黃愷，陳生利，于美晨
( 廣東韶鋼鋼鐵有限公司煉鐵廠，廣東韶關512123)
摘要： 根據高爐生產實踐，結合頂燃式熱風爐的操作特點，對如何提高風溫措施進行歸納總結。通過強化熱風爐操作管理、提高燒爐自動化水平、穩(wěn)定高爐爐況、提高高爐富氧率等措施，實現了高爐平均風溫1 200 ℃的目標，達到國內風溫使用先進水平。
關鍵詞：高爐；熱風爐；高風溫
1 引言
韶鋼煉鐵廠6 號高爐于2015 年4 月大修投產，高爐有效容積1 050 m3，三座頂燃式熱風爐，高爐使用風溫達1 180 ℃。2017 年初，高爐開展強化冶煉攻關，高爐入爐風量由2 280 m3 /min 逐步增加至2350 m3 /min，隨風量的增加，入爐平均風溫水平逐步降低至1 170 ℃。為了進一步提高風溫使用，采用了一系列有效措施來提高風溫，經過半年的技術探索，高爐入爐平均風溫提高至1 200 ℃水平。
2 熱風爐技術參數
三座旋切球頂燃式熱風爐，設計風溫大于1 150 ℃。為了提高熱風爐燒爐熱能，設置一臺空氣預熱器、一臺煤氣預熱器。利用熱風爐燒爐煙氣加熱預熱器，將助燃空氣、煤氣加熱至200 ℃水平。燃燒器安裝在熱風爐拱頂上端，燒爐煤氣采用旋流式進入燃燒器，助燃空氣采用噴射式進入燃燒器，煤氣與空氣在預燃室旋流切割，確保安全燃燒。熱風爐蓄熱室高度為21．84 m，內砌7 孔格子磚，上部為高鋁質，下部為黏土質，以增強蓄熱能力。燒爐全部采用高爐煤氣，設置兩臺助燃風機，熱風爐系統(tǒng)閥門全部采用液壓傳動方式。熱風爐主要性能參數見表1。
3 提高風溫采取的技術措施
風溫是高爐最廉價、最具有利用率的能源，每提高100 ℃風溫可降低20～30 kg 焦比，可增加理論燃燒溫度60～ 80 ℃［1］。在高爐鐵水成本居高的嚴峻形勢下，高風溫是高爐實現大噴煤，低燃料消耗最有效的途徑。但高風溫的使用受一定的限制，一方面是熱風爐本身的蓄熱能力; 另一方面是高爐接受高風溫的能力［2］。只有高爐穩(wěn)定順行，才能最大限度使用高風溫。
3．1 優(yōu)化高爐操作制度
長期穩(wěn)定順行的爐況是使用高風溫的先決條件，高風溫又是高爐強化冶煉的重要措施，因此，優(yōu)化高爐操作，制定合理的高爐操作制度，才能為使用高風溫創(chuàng)造條件［2］。
在強化冶煉初期，高爐入爐風量增加70 m3 /min，逐步表現出風量、風壓、頂壓不匹配現象，爐內煤氣流穩(wěn)定性變差，出現滑料現象，料速開始不均勻，雖然日產量增加約100 t，燃料比由520kg /t 增加至525 kg /t，同時由于風量增加，風溫不耐送，平均風溫降低至1 170 ℃。2017 年3 月，進入調整期，隨著入爐風量的增加，爐內邊緣氣流指數升高明顯，操作上采取了逐步壓制邊緣的布料制度。布料制度優(yōu)化過程見表2。
視采用壓制邊緣的布料制度效果不理想，2017年4 月初采取增加礦石批重的措施，入爐礦石批重由33．9 t 增加至34．99 t。增加礦石批重后，爐內氣流穩(wěn)定性增加，煤氣利用率由46． 5%逐步提高至48．5%水平，最高時可達49%。隨著爐內煤氣流的溫度，高爐爐缸活躍性增強，為接受高風溫創(chuàng)造了條件。
3．2 提高富氧率
為了彌補風量增加導致的風溫不耐送引起的燃料消耗升高現象，采取提煤比的措施，煤比由138 kg /t逐步提高至145 kg /t。在提煤比階段，理論燃燒溫度降低明顯，考慮到這一變化因素，操作上進一步采取提高富氧率的措施，富氧量由3 500 m3 /h逐步提高主6 000 m3 /h 以上，富氧率由2．0%提高3．0%以上，同時將入爐風量退守至2 310 m3 /min 水平。增加煤比后，以氧換風，成功將理論燃燒溫度穩(wěn)定在2 150 ～ 2 200 ℃區(qū)間。由于富氧率的提高，煤粉燃燒更加充分，以煤代焦的效果逐步得到體現，焦比下降約10 kg。
富氧率提高后，煤氣熱值得到改善，熱風爐燒爐顯得更加容易，此階段，熱風爐拱頂溫度很容易燒至1 380 ℃，對比提高富氧率前，風溫升高20 ℃。加上以氧代風，隨風量的降低，熱風爐風溫耐送得到了體現。
3．3 充分發(fā)揮助燃空氣預熱作用
為了提高熱風爐的熱效率，利用燒爐煙氣余熱來加熱兩臺熱管式換熱器，用以預熱助燃空氣與煤氣，預熱后助燃空氣溫度高達200 ℃以上，最高可達250 ℃。為了保證預熱器熱效應，利用每3 個月一次的計劃休風時間，安排對預熱器進行清灰處理。
通過預熱助燃空氣及煤氣，熱風爐理論燃燒溫度進一步提高，燒爐更加容易，風溫增加近10 ℃。熱風爐空氣、煤氣預熱器性能參數見表3、表4。
3．4 規(guī)范工藝操作
為了規(guī)范工藝操作，制定合理的工藝操作參數，要求在自動燒爐系統(tǒng)運行情況下，人工協(xié)助控制: 拱頂溫度不大于1 380 ℃，煙氣溫度控制在380 ℃，最高不超過400 ℃; 換爐期間風壓波動不大于10 kPa;燒爐煤氣壓力不小于6 kPa; 空氣過剩系數在1．05 ～1．10 之間。增加熱風爐換爐次數，縮短熱風爐送風周期，可以提高風溫水平［1］。生產實踐證明，熱風爐送風周期縮短1 h，可以提高風溫10 ～ 20 ℃，但熱風爐的燃燒能力與煤氣受限，不能用提高燃燒強度來彌補燒爐時間縮短引起的熱量損失，這樣會導致風溫水平降低［2］。所以，在一定的條件下，要有一個合適的熱風爐燒爐及送風周期，為此，根據現場條件，確定本熱風爐系統(tǒng)每小時換爐一次，如熱風溫度低于1 160 ℃，可考慮提前換爐。
在熱風爐操作上，要求熱風工燒爐期間勤觀察、勤調節(jié)，根據拱頂溫度及煤氣壓力等參數將熱風爐燒爐調至最近狀態(tài)。強化熱風工技能培訓，提高操作人員技術水平。強化職工日常巡檢工作，做到及時發(fā)現問題及時解決問題。嚴格執(zhí)行熱風爐安全管理規(guī)定，在高風溫技術應用上設計考核方案，確保風溫得到最有效的使用。
4 效果分析
通過采用一系列技術措施，高爐強化冶煉與高風溫使用均取得了較好的效果，風溫逐步升高，尤其是進入2017 年7 月后，日均風溫高度1 200 ℃，風溫提高后，高爐噴煤比也得到了進一步提高，煤比逐步提高至145 kg /t 水平，實現了節(jié)焦降本的目的。同時，在高爐強化冶煉過程中，以氧代風，對高風溫的使用有良好的促進作用。強化冶煉與高風溫相結合，2017 年下半年，高爐平均日產提高至3 550 t 水平，最高日產3 720 t，高爐燃料比逐步降低至510 kg /t水平。主要生產指標見表5。
5 結語
⑴通過在高爐強化冶煉過程中探索合理的操作制度，結合大富氧、大噴吹技術，可以充分發(fā)揮熱風爐的熱能效應，為合理利用熱風資源創(chuàng)造條件。
⑵風溫是最經濟的熱量來源，強化熱風爐操作管理，對提高風溫有明顯的促進作用。如何進一步提高風溫使用水平，是高爐操作者今后長時間探索的方向。
⑶隨著熱風爐風溫的提高，熱風爐的耐材使用壽命會受到相應的影響，如熱風爐管道溫度升高，閥門變形，熱風爐冷卻水溫差升高等，因此，在提高風溫的過程中，關注熱風爐的安全，杜絕熱風爐事故的發(fā)生。
參考文獻:
［1］ 朱文學．熱風爐原理與技術［M］．北京: 化學工業(yè)出版社，2005: 25-28．
［2］ 墻薔，黃日清，莫朝興．提高柳鋼4 號高爐風溫的技術措施［J］．柳鋼科技，2011( 02) : 7-10．