提高高爐使用風溫的研究
苗廣志 王 溫 肖 璞
(唐山國豐鋼鐵有限公司)
摘 要 面對利潤空間急劇下降、成本及效益壓力劇增。從理論和經(jīng)驗上都可驗證，隨著風溫水平的增加，高爐噸鐵燃料消耗會明顯下降，每提高100 ℃風溫，至少可使噸鐵燃料消耗降低15kg。通過現(xiàn)場評估、確定合理風溫水平；優(yōu)化日常操作；耐火球的更換；納米球的投用；改進熱風爐燒爐與送風制度。使兩個鐵廠的風溫水平均有了提高。從而達到了降低燃料比及鐵水成本。
關(guān)鍵詞 高爐；熱風爐；風溫；燃料比
1 前言
目前面對外部嚴峻復雜經(jīng)濟環(huán)境的嚴峻考驗，在國內(nèi)外經(jīng)濟形勢下滑、鋼鐵需求減弱、國內(nèi)產(chǎn)能釋放，利潤空間急劇下降、成本及效益壓力劇增，2014年10-12月份，高爐煤氣利用率越來越好，綜合燃料比呈逐漸下降趨勢，但兩個煉鐵廠風溫使用水平較低。據(jù)統(tǒng)計，2014年10-12月份，一鐵450m3高爐平均風溫為1111 ℃，二鐵450高爐平均風溫為1147 ℃。風溫還有進一步提高的可能。從理論和經(jīng)驗上都可驗證，隨著風溫水平的增加，高爐噸鐵燃料消耗會明顯下降。國內(nèi)外資料顯示每提高100 ℃風溫，至少可使噸鐵燃料消耗降低15kg。為響應國家節(jié)能減排號召，節(jié)約國家能源消耗，實現(xiàn)國豐煉鐵清潔文明生產(chǎn)和提高煉鐵效益，有進一步提高一鐵、二鐵風溫的必要。
2 采取的主要措施
2.1 通過現(xiàn)場評估、確定合理風溫水平
合理使用風溫水平應根據(jù)高爐工程設(shè)計方案進行確定，國豐450高爐工程設(shè)計熱風爐送風溫度1150℃，熱風爐結(jié)構(gòu)、熱風爐耐材應能滿足設(shè)計風溫要求，通過實際統(tǒng)計，2014年10-12月份，一鐵450m3高爐平均風溫為1111 ℃，低于設(shè)計溫度，還有提升空間。
2.2 增強使用高風溫的認識
（1）原料鈦高，高爐鐵水高硅高鈦時渣鐵流動性不好，爐缸狀態(tài)不活，不接受風壓風量，壓量關(guān)系緊張、穩(wěn)定性差。高爐處于高二氧化硅、高二氧化鈦硅鈦負荷狀態(tài)時，二氧化硅、二氧化鈦穩(wěn)定性相近，爐內(nèi)還原行為相似，但高溫區(qū)內(nèi)鈦的還原量高于硅的還原量。爐內(nèi)焦炭量大，高溫區(qū)上移時，直接還原區(qū)范圍變大，造成還原出的鈦與碳、氮反應生成高熔點TiC（熔點3140℃）、TiN（熔點2930℃），使熔渣變稠，渣鐵不易分離，造成爐缸堆積，形成了所謂的“熱結(jié)。使用全風溫操作，提高鐵水物理熱，降低化學熱使成渣帶下移，減少爐內(nèi)高溫區(qū)范圍，因為高溫狀態(tài)下鈦的還原量高于硅的還原量。
（2）高爐爐溫略高時，引起壓量關(guān)系緊張，應先調(diào)整噴煤量，盡量不調(diào)風溫，臨時減噴煤量，會使理論燃燒溫度升高，初始煤氣體積增大，但體積增大部分與總煤氣體積比是非常小的，不會引起氣流變化，同時，減煤后噸鐵燃料比降低，總的噸鐵熱收入降低，爐缸溫度下降，煤氣體積會減小，壓量關(guān)系會逐步改善。同時高風溫有助于渣鐵物理熱提高，能改善渣鐵的流動性，使渣鐵更順暢的流出爐缸，提高爐缸均勻、活躍程度，改善爐缸煤氣初始分布。
2.3 日常操作的優(yōu)化
（1）煤氣脫水器定期排水，每班排兩次。
（2）熱風爐定時換爐，450m3高爐推薦熱風爐60分鐘換爐一次，杜絕熱風爐燜爐，以減少換爐前后風溫波動大。
（3）在拱頂溫度1250℃滿負荷時，每50分鐘換爐一次，換爐時間應≤10分鐘。杜絕熱風爐燜爐，以減少換爐前后風溫波動大。
（4）控制煙道溫度在300-350 ℃，
（5）控制Si含量在0.25-0.5之間，噴煤比在160kg/t之間，使頂溫在100-200 ℃。
（6）注意核實各種焦炭入倉號，做到按要求焦炭分等級搭配入爐，班中要每2小時清理振篩篩片一次。
2.4 加強布袋、熱風爐的整體維護
一次濾袋過濾標態(tài)煤氣為35m3/m2h，總的壓力損失為5-6kPa左右，保證出口標態(tài)煤氣含塵量小于10mg/m3，濾袋使用溫度應在85-250℃。每班檢漏一次，發(fā)現(xiàn)布袋損壞及時切箱體更換布袋。如果布袋損壞，熱風爐煤氣中含塵量增加，超出10mg/m3的規(guī)定值，會對熱風爐內(nèi)襯進行磨損，從而破壞熱風爐內(nèi)襯和對耐火造成侵蝕，并且煤氣中粉塵會堵塞耐火球之間的空隙。使風溫燒不上去，熱風爐內(nèi)透氣性變差。在做好布袋維護的同時，每班要巡檢熱風爐兩次，并定期對熱風爐爐體、拱頂、熱風閥門、燃燒閥門和重要管道進行熱成像檢查，發(fā)現(xiàn)有局部溫度高、有跑風現(xiàn)象等問題時，及時上報并組織相關(guān)人員進行檢修。
2.5 耐火球的更換
在實際生產(chǎn)中，熱風爐內(nèi)球床的氣孔度是變化的，隨著生產(chǎn)時間的延續(xù)氣孔度一般由0.42降到0.28時，熱風爐就需要更換球，來降低熱風爐阻力損失。
2.6 納米球的投用
高爐利用更換熱風爐熱風球期間，對高爐配備的熱風爐上部高溫段φ60高鋁質(zhì)蓄熱球進行 “杰能王”高輻射覆層技術(shù)試用施工。
2.7 改進熱風爐燒爐與送風制度。
三座熱風爐在生產(chǎn)中一座熱風爐處于送風狀態(tài)（一小時換爐一次），一座大燒一小時，另一座小燒半小時后充壓半小時準備送風；由于兩座高爐換爐分單雙點避開了同時有兩座熱風爐大燒的現(xiàn)象，穩(wěn)定外網(wǎng)煤氣壓力；
3 結(jié)論及提高風溫效果
通過現(xiàn)場評估、確定合理風溫水平；優(yōu)化日常操作；耐火球的更換；納米球的投用；改進熱風爐燒爐與送風制度。使兩個鐵廠的風溫水平均有了提高。一鐵450m3高爐熱風溫度平均由1111 ℃提高到1145℃。二鐵450m3高爐熱風溫度平均由1147 ℃提高到1152℃。納米球的投用在同等燒爐條件下，熱風出口溫度平均提高≥10℃;縮短燒爐時間≥5%;延長送風時間≥5%。