高炉强化冶炼

1、高炉强化冶炼技术及其进步高炉炼铁生产的原则 高炉冶炼生产的目标是在较长的一代炉龄(例如5年或更长)内生产出尽可能多的生铁，而且消耗要低，生铁质量要好，经济效益要高，概括起来就是“优质，低耗，高产，长寿，高效益”。长期以来，我国乃至世界各国的炼铁工作者对如何处理这五者间的关系进行过，而且还在进行着讨论，讨论的焦点是如何提高产量及焦比与产量的关系。 众所周知，表明高炉冶炼产量与消耗的三个重要指标有效容积利用系数(hY)、冶炼强度(I)和焦比(K)之间有着如下的关系： hYI/K 显然，利用系数的提高，也即高炉产量的增加，存在着四种途径：(1)冶炼强度保持不变，不断地降低焦比；(2)焦比保持不变，冶

2、炼强度逐步提高；(3)随着冶炼强度的逐步提高，焦比有所降低；(4)随着冶炼强度的提高，焦比也有所上升，但焦比上升的幅度不如冶炼强度增长的幅度大。在高炉炼铁的发展史上，这四种途径都被应用过，应当指出在最后一种情况下，产量增长很少，而且是在牺牲昂贵的焦炭的消耗中取得的，一旦在冶炼强度提高的过程中，焦比升高的速率超过冶炼强度提高的速率，则产量不但得不到增加，反而会降低。因此，冶炼强度对焦比的影响，成为高炉冶炼增产的关键。在高炉冶炼的技术发展过程中，人们通过研究总结出冶炼强度与焦比的关系如图1所示。图1 冶炼强度与产量(I)和焦比(K)的关系a一美国资料，b一原西德资料， c一前苏联资料在一定的冶炼条

3、件下，存在着一个与最低焦比相对应的最适宜的冶炼强度I适。当冶炼强度低于或高于I适时，焦比将升高，而产量稍迟后，开始逐渐降低。这种规律反映了高炉内煤气和炉料两流股间的复杂传热、传质现象。在冶炼强度很低时，风量及相应产生的煤气量均小，流速低，动压头很小，造成煤气沿炉子截面分布极不均匀，表现为边缘气流过分发展，煤气与矿石不能很好地接触，结果煤气的热能和化学能不能得到充分利用，炉顶煤气中CO， 含量低，温度高，而进入高温区的炉料因还原不充分，直接还原发展，消耗了大量宝贵的高温热量，因此焦比很高。随着冶炼强度的提高，风量、煤气量相应增加，煤气的速度也增大，从而改变了煤气流的流动状态，由层流转为湍流，风口

4、前循环区的出现，大大改善了煤气流分布和煤气与炉料之间的接触，煤气流的热能和化学能利用改善，间接还原的发展减少了下部高温区热量的消耗，从而焦比明显下降，直到与最适宜冶炼强度儿相对应的最低焦比值。之 后冶炼强度继续提高，煤气量的增加进一步提高了煤气流速，这将带来叠加性的煤气流分布，导致中心过吹或管道行程，在煤气流速过大时，它的压头损失可变得与炉料的有效质量相等或超过有效质量，炉料就停止下降而出现悬料。所有这些将引起还原过程恶化，炉顶煤气温度升高，炉况恶化，最终表现为焦比升高。 高炉炼铁工作者应该掌握这种客观规律，并应用它来指导生产，即针对具体生产条件，确定与最低焦比相适应的冶炼强度，使高炉顺行，稳

5、定地高产。然而高炉的冶炼条件是可以改变的，随着技术的进步，例如加强原料准备，采取合理的炉料结构，提高炉顶煤气压力，使用综合鼓风，改造设备等，高炉操作条件大大改善。与改善了的条件相应的冶炼强度可以进一步提高，而焦比不会提高，相反与之相对应的最低焦比也进一步下降，这就是世界各国几十年来冶炼强度不断提高，焦比也降低的原因，见图2。 但是，在任何生产技术水平上，当冶炼条件一定时，冶炼强度I与焦比K之间始终保持着极值关系，决不可以得出产量是与冶炼强度成正比地增长的简单结论，而盲目追求高冶炼强度。超越冶炼条件允许的过高冶炼强度将使焦比大幅度上升。上述有关高炉冶炼重要技术指标hY、I、K之间的关系还未解决经

6、济效益最佳的冶炼强度问题。在对钢铁的需求大于供给的条件下，实践表明，尽管焦比的消耗对生铁成本有着很大影响，但在一定的操作情况下，产品的最低成本并不是在最低焦比相对应的冶炼强度下，而是在略高的情况下取得的。所以出现这种情况，是因为最高产量是在比最低焦比相对应的冶炼强度稍高的情况下达到的(图1)。随着产量的提高，单位生铁成本中不随时间变化的费用总和不断降低。在K=(I)曲线的最低值附近，随着冶炼强度的提高，焦比上升得较缓慢，在这个区域内多消耗焦炭的费用能被节省下的加工费用全部补偿，而且还有多余。实践还证明，经济上最合算的产量，并不是生铁成本最低时的产量，而是略高于这个最低产量。图2 不同冶炼条件下

7、的冶炼强度(I)与焦比(K)的关系，l5示意冶炼条件不断改善图3 日产量(P)对产品成本(S)和生产盈利性的影响(C一出厂价格) 炼铁厂(或车间)经济上最合算的产量是在所具有的设备上，于单位时间内达到最高利润总和时的产量，如图3所示，在生铁成本为产量的函数S (P)曲线上，生铁最低成本是在P0产量下获得，而且在最低处附近，生铁成本升高较慢，使得生铁出厂价与成本的差值(C-S)减小的幅度比产量增加的幅度小，所以在某种P P0的情况下经济效益户(C-S)的乘积达到最大，这就是我国众多厂家追求的产量指标。最后，应当指出的是在我国随着产量和效益的提高，高炉设备，特别是高炉本体的寿命越来越短，大修和中修

8、费用不断增加，有可能影响到增产的效益。这个问题的严重性已引起人们重视，开始研究提高高炉寿命的有效措施，例如采用高质量碳砖，碳化硅砖，改进高炉冷却(炉底水冷，炉身软水密闭循环冷却)以及钒钛炉渣护炉等。高炉长寿技术的开发和实现将促使高炉生产实现高产、低耗、优质，高效益。目前世界各国已把高炉长寿看作炼铁技术的一个重要组成部分和发展的标志。高炉强化冶炼工艺操作技术我国高炉炼铁在近几年来取得了很大的进步，冶炼强度在中小型高炉上超过了1.5 t/(m3d)，大高炉上也达到了1.1t/(m3d)以上，利用系数相应达到3.5 t/(m3d)以上和2.3 t/(m3d)以上，燃料比降到530 kg/t和500

9、kg/t左右。这是由于采取了所谓强化高炉冶炼技术的结果。这些技术包括精料技术、高风温技术、高压操作技术、喷吹燃料技术、富氧大喷煤技术、先进的计算机控制技术等。精料是高炉强化冶炼的基础 高炉强化冶炼以后，一方面单位时间内产生的煤气量增加，煤气在炉内的流速增大，煤气穿过料柱上升的阻力Dp上升；另一方面炉料下降速度加快，炉料在炉内停留时间缩短，也就是冶炼周期缩短，这样煤气与矿石接触的时间缩短，不利于间接还原的进行。为保持强化冶炼后炉况顺行、煤气利用好、产量高、燃料比低，原燃料质量成为决定性的因素。 首先是矿石的人炉晶位和焦炭灰分及含硫量，它们决定着渣量。人们普遍认为，渣量不低于300 kg/t，要实

10、现喷吹燃料200 kg/t以上，燃料比500 kg/t是困难的，甚至是不可能的；另外渣量也是煤气顺利穿过滴落带的决定性因素。 其次，原料的粒度组成、高温强度和造渣特性是影响料柱透气性和高炉顺行的决定性因素。均匀的粒度组成和较好的高温强度是保证块状带料柱透气性的基本条件，而良好的造渣性能是降低软熔带和滴落带煤气运动阻力的基本条件。 第三，原料的还原性是影响高炉内铁的直接还原度的决定性因素，只有原料具有良好的还原性(如烧结矿、球团矿或粒度小而均匀的天然赤铁矿和褐铁矿矿石)，才能保证炉料在进入高温区以前充分还原，从而降低焦比。 第四，焦炭的强度特别是高温强度是软熔带焦窗和滴落带焦床透气性和透液性的决

11、定性因素，所以降低焦炭的灰分、反应性是十分重要的。由此可见，要想高炉强化冶炼并获得良好的高炉生产指标，必须抓好原燃料，改善原燃料质量，使原料具有品位高、粒度均匀、强度好、还原和造渣特性优良等条件，使焦炭具有灰分低、硫低、强度高、反应性低等优良条件。我国精料技术取进步和发展方 近年来，精料的重要性已深入炼铁工作者的心中，受到各级组织生产者的重视，精料技术取得了相当大的进步，具体表现为：(1) 入炉品位显著提高。由于认识到入炉品位的高低是决定渣量和冶炼过程热量消耗的决定性因素之一，在原来入炉品位较低(TFe约为50左右)时，提高矿石晶位1，可降低燃料比2，提高产量3。因此各厂都把提高人炉晶位作为提

12、高冶炼强度和降低燃料消耗最积极、最有效的措施。我国宝钢、三明、杭钢等10余家企业的人炉品位已在60 以上，绝大部分企业的人炉品位在58.5以上。入炉晶位提高的措施是：利用两种资源，适量使用进口富矿，淘汰国产劣质矿；改进选矿技术，使精矿粉的品位由原来的6063提高到6668等。(2) 做好入炉料成分稳定工作。生产实践使人们认识到，原料成分的不稳定是引起高炉炉况波动的重要原因。为防止炉况失常，生产中常被迫维持较高的炉温，这就无形中增加了燃料消耗，这就是很多高炉尤其是中小型高炉炼钢生铁中的Si降不下来的原因。例如炼钢要求生铁中Si在0.4即可，但生产者考虑烧结矿中TFe和碱度mCaO/mSiO2的波

13、动，Si迫维持在0.6，甚至0.8，而Si每增加0.1焦比要上升4 kg/t。为使原料成分稳定，就要加强中和混匀工作，很多厂包括地方骨干中型企业建成了中和混匀料场，取得了很好的效果。(3) 优化入炉料的粒度组成，这是改善料柱透气性和强化冶炼过程的重要影响因素。现在广泛地强化了筛分工作，不仅在烧结厂、球团厂进行，还普遍地在高炉槽下进行，筛去粒度小于5 mm的粉末，与此同时，还限制烧结矿粒度的上限为4050 mm。(4)采用低温烧结法生产高碱度低FeO高还原性的烧结矿，并向低SiO2发展，这是提高烧结矿冶金性能的重要措施。我国宝钢烧结矿中的SiO2含量降到4.5 左右，达到世界先进水平，现在已逐步

14、推广。(5)发展球团矿生产，为合理炉料结构提供优质酸性料。我国铁矿资源主要是贫矿，通过磁选得到磁精粉，本应用它来生产球团矿，但走的却是生产烧结矿的道路，球团矿生产一直没有得到重视。随着精料技术的发展，球团矿逐步被人们认识到是一种优质的高炉炉料，开始得到发展。近年来，一些厂都新建了球团车间以满足高炉炉料结构的要求。虽然这些球团生产设备绝大部分是竖炉(84)，球团矿的质量还不是太好，很难满足大型高炉对球团矿质量的要求，但为炉料结构的优化还是做出了贡献。现在首钢迁安矿山公司已成功地建成和投产了国产100万t/年的链箅机回转窑生产线，并正在建设200万t/年的新球团设备。(6)焦炭质量不断提高。我国已

15、有两家焦化厂生产出灰分为10 左右的优质焦炭，达到国际上要求的一级焦炭。有10余家生产的焦炭的灰分已降到12 以下，达到11.2 11.5 。很多厂焦炭的含硫量在0.5 以下。M40有了很大提高，宝钢焦炭的M40达到89.87，M10小于7。 高炉精料技术发展的方向大致是：进一步提高人炉品位；改进焦炭质量，将灰分普遍地降到12以下，M40提高到8590，M10降到小于6；烧结矿质量改进，含铁波动0.05，碱度波动0.03，粒度大于50 mm加的不超过10，不大于10 mm的在30以下，不大于5 mm的不超过3；大力发展球团矿，将其占人造富矿总量的比例由现在的10提高到25；开发生产适用于高炉使

16、用的金属化炉料等。高强度冶炼和必须具备的条件通俗地说，高强度冶炼就是使用大风量、加快风口前焦炭的燃烧速度、缩短冶炼周期、提高冶炼强度，以达到提高产量之目的的冶炼操作。实行高强度冶炼，必须具备以下条件：(1)原料条件要好，即品位高、强度好、粒度均匀、粉末少。如果原料粒度不均，粉末多，则料柱透气性不好，高炉不接受大风，强行加风，则压差猛增、崩料、悬料不断，不能维持正常操作。如果矿石晶位低，则渣量增加，大风操作时滴落带容易引起液泛，高炉亦不能维持顺行。(2)要有适合高强度冶炼的合理炉型。适度的“炉缸大、炉身矮、风口多”的高炉有利于强化冶炼，因为这种炉型料柱短，煤气阻力小。由于炉缸截面积大，风口多，在

17、较高的冶炼强度和喷吹燃料的条件下炉缸燃烧强度并不高，每一个风口上的喷吹负荷也不显过重，高炉易于接受大风。另外，由于风口多，风口之间的死区减少，炉缸煤气和温度分布均匀，有利于顺行。(3)应采用高压、高风温、富氧和喷吹燃料等技术配合高强度冶炼。这些技术是在高强度冶炼的条件下保证高炉顺行和达到高产、优质的主要措施。(4)鼓风机具有可以加大风量的能力，同时要减少管道漏风损失。(5)操作上要根据炉况变化，采取上下部调节以保证炉况顺行，例如一般要采用大料批、正分装；适当提料线，或采用调布料流槽角度使堆尖向中心稍稍移动，与下部回旋区延伸相适应；视喷吹煤量的多少调节风口面积等以维持合适的中心气流和边缘气流。在

18、炉前操作上要保证放好渣铁，因为不及时放渣、放铁，会出现下部透气性变坏、风压升高、炉料难行等现象，难于维持大风量冶炼。高压操作及条件和优点 高压操作就是通过净煤气管道上的高压阀组提高炉顶压力，从而使整个高炉内的煤气处于高压状态。一般认为高炉炉顶压力在0.03 MPa以上的叫高压，现在大高炉的炉顶压力已达到0.20.3 MPa，而420 m3中型高炉的顶压也已达到0.060.08 MPa。 高压操作的条件是： (1)鼓风机要有满足高压操作的压力，保证在高压操作下能向高炉供应足够的风量。(2)高炉及整个炉顶煤气系统和送风系统必须保证可靠的密封及足够的强度，以满足高压操作的要求。高压操作的优点是：(1

19、)强化冶炼进程，提高产量。炉顶压力提高，高炉工作空间的压力也提高，煤气的体积缩小流速降低，压头损失也随之降低，从而促进高炉顺行，给增加风量创造了条件。根据计算在保持压差不变的情况下，顶压由30 kPa提高到50 kPa时，每提高10 kPa，风量可增加3左右；而顶压由110 kPa提高到130 kPa时，每增加10 kPa，风量只允许增加2.5左右。因此顶压越高，强化冶焙的效果有减小的趋势。(2)可在一定程度上降低焦炭消耗。同顶压提高一样，加速2CO=CO2+C反应向体积缩小一方进行，有利于煤气的化学能得到充分利用；加上高压操作改善顺行，可以减少悬料、崩料，以及提高产量，减少单位生铁的热量损失

20、等都有减少焦炭消耗的作用，研究表明，高压以后，给提高风温创造了条件，因为高压使煤气阳损降低，使提高风温不致影响顺行，而风温的提高总是使焦比降低的，所以观察到的高压以后焦比降低，风温的提高起了很大作用。(3)降低炉尘吹出量。由于提高顶压煤气流速降低，因而炉尘吹出物大大减少。顶压越高，减少的比例越大。(4)可以回收能量。采用炉顶余压发电，顶压越高发电量越多。(5)高压以后，对硅的还原不利，而强化了渗碳过程，所以高压有利于低硅生铁的冶炼，使生铁碳含量增加。高压操作的工作制度和优点大小钟均压阀或无料钟均压阀各有两种工作制度：(1)大钟均压阀。1) 基本工作制。开大钟或下密封阀前均压阀开启，大钟下降约1

21、/3或下密封阀打开后关闭。采用这种工作制度对大钟或下密封阀上部各机械的密封有利。2) 辅助工作制。均压阀在大小钟或上、下密封阀完全关闭时经常开启，只在小钟或上密封阀开启前的装料过程中关闭。采用这种工作制度，对大钟或下密封阀有利，对大钟或下密封阀上部的设备不利。 正常情况下，应采用基本工作制度。当大钟或下密封阀不严、而上部密封良好时，为了减轻大钟或下密封阀的磨损，可改用辅助工作制。 (2)小钟均压阀。 1)基本工作制。开小钟或开上密封阀前均压阀开启，小钟开约1/3或上密封阀打开后关闭。 2)辅助工作制。小钟均压阀经常是开启的，只有当大钟或下密封阀开启前关闭。这种工作制度有两个缺点：一是大小钟之间

22、或料中间易吸入空气，不安全；二是小钟均压管易堵塞。正常情况下应采用基本工作制。只有当处理大小钟设备或料斗设备时才允许短时间改为辅助工作制。高压与常压的转换操作程序 常压改高压的操作程序是：(1)用蒸汽驱赶回炉煤气管道中的空气后，开回炉煤气阀门；(2)上料系统执行大小钟均压程序，合上电源；(3)向送风机、热风炉、上料系统、煤气清洗部门发出转换高压操作的信号，逐个缓慢关闭煤气加压阀组的阀门，将自动调节阀关到45角位置，辅助调节阀关到炉顶压力的指定位置后，将自动调节阀改为自动；(4)在转高压的过程中，一般保持与常压相同的风量或根据经验少量加风，转换完毕后根据具体情况增加风量，以维持原压差为标准。 高

23、压转常压的操作程序是：(1)向送风机、热风炉、上料系统、煤气清洗部门发出改换常压操作的信号；(2)将自动调节阀改为手动；(3)通知风机房减少风量，根据顶压高低决定减风量的多少，一般应使压差不超过高压时的水平；(4)逐个缓慢打开辅助调节阀；(5)如需长期常压操作时，要通知上料系统取消均压程序，停止回炉煤气。使用高压操作的注意事项(1) 高、常压转换会引起煤气流分布的变化，所以转换操作应缓慢进行，以免损坏设备和引起炉况不顺。(2) 转高压后一般会导致边缘气流发展，要视情况相应调整装料制度与送风制度。(3) 处理悬料，首先要改常压，然后放风坐料。严禁在高压下强迫放风坐料。(4) 炉外事故来不及按正常

24、程序转常压操作时，可先放风，同时改常压。(5)高压操作时，风口、渣口的冷却水压应高于炉内压力50kPa以上。(6)为了防止小钟均压放散管堵塞，每班应用上料间歇将大小钟均压阀同时打开吹扫，但一般不得用荒煤气吹扫。(7)无料钟炉顶密封室充氮气时，应使气密室内压力高于炉顶压力10 kPa。(8)无料钟均压一般应是料罐内充压，以保护与延长下密封阀的寿命。高压操作中的调压阀组和它的作用高压操作中的调压阀组，也叫高压阀组，也有叫它减压阀组的，它安装在高炉的净煤气管道上，是控制高炉炉顶煤气压力高低的阀门组。它的结构示于图4。图4 高炉的高压调压阀组示意图在阀组上有5条平行的通道和4个阀门，最小的一条通道直径

25、为g1200300n皿，是常通的通道，不设阀门起安全保护作用。当炉顶压力因某些原因(例如炉内爆炸、大崩料)突然增高，或其他阀失灵而全部关闭时，仍可有一个自由通道以减小破坏作用。4个阀门中有3个大的(直径一般为1750 mm)为电控或液压控制的蝶阀，1个小的(直径一般为400 mm)为自动调节蝶阀。这4个阀门全开时炉顶为常压，当各阀门逐渐关小时，炉顶压力随之升高，高炉就处于高压状态，炉顶压力的高低可用此4个阀关闭的程度来决定。一般在炉顶压力设定在某一数值后，3个大阀门关闭到某一位置或全关，由小阀门自动调节并稳定在预定水平。煤气通过调压阀组，压力能损失很大(阀组前为高压，阀组后为常压)，使它成为一

26、套良好的煤气清洗设备，最小的常通通道起到了类似于文氏管的喉口作用，在顶压高于40 kPa时，通过阀组后的煤气含尘量可降到10 mg/m3以下。因此各阀门要用水冲去灰泥，泥浆通过常通通道而排人灰泥捕集器。余压发电透平机TRT 高炉高压操作时，调压阀组消耗了炉顶煤气的剩余压力，而这部分压力能是由风机提供的。风机为了提高风压以满足炉顶压力的要求消耗了很多能量(由电机或蒸汽透平提供)，为了不浪费炉顶煤气的压力能和热能，从20世纪60年代开始开发了利用炉顶煤气的能量发电的技术，现已广泛应用于高压高炉上。所谓TRT就是炉顶余压发电透平机的简称，余压发电工艺流程示于图5。图5 高炉炉顶余压发电工艺流程图1一

27、重力除尘器；2、3一文氏洗涤塔；4、11、14一煤气；5一主管喷射器；6一蒸汽；7一点火孔；8一减压阀组；9一消音器；10一煤气总管；12一氮气吹扫阀；13一除雾器：V4一入口蝶阀；V2一入口眼镜阀；V3一紧急切断阀；V4一旁通阀；V5一调速阀；V6一水封截止阀；Tl-T4一放散阀；G发电机组；TRT-余压发电透平机TRT的煤气人口从文氏管后的煤气管接出，TRT的煤气出口与调压阀组后的净煤气主管相接，所以TRT是与调压阀组并联在净煤气管道上的。高压煤气在透平机内膨胀做功，推动透平机叶轮转动，带动发电机发电。透平机有轴流向心式、轴流冲动式和轴流反动式3种，其中轴流反动式的质量小、效率高。在回收余

28、压能量方式上有部分回收、全部回收和平均回收3种，平均回收的发电能力高，设备投资低，投资回收期短，而且还能保证高炉炉顶压力稳定。我国宝钢的TRT就采用平均回收方式。根据炉顶压力不同，每吨生铁可发电2040kWh。如果是干法除尘，进入透平的煤气温度高，透平的效率提高(煤气温度每提高10 ，透平机出力可提高3左右)，发电量可增加30 左右。一般来说，炉顶压力达到0.09 MPa即可采用TRT技术，但要有明显的经济效益，炉顶压力应提高到0.110.12 MPa以上。提高风温对高炉冶炼的影响 风温提高引起冶炼过程发生以下几个方面的变化：(1)风口前燃烧碳量C风减少，这是因为单位生铁的热收入不变的情况下，

29、提高风温带人的热量替代了部分风口前焦炭燃烧放出的热量，可使单位生铁风口前燃烧碳量减少，但是每100所减少的C风是随风温的提高而递减的。(2)高炉高度上温度分布发生炉缸温度上升、炉身和炉顶温度降低和中温区略有扩大的变化。(3)铁的直接还原增加，这是由C风减少而使单位铁的CO还原剂减少和炉身温度降低等原因造成的。(4)炉内料柱阻损增加，特别是炉子下部的Dp会急剧上升这将使炉内炉料下降的条件明显变坏。如果高炉是在顺行的极压差下操作，则风温的提高将迫使冶炼强度降低。据统计，在冶炼件不变时，风温每提高100 ，炉内Dp升高约5 kPa，冶炼强度下降2左右。造成Dp升高的原因是料柱内焦炭数量因焦比下降而减

30、少；炉缸温度升高使煤气实际流速增大；以及下部温度过高，升华物质增多，随煤气上升到上部冷凝，使料柱的空隙度降低恶化料柱的透气性等。因此，使用高风温必须采取有效的措施，创造接受高风温的条件。高炉接受高风温的条件 凡是能降低炉缸燃烧温度和改善料柱透气性的措施，都有利于高炉接受高风温。高炉接受高风温的条件是：(1) 改善原料条件。精料是高炉接受高风温的基本条件，只有原料强度好、粒度组成均匀、粉末少，才能在高温条件下保证高炉顺行。(2) 喷吹燃料。喷吹物在炉缸燃烧带的加热分解，需相应提高风温来补偿，这就为高炉接受高风温创造了条件。补偿温度根据高温区热平衡，可以用下式计算:式中 Dt补偿温度，；Q解喷吹物

31、的吨铁分解热，kJ； Q1500将喷吹物温度提高到1500 所需要的吨铁热量，kJ； 风温在t 下的热容，kJ/(m3)； V风单位生铁的风量，m3/t。 风温为1000 时，喷吹1 kg重油需补偿风温1.62.31 ，喷吹1 kg煤粉需补偿风温1.31.812 。(3)加湿鼓风。鼓风中的水分分解吸热降低燃烧温度，町相应提高风温来补偿。水分分解吸热反应式为： H2O=H2+1/2O2 240000 kJ相当于-10800 kJ/m3或-13440 kJ/kg(H2O) 鼓风为900 时热容为1.4 kJ/(m3)，因此1 m3鼓风中加1g水可提高风温9.3 (13/1.4)。(4) 搞好上下部

32、调剂，保证高炉顺行。如果高炉不顺，则不宜使用高风温。此时需正确运用上下部调剂手段，首先保证高炉顺行，方可提高风温。综合鼓风和综合喷吹 作为高炉强化冶炼的技术，采用高风温和富氧鼓风的同时，通过风口与鼓风一起向炉缸喷吹燃料(煤粉、重油、天然气等)、热还原性气体(天然气等裂化形成的CO+H2的气体)或其他粉料(含铁粉料、熔剂粉料)。由于通过风口向炉缸喷吹热还原性气体和粉状物料尚处于研究试验阶段，还没有应用于生产，所以现在的综合鼓风是高风温、富氧和喷吹燃料三者结合的鼓风，常用综合喷吹这个名词来表达。综合喷吹是高炉炼铁技术的重大进步，对高炉强化冶炼具有很大意义： (1)采用风口喷吹燃料技术，扩大了高炉冶

33、炼用的燃料品种和来源，可用一些价格低廉、来源广泛的燃料，代替部分昂贵而稀缺的冶金焦，从而使焦比大幅度降低，生铁成本下降。 (2)从风口喷入的燃料，需在炉缸吸热分解后燃烧，需要一定的热量补偿，为高炉接受高风温提供了条件。 (3)高炉喷吹燃料，是一项调剂炉况热度的有效手段，它比从上部变动焦炭负荷快得多，也为稳定高风温操作创造了条件。 (4)用一般燃料替代部分冶金焦炭，为减少焦炉数目、节约基建投资创造了条件。 (5)采用富氧鼓风与喷吹燃料的综合喷吹技术，可以改善喷吹燃料的燃烧条件，提高燃料喷吹率，增加替代焦炭的比例，进一步降低焦比。同时富氧鼓风可以提高风口区的理论燃烧温度，又可弥补增加喷吹燃料所需的

34、温度补偿，一般富氧1，可提高理论燃烧温度3545 ，增加喷煤率4。(6)采用富氧与喷吹燃料的综合喷吹技术后，因为一般喷入燃料的挥发份都壁焦炭高，而风中的氮含量又因富氧而减少，从而可以提高煤气质量，有利于还原和提高煤气的发热值。高炉富氧鼓风及加氧方式和特点 高炉富氧鼓风是往高炉鼓风中加人工业氧(一般含氧8599.5)，使鼓风含氧超过大气含量，其目的是提高冶炼强度以增加高炉产量和强化喷吹燃料在风口前燃烧。鼓风含氧按下式计算：鼓风含氧=大气中含氧+富氧率式中，鼓风含氧的单位为；大气中含氧一般取21；富氧率按下式计算：富氧率=富氧量/(风量+富氧率)式中，富氧率的单位为；富氧量的单位为m3/min；风

35、量的单位为m3/min，或以吨铁所用的风量和吨铁耗的氧气量为单位计算。 常用的富氧方式有3种： (1)将氧气厂送来的高压氧气经部分减压后，加入冷风管道，经热风炉预热再送进高炉； (2)低压制氧机的氧气(或低纯度氧气)送到鼓风机吸人口混合，经风机加压后送至高炉； (3)利用氧煤枪或氧煤燃烧器，将氧气直接加人高炉风口。 第(1)种供氧方式可远距离输送，氧压高，输送管路直径可适当缩小，在放风阀前加入，易于连锁控制，休减风前先停氧，保证供氧安全，但热风炉系统一般存在一定的漏风率，特别是中小高炉漏风率较高，氧气损失较多。 第(2)种供氧方式的动力消耗最省，它可低压输至鼓风机吸人口，操作控制可全部由鼓风机

36、系统管理，但氧气漏损较多。第(3)种方式是较经济的用氧方法，旨在提高煤枪出口区域的局部氧浓度，改善氧煤混合，提高煤粉燃烧率，扩大喷吹量；其缺点是供氧管线要引到风口平台，安全防护控制措施较繁琐，没经过热风炉预热的氧气冷却煤粉的作用大于水冷及空气冷却效果，又存在不利于燃烧的一面。富氧鼓风对高炉冶炼的影响 鼓风中氧的浓度增加，燃烧单位碳所需的鼓风量减少；鼓风中氮的浓度降低，也使生成的煤气量减少，煤气中CO浓度因此而增大。这些变化，对冶炼过程产生多方面的影响： (1)由于煤气体积小，煤气对炉料下降的阻力也减少，为加大鼓风量、提高冶炼强度创造了条件。 (2)随鼓风中氧含量的提高，煤气中CO浓度增加，煤气

37、的还原能力提高，有助于间接还原过程的发展，但因煤气量减少，在某种程度上扩大了低于700 的区域，又限制了间接还原的发展。所以富氧能否降低燃料消耗，要由实际生产结果来定，不同冶炼条件，结果也不相同。 (3)富氧鼓风改变了炉内温度场的分布，其规律与高风温相似，即风口前的理论燃烧温度升高，高温区下移，炉身温度和炉顶温度下降，其影响程度比高风温的大，严重时会造成炉身热平衡紧张，特别是炉料中配加石灰石的高炉。 (4)如富氧后冶炼强度不变，则风口回旋区要缩小而影响煤气初始分布，边缘气流将发展。好在富氧以后，冶炼强度总是会提高的，回旋区的缩小就变得不明显了。 (5)富氧后，炉顶煤气中N2减少，CO增多，煤气发热量增加。(6)富氧鼓风对顺行产生影响。富氧鼓风使燃烧带的焦点温度提高，炉缸半径方向的温度分布不合理，以及产生SiO气体的剧烈挥发，到上部重新凝结，降低料柱透气性，从而破坏炉况顺行。所以在富氧又采用高风温时，用喷吹燃料控制理论燃烧温度是经济合理