故）。
??????? 表格 3攀鋼新三號高爐2006年風溫
??????? 時間?1月?2月?3月?4月?5月?6月?7月?8月?9月?10月?11月?12月?
??????? 風溫?1244?1231?1187?1203?1255?1246?1255?1248?1234?1225?1218?1187?
??????? 焦比?462?467?551?510?470????????
??????? 利用系數(shù)?2.267?2.187?1.962?1.914?2.275????????
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??????? 表格 4煙氣發(fā)生爐及擾流子換熱器的使用情況
??????? 進入發(fā)生爐煤氣溫度（℃）?煤氣燃燒量（m3/h）?發(fā)生爐爐膛溫度（℃）?煙氣進入擾流子溫度（℃）?煙氣出擾流子溫度（℃）?助燃空氣入擾流子溫度（℃?助燃空氣出擾流子溫度（℃）?
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??????? 8.高爐高風溫技術的研究動向
??????? 國內(nèi)外實現(xiàn)高風溫技術主要有摻燒高熱值煤氣技術、換熱器預熱煤氣和助燃空氣技術、熱風爐自身預熱技術、高溫空氣燃燒預熱技術等。我國首鋼等大型鋼鐵企業(yè)也正在積極開展高風溫技術的研究。
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??????? 經(jīng)過實踐和探索，首鋼認為，實現(xiàn)高風溫可以采取的主要措施有：
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??????? （1）焦炭質(zhì)量、燒結(jié)礦品位和煤粉質(zhì)量等原燃料條件的改善，是實現(xiàn)高風溫的重要保障。
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??????? （2）改進高爐裝料制度、送風制度等操作，可以改善透氣性指數(shù)和煤氣初始分布，提高高爐使用高風溫能力。
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??????? （3）強化安全。對膨脹節(jié)位移和高爐、熱風爐系統(tǒng)各部位的溫度進行實時在線監(jiān)測。
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??????? （4）適當提高熱風爐頂溫。利用自動燒爐加大煤氣燃燒量，將原來的控制頂溫從1390℃提至1420℃，可提高風溫15~30℃。
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??????? （5）減少混風閥的開度。減少10%的冷風混入量，約提高風溫15℃。
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??????? （6）提高空氣預熱溫度?？諝忸A熱溫度從550℃提高至600℃，約提高風溫15~20℃。
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??????? （7）熱風爐操作制度的優(yōu)化。通過縮短熱風爐燃燒期、送風期和換爐時間以及增加換爐次數(shù)等措施，實現(xiàn)高風溫操作。
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??????? 同時，首鋼的研究也表明，高爐風溫的提高是需要條件的。高風溫使用不當，不僅不利于高爐降低焦比提高噴煤，而且有可能導致高爐不順和熱風爐系統(tǒng)壽命的縮短。主要應該考慮以下幾方面問題。
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??????? （1）必須具備實施高風溫的熱風爐工藝流程。為實現(xiàn)高風溫，一般可以采取富化煤氣、煤氣和助燃空氣預熱技術等；但還需考慮高熱值煤氣的成本和腐蝕問題。
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??????? （2）熱風爐、管道和吹管等設備及材料必須滿足高風溫要求。高風溫是一個系統(tǒng)工程，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，均會導致高風溫技術的失敗，如在風溫提高后，出現(xiàn)送風總管位移過度膨脹，熱風直吹管、鵝頸管發(fā)紅，拱頂出現(xiàn)晶間應力腐蝕等問題。
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??????? （3）高爐接受高風溫的能力問題。由于受原燃料質(zhì)量的影響，爐況經(jīng)常出現(xiàn)不順或波動等問題，即使熱風爐能提高再高的風溫，也會由于高爐自身的因素而使高風溫的使用受到限制。
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??????? （4）采用高風溫會降低煤氣熱值和增加燃燒負荷，所以必須與高爐原燃料、大噴煤、高富氧等技術的結(jié)合，才能發(fā)揮高風溫以煤代焦的節(jié)能作用。
??????? 9.當前我國高風溫技術的現(xiàn)狀及提高風溫的途徑
??????? 高風溫使一項綜合技術，它涉及高爐接受風溫的能力的提高，熱風爐供應風溫的能力的增加及加熱熱風爐的熱源的解決等各方面，另外，高風溫的使用對高爐操作者來說還存在著認識上的問題，即是否真正理解提高風溫的必要性，是否看到了高風溫潛在的經(jīng)濟效益。正因如此，雖然目前在我我國高風溫技術已有長足進步，但實際風溫水平仍然較低，近十年來徘徊不前。1992年，我國500多座生產(chǎn)高爐中除寶鋼高爐已連續(xù)4年風溫保持在1200℃以上達1220℃之外，包鋼、梅山、首鋼、上鋼一廠、武鋼、酒鋼、鞍鋼、馬鋼、蘇鋼、杭鋼、柳鋼等廠的高爐風溫僅達1000~1100℃水平，而其余400多座高爐風溫在1000℃以下，這與先進國家比差距達200~300℃（國內(nèi)先進高爐風溫為1200~1300℃）風溫低的原因主要有如下兩方面:
??????? 其一，一些有能力使用高風溫的高爐，由于熱風爐能力不足（限制熱風爐能力的既有熱風爐結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等方面的原因，如陳舊的內(nèi)燃式熱風爐的技術改造，新的高風溫外然式，頂燃式熱風爐的建設及配套技術的跟進等，也有提供熱風爐的高溫熱源不足的因素）；有些高爐的熱風爐有能力供更高風溫，但高爐因順行差而用不了，更有甚多的高爐即無噴煤，也未加濕，因而風溫也上不去。
??????? 其二，有些單位片面追求產(chǎn)量，忽視降低焦比，因而不重視風溫的使用。
??????? 基于上述分析，當前提高風溫水平的途徑是：
??????? ①?要提高對使用高風溫必要性的知識，積極創(chuàng)造條件使用高風溫，并分層次確立高風溫目標。高風溫對高爐冶煉利大于弊，必須盡量提高風溫使用水平，但高風溫又受限于高爐的不同原料和設備條件，應是不同層次意義上的高水平。按高冶金部規(guī)劃，高風溫使用分為三個層次：第一層次是風溫達到1200～1300℃，寶鋼及90年代新建或改建的原料條件好的大型高爐屬于此列；第二層次是風溫水平達1100～1200℃，原料條件較好，裝備水平較高的高爐應以此為目標，多數(shù)重點鋼鐵廠和部分地方骨干廠應該努力達到；第三層次是風溫水平達1000～1100℃，絕大多數(shù)的高爐都應達到并且有條件達到。
??????? ②?要提高熱風爐供熱能力，其具體措施有：要有足夠的蓄熱面積，單位容積的蓄熱面積應達80～85㎡/m?以上；新建大高爐應用外燃式熱風爐，舊高爐改造可采用改進型內(nèi)燃式或頂燃式熱風爐，如有條件用外燃式熱風爐則更好，300m?以下高爐可用球式熱風爐；熱風爐座數(shù)一般應有四座（球式可用為3座），以減少因檢修而對風溫的影響；熱風爐高溫區(qū)應采用低硅和低蠕變高鋁磚等性能好的耐火材料，各交叉口應采用組合磚砌筑，以提高熱風爐的壽命；采用高效陶瓷燃燒器及燃燒煙氣和冷風均勻分配技術，以提高熱風爐效率；采用有耐火材料保護的，高效冷卻的長壽熱風閥。
??????? ③?切實解決高溫熱源。應當承認，當前高風溫熱風爐燃燒所需煤氣熱值普遍不足，采用回收熱風爐煙氣余熱來預熱助燃空氣和煤氣，或采用自身預熱法預熱助燃空氣是解決高風溫與煤氣熱值差這一矛盾的有效措施。當然，焦爐煤氣有余的也可配加在熱風爐燃燒中，以提高熱值。
??????? 參考文獻
??????? [1]解廣安。煉鐵工藝。北京：中國工人出版社，2004
??????? [2]高爐高風溫技術的研究動向。來源：鋼聯(lián)資訊，2011
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