高风温是节能降耗工作的重点

高风温是节能降耗工作的重点

炼铁系统(包括烧结、球团、焦化、炼铁工序)的能耗占钢铁联合企业总能耗的70％，而炼铁工序占约50％，污染物的排放三分之二也来自炼铁系统。所以说，钢铁工业节能降耗工作的重点在炼铁系统。

钢铁工业节能工作方法是，首先要抓好减量化用能，这体现出节能工作要从源头抓起，也是体现节能工作是以节约优先的原则；第二是要提高能源利用率；第三是提高二次能源的回收利用水平。

钢铁工业减量化用能工作的重点是，要努力降低炼铁燃料比(包括入炉焦比+喷煤比+小块焦比)，污染物排放的CO2有70％是来自燃煤，SO2排放有90％也来自燃煤。所以减少燃煤用量是节能降耗的主要工作方向。2007年我国重点钢铁企业的炼铁燃料比为529kg/t，而且，只有5个企业是低于500kg/t，最低的为464kg／t。国际先进水平的炼铁燃料比是低于500kg／t。努力降低炼铁燃料比是我国炼铁工作的主要方向。

高炉炼铁的能量来源，有78％来自碳素燃烧(包括焦炭和煤粉)，有19％来自热风，其余为高炉内物质反应放热。这也说明高炉炼铁减量化用能工作就是要在降低碳素消耗和提高风温两方面开展。

1．高风温的作用

高炉炼铁提高热风温度100℃，可以降低焦比15～20kg／t，提高风口前理论燃烧温度60℃，允许多喷吹30～40kg／t煤粉。

高风温对于高炉炼铁是廉价的能源。因为高风温是通过燃烧低热值高炉煤气而获得的。钢铁工业能源转化功能是体现在所用煤炭(不包括烧煤发电)的能量34％会在生产过程中转化为副产煤气(高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气)，另一个转换是体现在生产过程物质的显热和散热；以及二次能源(余压、余热、余能)等，其总量约占总能耗的15％左右。

冶炼每吨铁约可产生1700～1900m3的高炉煤气，而热风炉会消耗高炉煤气的45％左右。热风炉是消耗高炉煤气的大户，也就是钢铁企业提高能源转化率工作的重点之一。采用对煤气和助燃空气进行双预热技术，可以实现热风炉单烧高炉煤气，而获得1200℃以上高风温的工作目标。

2．高风温是提高喷煤比的基本保障

高炉冶炼正常生产是要求风口理论燃烧温度在2200℃±50℃。但是每喷吹10kg／t煤粉会使理论燃烧温度下降，喷无烟煤下降15℃～20℃，喷烟煤会下降20℃～25℃。如果喷煤比在100kg／以上，就会使理论燃烧温度下降150℃一250℃。如果不采取有效的提高风口理论燃烧温度，高炉生产就会难以正常运行。热风温度升高100℃，会使理论燃烧温升高约60℃。而采取富氧鼓风和脱湿鼓风，提高理论燃烧温度的力度均不如提高风温的力度大。

3．我国热风温度现状

2007年我国重点钢铁企业高炉炼铁热风温度为1125℃，比上年度提高25℃，消除了多年来热风温度徘徊的状态，创造出历史最好水平，宝钢股份公司的高炉平均风温在1240℃以上，其它钢铁企业的热风温度均在1180℃以下，只有太钢达到了年平均风温1175℃。2007年，我国有51个企业平均风温低于1100℃，最低的仅为911℃。近年来，我国新建设的2000m3以上容积的大高炉热风温度均可以实现1200℃以上的高风温。但是，总体上讲我国热风温度与工业发达国家相比差距仍在100℃～150℃。国际领先水平的热风温度达到13000C(芬兰高炉)，国际先进水平的热风温度是1250℃。这说明，我国炼铁工作者仍要在努力提高风温上下功夫。

4．提高对高风温重要性的认识

近年来，我国钢铁工业的总投资中对炼铁项目的投资比例仅在6％左右。这说明，我国炼铁系统的建设和技术改造缺乏经济支持。炼铁项目的技术升级和结构优化也受到限制。建设热风炉的投资一般要占高炉炼铁总投资的20％左右。而热风炉的寿命一般是在25年左右。也就是说，热风炉的寿命要比高炉长一倍以上。造成了对热风炉进行技术改造不及时，严重影口向了我国热风炉高风温的实现。高风温对于企业来说是个长效的节能机制。钢铁企业各级领导也应当认识到，低风温意味着炼铁高焦比，25年高焦比的代价太大了!

一些炼铁企业风温低是因为采购了低价的劣质耐火砖，砌筑热风炉时又赶工期，并且又不用科学的烘炉曲线去烘炉，只想抢出1～2天工期，造成了低风温的后果。这反映出炼铁企业管理方面的缺失和技术把关不够。

我国已全面掌握了实现高风温热风炉的设计，以及相关设备制造、科学施工、投产操作等技术。一般来讲，2000m3以上容积的高炉应采用外燃式热风炉。首钢京唐公司5500m3高炉的热风炉采用卡鲁金式内燃式热风炉有待实践的检验。

5．实现高风温的技术措施

实现高风温是个系统工作，从优化设计、用优质耐材、高质量砌筑、优化热风炉操作、送风系统的技术保障等方面均要有一整套技术和管理措施。

5．1优化设计热风炉

热风炉在设计上要确保长寿，就要设计时拱顶砖不座落在大墙上，避免大墙受热膨胀时顶坏拱顶砖。要防止热风炉顶部钢板不受到晶界腐蚀，就要使用铝箔内衬，将钢板与耐火材质隔离开。这样在炉顶温度大于1400℃时，所产生的NOx，以及形成的硝酸不能直接与钢板接触。

为提高热风炉内格子砖的蓄热面积，要将五孔格子砖改为9孔的格子砖。耐火砖的表面积得到有效提高之后，热风炉的热效应会大大提高。

至于是采用外燃式还是内燃式，或是石球式热风炉，这要根据各企业各自的要求，经济能力，以及所掌握的科技知识水平来进行判断，没有个固定的模式。但是，这方面在《高炉炼铁工艺设计规范》中是有比较详细的说明。

5．2耐火材质的选择

热风炉拱顶应采用耐高温的硅砖。硅砖在高温区不要有大的温降，硅砖温差大时要产生裂纹，强度变差。所以在热风炉操作时，拱顶温度波动要控制在100℃～150℃以内。 热风炉不同部位可以采用不同质量的耐火砖。但是要求不同材质的耐火砖均要有高质量的要求。国家已公布了各种耐火材料的质量标准。对耐火砖的耐火度、膨胀性、导热系数、密度，以及有害杂质的含量等方面均有要求。采购耐火砖时要提出其具体质量要求，而且耐火砖进厂后也要分批量进行质量检验，以防有不合格产品进厂。进厂的耐火砖要妥善保管，一定不能让水浸泡和受潮，防止搬运过程中破损。

不能图便宜购买劣质的耐火材料，不少企业在这方面吃过大亏。出现买着便宜，用时贵和性能差、寿命低、造成20多年的低风温，高焦比炼铁，其经济损失很大。这里要有炼铁厂的语话权。一些企业是供应部门采购耐火砖，也有一些“灰色经济”成分存在，而炼铁厂无权干涉，这种状况要扭转。

5．3高质量的砌筑热风炉

国家早已颁布了冶金行业的筑炉标准，只是在工作中出现走样，或没有设立监理工作制度。我们要按科学发展观来工作，不能要求赶工期，缩短烘炉时间，打压和调试等程序均不能少。

5．4优化热风炉操作制度

一般热风炉的送风时间控制在1个小时左右，高炉使风温曲线，不允许出现梅花辨状。主要是要保障热风炉拱顶温度波动小于100～150℃。为此，在高炉临时休风时，不允许使用热风炉进行煤气倒流。在设计时，高炉要有专门的倒流管道和阀门。

5．5送风管理系统要确保能够经受高风温。

送风管道系统包括：热风短管、热风阀、热风杠、热风围管、弯头、鄂胫管、火管等部件。

我国已能生产制造耐高温、先进的多种类型的热风阀，其寿命也均可在1年以上，并已应用到我国宝钢、武钢等大中型炼铁企业。

高风温的送风管道系统内部要有专门的耐火砖或不定型耐火材捣打的材料选用，施工设计以及质量检验标准，在这方面也不能有图便宜不重质量的思想。

在选用管道用钢板或铸铁件时，也要考虑能经受1200℃和450℃以上高风温、高压力方面技术要求。目前，我国一些企业高风温用不上去，就是送风系统经受不了高风温的工作状态。

6．高炉操作上要适应高风温的要求

一些企业高炉暂时无法喷煤，或喷煤设施不配套，高炉冶炼就不易接受1100℃以上的高风温。因为风口理论燃烧温度过高，炉缸内热量充沛，硅的还原增多，生铁含Si高，使炉子生产难行。这时，可以采取加湿鼓风的办法，将风温提高上去，这不但会有节焦的效果，而且还会提高产量。因为加湿鼓风的水，在高温时遇到焦炭会裂解为H2和CO促进铁矿石的还原。

高炉生产过程中处理炉况时，也不允许对风温使用的大起大落。因为风温的波动，会引起高炉内软融带部位的波动，进而使高炉内生产的合理炉型难以稳定。一般要求高炉工长们一次调剂的风温量不允许大于50℃。特别是在高炉向热反应时，炉子一般处于难行阶段，调剂风温不当易造成高炉悬料或崩料。

要认识到，在调剂高炉热制度时，动风温会立即见效，动喷煤量会在3～4个小时之后见效，调整焦炭负荷时，要在炉料一个冶炼用期之后才会起作用。把握住每座高炉炼铁的生产规律之后，才会让高风温起到最大的作用。处理高炉炉况的操作顺序一般是先动喷煤量，再调整风温，最后动风量。

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