提高高炉使用风温的研究
苗广志 王 温 肖 璞
(唐山国丰钢铁有限公司)
摘 要 面对利润空间急剧下降、成本及效益压力剧增。从理论和经验上都可验证，随着风温水平的增加，高炉吨铁燃料消耗会明显下降，每提高100 ℃风温，至少可使吨铁燃料消耗降低15kg。通过现场评估、确定合理风温水平；优化日常操作；耐火球的更换；纳米球的投用；改进热风炉烧炉与送风制度。使两个铁厂的风温水平均有了提高。从而达到了降低燃料比及铁水成本。
关键词 高炉；热风炉；风温；燃料比
1 前言
目前面对外部严峻复杂经济环境的严峻考验，在国内外经济形势下滑、钢铁需求减弱、国内产能释放，利润空间急剧下降、成本及效益压力剧增，2014年10-12月份，高炉煤气利用率越来越好，综合燃料比呈逐渐下降趋势，但两个炼铁厂风温使用水平较低。据统计，2014年10-12月份，一铁450m3高炉平均风温为1111 ℃，二铁450高炉平均风温为1147 ℃。风温还有进一步提高的可能。从理论和经验上都可验证，随着风温水平的增加，高炉吨铁燃料消耗会明显下降。国内外资料显示每提高100 ℃风温，至少可使吨铁燃料消耗降低15kg。为响应国家节能减排号召，节约国家能源消耗，实现国丰炼铁清洁文明生产和提高炼铁效益，有进一步提高一铁、二铁风温的必要。
2 采取的主要措施
2.1 通过现场评估、确定合理风温水平
合理使用风温水平应根据高炉工程设计方案进行确定，国丰450高炉工程设计热风炉送风温度1150℃，热风炉结构、热风炉耐材应能满足设计风温要求，通过实际统计，2014年10-12月份，一铁450m3高炉平均风温为1111 ℃，低于设计温度，还有提升空间。
2.2 增强使用高风温的认识
（1）原料钛高，高炉铁水高硅高钛时渣铁流动性不好，炉缸状态不活，不接受风压风量，压量关系紧张、稳定性差。高炉处于高二氧化硅、高二氧化钛硅钛负荷状态时，二氧化硅、二氧化钛稳定性相近，炉内还原行为相似，但高温区内钛的还原量高于硅的还原量。炉内焦炭量大，高温区上移时，直接还原区范围变大，造成还原出的钛与碳、氮反应生成高熔点TiC（熔点3140℃）、TiN（熔点2930℃），使熔渣变稠，渣铁不易分离，造成炉缸堆积，形成了所谓的“热结。使用全风温操作，提高铁水物理热，降低化学热使成渣带下移，减少炉内高温区范围，因为高温状态下钛的还原量高于硅的还原量。
（2）高炉炉温略高时，引起压量关系紧张，应先调整喷煤量，尽量不调风温，临时减喷煤量，会使理论燃烧温度升高，初始煤气体积增大，但体积增大部分与总煤气体积比是非常小的，不会引起气流变化，同时，减煤后吨铁燃料比降低，总的吨铁热收入降低，炉缸温度下降，煤气体积会减小，压量关系会逐步改善。同时高风温有助于渣铁物理热提高，能改善渣铁的流动性，使渣铁更顺畅的流出炉缸，提高炉缸均匀、活跃程度，改善炉缸煤气初始分布。
2.3 日常操作的优化
（1）煤气脱水器定期排水，每班排两次。
（2）热风炉定时换炉，450m3高炉推荐热风炉60分钟换炉一次，杜绝热风炉焖炉，以减少换炉前后风温波动大。
（3）在拱顶温度1250℃满负荷时，每50分钟换炉一次，换炉时间应≤10分钟。杜绝热风炉焖炉，以减少换炉前后风温波动大。
（4）控制烟道温度在300-350 ℃，
（5）控制Si含量在0.25-0.5之间，喷煤比在160kg/t之间，使顶温在100-200 ℃。
（6）注意核实各种焦炭入仓号，做到按要求焦炭分等级搭配入炉，班中要每2小时清理振筛筛片一次。
2.4 加强布袋、热风炉的整体维护
一次滤袋过滤标态煤气为35m3/m2h，总的压力损失为5-6kPa左右，保证出口标态煤气含尘量小于10mg/m3，滤袋使用温度应在85-250℃。每班检漏一次，发现布袋损坏及时切箱体更换布袋。如果布袋损坏，热风炉煤气中含尘量增加，超出10mg/m3的规定值，会对热风炉内衬进行磨损，从而破坏热风炉内衬和对耐火造成侵蚀，并且煤气中粉尘会堵塞耐火球之间的空隙。使风温烧不上去，热风炉内透气性变差。在做好布袋维护的同时，每班要巡检热风炉两次，并定期对热风炉炉体、拱顶、热风阀门、燃烧阀门和重要管道进行热成像检查，发现有局部温度高、有跑风现象等问题时，及时上报并组织相关人员进行检修。
2.5 耐火球的更换
在实际生产中，热风炉内球床的气孔度是变化的，随着生产时间的延续气孔度一般由0.42降到0.28时，热风炉就需要更换球，来降低热风炉阻力损失。
2.6 纳米球的投用
高炉利用更换热风炉热风球期间，对高炉配备的热风炉上部高温段φ60高铝质蓄热球进行 “杰能王”高辐射覆层技术试用施工。
2.7 改进热风炉烧炉与送风制度。
三座热风炉在生产中一座热风炉处于送风状态（一小时换炉一次），一座大烧一小时，另一座小烧半小时后充压半小时准备送风；由于两座高炉换炉分单双点避开了同时有两座热风炉大烧的现象，稳定外网煤气压力；
3 结论及提高风温效果
通过现场评估、确定合理风温水平；优化日常操作；耐火球的更换；纳米球的投用；改进热风炉烧炉与送风制度。使两个铁厂的风温水平均有了提高。一铁450m3高炉热风温度平均由1111 ℃提高到1145℃。二铁450m3高炉热风温度平均由1147 ℃提高到1152℃。纳米球的投用在同等烧炉条件下，热风出口温度平均提高≥10℃;缩短烧炉时间≥5%;延长送风时间≥5%。