熱風(fēng)爐在高爐冶煉中的作用

[復(fù)制鏈接]

新陽機(jī)械人

電梯直達(dá)

1^#

發(fā)表于 2008-8-22 17:02:14 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

（1）高溫鼓風(fēng)（High temperature of blast）

增加鼓入高爐中空氣的溫度，可以減少焦炭的消耗，增加生鐵產(chǎn)量。其原理甚為簡單。因?yàn)榧訜峥諝猓諝獾娘@熱（Sensible heat）增高，于鼓入高爐后，利用空氣中之顯熱可以取代一部分由焦炭燃燒所發(fā)生之熱量，亦即減少爐中碳（Carbon）之消耗量。自1817年J.B. Neilson首先采用熱風(fēng)以來，至1955年熱風(fēng)溫度已升高到500～800℃。近年大型高爐更多將用熱風(fēng)溫度1000℃以上；更配合水蒸汽的添加，輔助燃料的噴入，以求大量節(jié)省高爐焦炭的用量。

（2）調(diào)濕鼓風(fēng)（Moisture addition for blast）

由于鼓風(fēng)的溫度近年已有相當(dāng)程度的提高，因此在鼓入高爐中的熱風(fēng)中添加較多量的水蒸汽已成為可能。

當(dāng)熱風(fēng)鼓入高爐后，熱風(fēng)中之水分，在鼓風(fēng)口附近高溫區(qū)，急速被周圍的焦炭所還原而分解，為一吸熱反應(yīng)。就此而言，焦炭的消耗量增高，但生成多量的還原性氣體CO及H2；尤其是H2氣體在高溫時(shí)為比CO氣體更強(qiáng)之還原劑，能使鐵礦石之還原加速，高爐的生產(chǎn)能力增加。故就整個(gè)高爐而言，每噸生鐵所消耗的焦炭量反而可以減低，單位時(shí)間的生鐵產(chǎn)量增加。當(dāng)然為了補(bǔ)償鼓風(fēng)中水分在鼓風(fēng)口前的分解吸熱，送風(fēng)的溫度也應(yīng)對(duì)應(yīng)提高。

一般鼓風(fēng)中的水蒸汽添加量大約在20~35g/Nm3之間。

（3）氧氣富化鼓風(fēng)（Oxygen enrichment）

氧氣富化鼓風(fēng)于二次大戰(zhàn)之后迅速發(fā)展。由于氧氣煉鋼方法的發(fā)展，導(dǎo)至氧氣生產(chǎn)的大量化，伴隨氧氣價(jià)格的下降。空氣中原含有約79％的N2氣體，21％O2氣體，而事實(shí)上鼓入高爐熱風(fēng)中真正發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的只是氧氣。如增加氧氣在熱風(fēng)中的比例，則在同一氣體發(fā)生量下CO氣體濃度大，一氧化碳還原效率增加。雖然在單位時(shí)間內(nèi)，焦炭比例增加，但就總結(jié)果而言，因生產(chǎn)率提高，單位生鐵所須之焦炭反稍可減低。根據(jù)日本高爐實(shí)際操作報(bào)告，熱風(fēng)中，氧氣富化率每增加1％，產(chǎn)量約平均可增加4.8％。至于目前高爐操作氧氣富化的添加量大約在2％以下。

（4）輔助燃料的噴入（Injection of Auxiliary fuel）

高爐熱風(fēng)溫度的提升，及冶金焦炭的缺乏，導(dǎo)致高爐中噴入輔助燃料技術(shù)的發(fā)展。理論上在高爐鼓風(fēng)時(shí)，于鼓風(fēng)口附設(shè)一噴管（Injecting lance）將含氫的輔助燃料伴隨熱風(fēng)一起吹入高爐燃燒帶中反應(yīng)生成大量的還原性氣體CO+H2可節(jié)省焦炭之消耗。目前世界各國所采用的輔助燃料大都為重油，煤焦油、天然氣、煉焦?fàn)t氣（Coke-oven gas）、粉煤（Pulverized coal）等。一般多采用重油噴入，通常每噴入一公斤的油，大約可節(jié)省1.0～1.6公斤的焦炭，視操作條件及噴入量多寡而不同。理論上最大的噴油量，對(duì)每生產(chǎn)一噸生鐵而言約為300公斤左右。也就是說，所有鼓入高爐中的熱風(fēng)中的氧氣全部只用來氣化燃油生成CO及H2。但事實(shí)上在高爐操作中，此為不可能達(dá)到的，因燃油噴入在燃燒帶造成強(qiáng)吸熱現(xiàn)象，噴入量過多，爐內(nèi)溫度大降，此時(shí)反將耗用更多的焦炭來維持高爐熔解區(qū)必需之溫度。今日世界上各新式高爐燃油噴入量，通常亦僅在20～80公斤/噸生鐵之間。