第一篇：濟(jì)鋼高爐熱風(fēng)爐應(yīng)用高輻射覆層技術(shù)

2011年全國煉鐵低碳技術(shù)研討會論文集

高輻射覆層技術(shù)在濟(jì)鋼2#、3#1750m3高爐熱風(fēng)爐應(yīng)用效果研究

高賢成1，李丙來1，王連杰1，周惠敏2, 田鳳軍2, 孫傳勝2，翟延飛

2（1.山東鋼鐵濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司 山東濟(jì)南 25010

12.山東慧敏科技開發(fā)有限公司 山東濟(jì)南 250100）

摘要：濟(jì)鋼煉鐵廠于2005年建造的2#、3#1750m3高爐熱風(fēng)爐上使用了山東慧敏科技開發(fā)有限公司自主研發(fā)的高輻射覆層技術(shù)。為研究高輻射覆層的長期應(yīng)用效果，投產(chǎn)后，我們對熱風(fēng)爐的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了跟蹤。本文對4年來3#高爐3座熱風(fēng)爐（有覆層）與1#高爐3座熱風(fēng)爐（無覆層）的熱風(fēng)溫度，和5年來2#高爐2#熱風(fēng)爐（有覆層）與2#高爐1#熱風(fēng)爐（無覆層）的過渡區(qū)格子磚溫度進(jìn)行了對比，對其效益進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：高爐熱風(fēng)爐，高輻射覆層技術(shù)，“杰能王”納微米高輻射覆層

1.概述

由山東慧敏科技開發(fā)有限公司研究開發(fā)，并在濟(jì)鋼2#、3#1750m3高爐熱風(fēng)爐進(jìn)行應(yīng)用效果研究的納微米高輻射覆層技術(shù)是通過界面處理和粉體超細(xì)化技術(shù)，將高發(fā)射率材料涂覆在物體表面，形成厚度約0.3mm的均勻覆層，使物體表面具有很強(qiáng)的熱輻射吸收和輻射能力，輻射傳熱效率提高的新型節(jié)能技術(shù)。高輻射覆層通過強(qiáng)化輻射換熱，提高物體表面溫度，增加物體內(nèi)外溫度梯度，使物體升溫期吸熱速度和吸熱量增加，降溫期放熱速度和放熱量也增加。在蓄熱體上應(yīng)用高輻射覆層是一項高效蓄熱技術(shù)，是在高爐熱風(fēng)爐格子磚表面涂覆 “杰能王”納微米高溫紅外節(jié)能涂料，使格子磚表面具有更強(qiáng)的吸收和輻射熱量的能力，大大提高格子磚的熱交換效率，從而使熱風(fēng)爐的工作效率提高，達(dá)到提高風(fēng)溫的目的。

濟(jì)鋼集團(tuán)公司煉鐵廠于2005年建造的2#、3#1750m3高爐熱風(fēng)爐上采用了高輻射覆層技術(shù)。2#高爐2#熱風(fēng)爐蓄熱室上部30層硅質(zhì)格子磚及拱頂和3#高爐3座熱風(fēng)爐蓄熱室上部30層硅質(zhì)格子磚上使用“杰能王”納微米高溫紅外節(jié)能涂料。為研究高輻射覆層的長期應(yīng)用效果，我們對熱風(fēng)爐的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了跟蹤。2 高輻射覆層技術(shù)應(yīng)用效果研究

2.1 2#1750m3高爐熱風(fēng)爐應(yīng)用效果研究

比較格子磚表面溫度是研究高輻射覆層技術(shù)應(yīng)用效果的一種方式。通過對比位于1#和2#熱風(fēng)爐高度17.62米處同平面等弧3點測試的過渡區(qū)格子磚表面溫度，比較有覆層格子磚與無覆層格子磚的表面蓄放熱量情況。圖

1、圖2分別是1#、2#熱風(fēng)爐投產(chǎn)一個月時過渡區(qū)格子磚的溫度曲線圖。

無覆層的熱風(fēng)爐格子磚溫度曲線起伏小，吞吐熱量少

圖12005年1#熱風(fēng)爐過渡區(qū)格子磚溫度圖

圖1中1#熱風(fēng)爐過渡區(qū)格子磚（無覆層）的溫度在加熱階段升溫緩慢，曲線斜率小,升溫幅度小。說明

吸熱速度慢，蓄熱量小。圖2中2#熱風(fēng)爐過渡區(qū)格子磚的溫度在加熱階段升溫

快，曲線斜率大，升溫幅度大。說明吸熱速度快，蓄熱量大。

有覆層的熱風(fēng)爐格子磚溫度曲線起伏大，吞吐熱量多

圖22005年2#熱風(fēng)爐過渡區(qū)格子磚溫度圖

圖

1、圖2中2005年1#和2#熱風(fēng)爐格子磚的溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1。

1#熱風(fēng)爐過渡區(qū)格子磚（無覆層）燃燒期終點溫度為947.33℃，2#熱風(fēng)爐過渡區(qū)格子磚（有覆層）燃燒期終點溫度為998.87℃，采用高輻射覆層后，2#熱風(fēng)爐過渡區(qū)格子磚的終點溫度提高了51.54℃。1#熱風(fēng)爐過渡區(qū)格子磚（無覆層）的溫差平均值為137.08℃，2#熱風(fēng)爐過渡區(qū)格子磚（有覆層）的溫差平均值為223.75℃，采用高輻射覆層后，2#熱風(fēng)爐過渡區(qū)格子磚（無覆層）溫差增大了86.67℃。

表12005年1、2熱風(fēng)爐格子磚溫度

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夠吸收更多的能量，從而達(dá)到較高的終點溫度，送風(fēng)期能夠釋放更多的能量，傳遞更多的能量給冷風(fēng)。格子磚的溫差增大也證明了格子磚吸收熱量增多，釋放的熱量也增大，提高了熱風(fēng)爐的工作效率和熱效率。

投產(chǎn)3年后（2008年），1#、2#熱風(fēng)爐的過渡區(qū)格子磚溫度曲線見圖

3、圖4；投產(chǎn)4年后（2009年），1#、2#熱風(fēng)爐的過渡區(qū)格子磚溫度曲線見圖

5、圖6；投產(chǎn)5年后（2010年），1#、2#熱風(fēng)爐的過渡區(qū)格子磚溫度曲線見圖

7、圖8；投產(chǎn)6年后（2011年），1#、2#熱風(fēng)爐的過渡區(qū)格子磚溫度曲線見圖

9、圖10。

圖32008年9月20日1#熱風(fēng)爐圖42008年9月20日2#熱風(fēng)爐

圖52009年4月26日1#熱風(fēng)爐圖62009年4月26日年2#熱風(fēng)爐

圖72010年2月21日1#熱風(fēng)爐圖82010年2月21日2#熱風(fēng)爐

圖92011年1月17日1#熱風(fēng)爐圖102011年1月17日2#熱風(fēng)爐

從圖中可以看出，2#熱風(fēng)爐格子磚（有覆層）溫度比1#熱風(fēng)爐格子磚（無覆層）溫度高，并且在燃燒期，升溫快，頂點溫度高，蓄熱量高；送風(fēng)期，降溫快，放熱量高。

圖

3、圖4中2008年1#和2#熱風(fēng)爐格子磚的溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表2。

由圖5、6可以看出，在燃燒期，2#熱風(fēng)爐升溫速度快，平均溫度（895.64℃）比1#熱風(fēng)爐的平均溫度（821.29℃）高74.35℃。在統(tǒng)計周期內(nèi)，2#熱風(fēng)爐燒爐終點溫度平均值與送風(fēng)結(jié)束時的最低溫度平均值的溫差值遠(yuǎn)高于1#熱風(fēng)爐，可達(dá)147.7℃。2#熱風(fēng)爐送風(fēng)結(jié)束時的溫度低，燃燒終點溫度高，溫度振幅大的特征，說明覆層使格子磚熱量交換效率大幅提高。由于相同的時間內(nèi)吞吐的熱量大，可使送風(fēng)溫度高，而且平穩(wěn)。這對高爐生產(chǎn)是非常有利的。

圖

7、圖8中2010年1#和2#熱風(fēng)爐格子磚溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表4。

由圖9、10可以看出，2#熱風(fēng)爐應(yīng)用高輻射覆層技術(shù)6年后，比未使用此

技術(shù)的1#熱風(fēng)爐的溫度曲線起伏大，吞吐的熱量多，高輻射覆層具有長期有效性。

2#1750m3高爐在應(yīng)用5年后（2010年），燃燒期過渡區(qū)格子磚終點溫度與2005年的溫度數(shù)值比較如表5所示。

表2投產(chǎn)3年后（2008年）1#、2#熱風(fēng)爐格子磚溫度

圖

5、圖6中2009年1和2熱風(fēng)爐格子磚的溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表3。

表3投產(chǎn)4年后（2009年）1#、2#熱風(fēng)爐格子磚溫度

高輻射覆層技術(shù)的1#熱風(fēng)爐；1#熱風(fēng)爐格子磚的燒爐終點溫度降低了97.20℃，2#熱風(fēng)爐格子磚的燒爐終點溫度僅降低了36.51℃，溫差逐步增大。這證明HM-HRC高輻射覆層具有長效性，并且對格子磚具有良好的保護(hù)作用，延長格子磚的使用壽命。

表45年后（2010年）

1、2熱風(fēng)爐格子磚溫度

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表52010年1、2熱風(fēng)爐格子磚燒爐終點溫度與2005年對比

送風(fēng)期，格子磚溫度比1年前的溫度數(shù)值略有降低。但相比較2#1750m3高爐1#熱風(fēng)爐的格子磚溫度在燃燒期和送風(fēng)期兩個階段數(shù)值進(jìn)一步接近，說明1#熱風(fēng)爐蓄放熱量的能力降低，而2#熱風(fēng)爐的蓄放熱量的能力要好于1#熱風(fēng)爐。2#1750m3高爐在應(yīng)用6年后（2011年），2#熱風(fēng)爐的蓄放熱量的能力要好于1#熱風(fēng)爐。2.2 3#1750m3高爐熱風(fēng)爐應(yīng)用效果研究

3#1750m3高爐3座熱風(fēng)爐與同一設(shè)計未使用覆層技術(shù)的1#1750m3高爐3座熱風(fēng)爐

平均風(fēng)溫比較。

使用1年后，比較3#高爐3座熱風(fēng)爐與同一設(shè)計的1#高爐3座熱風(fēng)爐平均風(fēng)溫。1#高爐熱風(fēng)爐混風(fēng)前

送風(fēng)溫度平均值是1192.2℃，3#高爐熱風(fēng)爐混風(fēng)前送風(fēng)溫度平均值是1221.3℃。3#高爐熱風(fēng)爐比1#高爐熱風(fēng)爐混前風(fēng)溫平均提高29.1℃。

使用2年后，1#高爐熱風(fēng)爐平均混前送風(fēng)溫度為1190℃；3#高爐熱風(fēng)爐平均混前送風(fēng)溫度為1215.3℃。3#高爐熱風(fēng)爐混前送風(fēng)溫度提高了25.3℃。

使用3年后，1#高爐熱風(fēng)爐混前送風(fēng)溫度平均為1200.7℃，3#高爐熱風(fēng)爐混前送風(fēng)溫度平均是1221.4℃，3#高爐熱風(fēng)爐比1#高爐熱風(fēng)爐混前風(fēng)溫平均提高20.7℃。

使用4年后，1#高爐熱風(fēng)爐混前送風(fēng)溫度平均是1201.5℃，3#高爐熱風(fēng)爐混前送風(fēng)溫度是1220.7℃。3#高爐熱風(fēng)爐比1#高爐熱風(fēng)爐混前送風(fēng)溫度平均高19.2℃。運(yùn)行4年后，效果明顯，爐體未發(fā)現(xiàn)不良影響。高爐熱風(fēng)爐應(yīng)用高輻射覆層技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析

3.1 3#高爐增產(chǎn)節(jié)焦效益

煉鐵生產(chǎn)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在同樣的工況情況下，提高熱風(fēng)爐的熱風(fēng)溫度可以提高煉鐵產(chǎn)量降低焦比，也是增加噴煤的必要條件。熱風(fēng)爐風(fēng)溫每提高100℃，可節(jié)約焦炭20kg/噸鐵，增產(chǎn)3%，增加噴煤量40kg/噸鐵，減少1噸焦炭可減少排放2.4噸CO2。

濟(jì)鋼3#高爐和1#高爐在基本相同的工況下，3#高爐的熱風(fēng)爐上部30層格子磚和拱頂刷涂了“杰能王”涂料。4年后，3#高爐混前風(fēng)溫比1#高爐平均每年提高23.6℃。3#高爐的利用系數(shù)平均2.5，按年360生產(chǎn)日，年產(chǎn)157.5萬噸鐵，計算如下：提高風(fēng)溫23.6℃——可節(jié)約焦炭4.72kg/噸鐵，增產(chǎn)0.708%，增加噴煤9.44kg/噸鐵。（山東冶金焦炭：約為1600元/噸，噴吹煤：900~950元/噸，按每增產(chǎn)1噸鐵利潤200元計算，沒有管理成本）3.1.1 年節(jié)約焦炭

每年減少焦炭消耗：4.72kg/噸鐵×157.5萬噸/年=7434噸/年 每年可節(jié)省資金：1600元/噸×7434噸=1189.44萬元 3.1.2 年增產(chǎn)效益

每年增加產(chǎn)量：157.5萬噸×0.708%=11151噸 每年可增產(chǎn)效益：200元/噸×11151噸=223.02萬元 3.1.3 年噴煤效益

每年增加噴煤用量：9.44kg/噸鐵×157.5萬噸/年 =14868噸/年 增加噴煤代替焦炭的節(jié)省效益：(1600×0.8-925)元/噸×14868=527.81萬元 3.1.4 年節(jié)能增產(chǎn)效益

三項效益合計：(1189.44萬元+223.02萬元+527.81萬元)= 1940.27萬元 3.2 3#高爐減少CO2排放量效益

減少1噸焦炭消耗可減少排放2.4噸CO2。每年減少CO2排放量：年節(jié)焦量×2.4=7434噸/年×2.4 =1.78萬噸結(jié)論

（1）投產(chǎn)5年后，2#1750m3高爐2#熱風(fēng)爐（有覆層）比1#熱風(fēng)爐（無覆層）燃燒期過渡區(qū)格子磚終點溫度提高112.23℃，格子磚溫差增大了139.99℃，高輻射覆層有效提高了2#熱風(fēng)爐的工作效率和熱效率，并有效保護(hù)了格子磚，延長了格子磚的使用壽命，證明了高輻射覆層技術(shù)的長期有效性。

（2）投產(chǎn)5年后，3#1750m3高爐熱風(fēng)爐效果穩(wěn)定，混風(fēng)前風(fēng)溫比1#1750m3仍提高19.2℃，同時生產(chǎn)中未見覆層對熱風(fēng)爐有不利影響，設(shè)備運(yùn)行良好。

（3）3#1750m3高爐比1#1750m3綜合年節(jié)焦增產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益1940.27萬元，年節(jié)省焦炭7434噸/年，年CO2排放量減少1.78萬噸。

綜上所述，高輻射覆層技術(shù)降低了濟(jì)鋼高爐熱風(fēng)爐的煤氣消耗，減少了CO

2的排放，致密的膜層可以提高基體的物理力學(xué)性能，對高爐熱風(fēng)爐無不利影響，是一種投資少、回收期短、無運(yùn)行成本的可提高熱風(fēng)爐的熱轉(zhuǎn)換效率、又可延長蓄熱體生命周期的新型原創(chuàng)性技術(shù)，效果長期有效，為濟(jì)鋼的節(jié)能降耗工作起到積極顯著作用。

第二篇：我國高爐熱風(fēng)爐新技術(shù)應(yīng)用及展望

我國高爐熱風(fēng)爐新技術(shù)應(yīng)用的回顧與展望

近20年以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高爐煉鐵技術(shù)進(jìn)步非常之快，高爐熱風(fēng)爐大型化、多樣化、高效化，大大縮小了我們與世界先進(jìn)水平的差距，一大批煉鐵及相關(guān)科技工作者開發(fā)出了一系列世界水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的領(lǐng)先技術(shù)，填補(bǔ)國內(nèi)外熱風(fēng)爐技術(shù)的空白，引起世人關(guān)注。主要表現(xiàn)在：霍戈文高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐的引進(jìn)、大型外燃式熱風(fēng)爐或大型外燃式熱風(fēng)爐加輔助小熱風(fēng)爐的組合、頂燃式熱風(fēng)爐（俄卡魯金頂燃式的引進(jìn)、球式頂燃式、逆旋流頂燃式的開發(fā)）、大型外燃式熱風(fēng)爐自身預(yù)熱式在大型高爐上的成功應(yīng)用、高爐熱風(fēng)爐煙氣余熱預(yù)熱助燃空氣和煤氣技術(shù)及其附加加熱換熱技術(shù)組合等等。所有這些，都取得了高風(fēng)溫的實效。熱風(fēng)爐設(shè)計的系統(tǒng)優(yōu)化，自主設(shè)計、制造不同類型的高爐熱風(fēng)爐，各交叉口采用的組合磚都能自主設(shè)計、制造和砌筑。高爐熱風(fēng)爐烘爐技術(shù)、涼爐與保溫技術(shù),耐火材料和耐火涂料的研發(fā)大大推動了熱風(fēng)爐的技術(shù)成熟與發(fā)展。

在高爐熱風(fēng)爐的理論研究方面也取得了驕人的業(yè)績。例如，計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)值模擬仿真技術(shù)開發(fā)，高效燃燒器及冷態(tài)、熱態(tài)實驗，冷風(fēng)與煙氣分配技術(shù)也有我國自己的專利，高爐熱風(fēng)爐燃燒、流動與傳熱三大理論與實驗研究。實現(xiàn)高風(fēng)溫的主要技術(shù)路線有:利用低熱值煤氣獲得高風(fēng)溫的工藝方法;熱工設(shè)備的組合;工藝技術(shù)材料優(yōu)化與創(chuàng)新;國內(nèi)也有人提出了1400℃超高風(fēng)溫的設(shè)想。

2005年我國重點大中型鋼鐵企業(yè)高爐平均風(fēng)溫1084℃，雖有較大提高，但比國際先進(jìn)水平低100~150℃。同時，高爐煤氣放散率仍有9.51%。這不僅浪費(fèi)了大量的二次能源，而且嚴(yán)重污染了大氣環(huán)境。隨著煉鐵燃料消耗所占煉鐵制造成本翻番地增長，高風(fēng)溫對于富氧噴煤強(qiáng)化煉鐵，推動煉鐵技術(shù)進(jìn)步、降低成本和增加經(jīng)濟(jì)效益顯得越來越重要。

高溫空氣燃燒技術(shù)的應(yīng)用

利用低熱值煤氣獲得高風(fēng)溫的工藝方法主要有：（1）高爐煤氣富化法；（2）金屬換熱器法；（3）自身預(yù)熱法；（4）富氧助燃法；（5）摻入熱風(fēng)法；（6）輔助熱風(fēng)爐法等等。其中最具典型意義的兩種：金屬換熱器法和熱風(fēng)爐自身預(yù)熱法基本上代表了當(dāng)今高溫空氣燃燒技術(shù)在利用低熱值煤氣獲得高風(fēng)溫方面的發(fā)展新趨勢。高溫空氣燃燒技術(shù)在國內(nèi)的興起

高溫空氣燃燒技術(shù)（High Temperature Air Combustion-HTAC）是20世紀(jì)90年代開發(fā)成功的一項燃料燃燒領(lǐng)域中的新技術(shù)。HTAC包括兩項基本技術(shù)手段：一是燃燒產(chǎn)物顯熱最大限度回收（或稱極限回收）；二是燃料在低氧氣氛下燃燒。燃料在高溫下和低氧空氣中燃燒，燃燒和體系內(nèi)的熱工條件與傳統(tǒng)的（空氣為常溫或低于600℃以下，含氧不小于21%）燃燒過程有明顯區(qū)別。這項技術(shù)將對世界各國以燃燒為基礎(chǔ)的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)帶來變革性的發(fā)展。

1999年10月在北京中國科技會堂召開的高溫空氣燃燒技術(shù)（HTAC）技術(shù)研討會上開始了第一次與世界各地開展此項技術(shù)的交流。很快諸如北京神霧、北京北島能源技術(shù)開發(fā)公司、北科大賽能杰、山東博大等推出一系列蓄熱式熱回收技術(shù)，應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。就高爐熱風(fēng)爐而言，熱風(fēng)爐自身預(yù)熱法和熱風(fēng)爐附加加熱換熱系統(tǒng)都屬于高溫空氣燃燒技術(shù)在高爐熱風(fēng)爐上的應(yīng)用。

附加加熱換熱系統(tǒng)—金屬換熱器法應(yīng)用良好

德國迪林根（Dilingen）羅爾5號高爐（2220m3）采用附加加熱換熱系統(tǒng)（Additional Preheating Heat-exchange System）。

在羅爾5號高爐采用的附加加熱換熱系統(tǒng)中，建有兩臺金屬換熱器、1座燃燒爐，利用循環(huán)的廢氣可將助燃空氣預(yù)熱到500℃，同時把煤氣預(yù)熱到250℃，用單一的低熱值（3000kJ/m3）高爐煤氣可把風(fēng)溫提高到1285℃。

這種金屬換熱器法是一種熱工設(shè)備的組合，具有較高的靈活性，獨(dú)立于熱風(fēng)爐而存在，可以根據(jù)高爐狀態(tài)的變化靈活地調(diào)節(jié)空氣和煤氣的預(yù)熱溫度，從而提高或降低熱風(fēng)溫度，減少或增加預(yù)熱空氣和煤氣量。實用新型專利“帶有附加燃燒爐的熱風(fēng)爐預(yù)熱裝置”（專利號ZL96225818.0）在鞍鋼11號高爐（2580m3），邯鋼1#、3#、6#，山西臨汾、太鋼3#、4#，山東淄博、青鋼3#、4#、臨沂，寶鋼梅山2#（1280m3），遼寧北臺等廠的高爐都先后應(yīng)用此工藝技術(shù)，效果顯著。

高爐熱風(fēng)爐自身預(yù)熱法發(fā)展成熟

高爐熱風(fēng)爐自身預(yù)熱法（self-preheatingprocess）是我國首創(chuàng)。到目前為止，還沒有檢索到國外的有關(guān)文獻(xiàn)。該工藝方法于1966年7月在我國山東濟(jì)南鐵廠3號高爐（100m3）由呂魯平首先采用，并獲得國家發(fā)明專利。發(fā)明至今，已走過整整40年不平凡的歷程。大體上可劃分為三個階段：（1）發(fā)明、原始創(chuàng)新階段；（2）理論探索、改進(jìn)階段；（3）工藝改進(jìn)、大高爐應(yīng)用階段。這期間不少煉鐵、熱工科技人員進(jìn)行了大量研究。

鞍鋼先后在3座2580m3高爐上，10號（1994年）、7號（2002年）和將來的新4號（2006年）都應(yīng)用這種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的熱風(fēng)爐自身預(yù)熱工藝技術(shù)。隨著這一技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，相應(yīng)的理論探索也取得了重要進(jìn)展。通過計算機(jī)數(shù)值模擬，驗證了這一技術(shù)獨(dú)特的優(yōu)越性和耐火材料的合理性。

輔助熱風(fēng)爐法發(fā)展方興未艾

用兩座輔助小型熱風(fēng)爐，燃燒過剩的高爐煤氣，交替預(yù)熱大熱風(fēng)爐的助燃空氣，經(jīng)調(diào)溫后供大熱風(fēng)爐燃燒用。大幅度提高助燃空氣物理熱，實現(xiàn)1200℃以上高風(fēng)溫。此工藝技術(shù)可節(jié)省大量的高熱值煤氣，多利用高爐煤氣，經(jīng)濟(jì)效益顯著。鞍鋼新建的兩座3200m3高爐采用這種輔助熱風(fēng)爐法。德國和日本某些高爐也曾用蓄熱式熱風(fēng)爐來預(yù)熱助燃空氣。

這幾種工藝技術(shù)在理論上具有如下特點：

（1）破除了低溫余熱回收傳統(tǒng)觀念，大幅度地提高燃燒介質(zhì)預(yù)熱溫度。雖然在系統(tǒng)中增加了一定的能量和投資，但綜合分析總能耗和效益的關(guān)系，產(chǎn)出遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于投入。

（2）以利用劣質(zhì)燃料為基本點，經(jīng)工藝轉(zhuǎn)化后以低價值的高爐煤氣獲取高價值的高溫?zé)崃?。?jié)省昂貴的高熱值煤氣供給更急需的部門，達(dá)到能源合理配置，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，是真正的“資源節(jié)約型”工藝技術(shù)。

（3）燃燒介質(zhì)預(yù)熱后帶入的物理熱比同樣數(shù)量的化學(xué)熱更有用。這是因為燃燒介質(zhì)預(yù)熱后煙氣溫度下降，熱效率提高，或者煙氣帶走的熱量與不預(yù)熱時相同，回收的熱量更有價值。

熱風(fēng)爐的大型化、多樣化、高效化

頂燃式熱風(fēng)爐的跨越式發(fā)展

近10年來，頂燃式熱風(fēng)爐在我國的廣泛應(yīng)用突飛猛進(jìn)，一方面，在總結(jié)過去經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，自主研制開發(fā)出了多種多樣的結(jié)構(gòu)形式，大膽應(yīng)用；另一方面，引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，都取得了可喜的結(jié)果。頂燃式熱風(fēng)爐具有諸多優(yōu)點被人認(rèn)同。

80年代初，我國首鋼新2#高爐（1327m3）4座頂燃式熱風(fēng)爐的工業(yè)應(yīng)用，在國內(nèi)引起不小的震動。邯鋼、石家莊高爐十幾座頂燃式熱風(fēng)爐，湖南冷水江3號高爐有1座新型頂燃式熱風(fēng)爐。個別小廠也有采用頂燃式熱風(fēng)爐。后來的球式熱風(fēng)爐把頂燃式推進(jìn)了一大步，國內(nèi)一些鋼鐵廠看準(zhǔn)了它的潛質(zhì)，紛紛采用并自主研究開發(fā)。目前球式熱風(fēng)爐已成功地應(yīng)用在1327m3級的高爐上?，F(xiàn)在，多種多樣的頂燃式熱風(fēng)爐在我國得到了廣泛采用。

1）卡魯金頂燃式熱風(fēng)爐迅猛發(fā)展這種結(jié)構(gòu)的熱風(fēng)爐已在俄羅斯和烏克蘭冶金工廠的1386～3200m3的高爐上建造使用。俄羅斯卡魯金（Kalugin）頂燃式熱風(fēng)爐在我國迅速得以應(yīng)用。例如，萊鋼750m3、1880m3，濟(jì)鋼3座1750m3，淮鋼兩座450m3，青鋼兩座500m3，遷安連城兩座480m3，國豐兩座1800m3，首秦1160m3、2200m3，天鋼3200m3，湘鋼2200m3，安鋼2800m3，唐鋼3200m3和重鋼高爐熱風(fēng)爐都采用此結(jié)構(gòu)形式的熱風(fēng)爐。鞍鋼2580m3和首鋼曹妃甸5500m3高爐熱風(fēng)爐擬采用俄羅斯卡魯金頂燃式熱風(fēng)爐。

2）球式熱風(fēng)爐的普遍應(yīng)用球式熱風(fēng)爐也可劃為頂燃式熱風(fēng)爐的一種，球式熱風(fēng)爐的體積小，結(jié)構(gòu)簡單，材料用量大大少于內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，從而大大節(jié)省了投資。在河北新豐、廣西柳鋼、江蘇興澄和四川威遠(yuǎn)等許許多多中小高爐得到很好的應(yīng)用。目前球爐已成功地應(yīng)用在1327m3級的高爐上。

3）其他頂燃式熱風(fēng)爐的崛起在國內(nèi)，武漢宏圖、承德鴻博、中冶全泰、新興鑄管等也開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的旋流、旋切流頂燃式熱風(fēng)爐，得到了很好的應(yīng)用。

達(dá)涅利霍戈文高風(fēng)溫長壽熱風(fēng)爐的應(yīng)用

達(dá)涅利霍戈文（Hoogovens）熱風(fēng)爐集多項科學(xué)技術(shù)研究成果與一身，自1969年問世以來，迄今為止已在十幾個國家的幾十座高爐推廣應(yīng)用。該熱風(fēng)爐具有結(jié)構(gòu)合理、投資省、占地少、熱效率高、風(fēng)溫高、壽命長等優(yōu)點。

國內(nèi)20世紀(jì)70年代開始研究開發(fā)，稱之為高溫改造內(nèi)燃式。限于當(dāng)時的技術(shù)水平和耐火材料的成本，沒有很好地解決燃燒器、隔墻和送風(fēng)系統(tǒng)等問題而“擱淺”。當(dāng)時進(jìn)行的1300℃高風(fēng)溫試驗也是短期的，付出的代價是昂貴的。刮了一陣“高溫改造內(nèi)燃式”風(fēng)之后，不得不重新考慮引進(jìn)真正的“霍戈文高溫長壽熱風(fēng)爐”。

武鋼4號2200m3（2001年）、5號3200m3（1991年）、6號3200m3、7號3200m3，鞍鋼11號2580m3（2001年）、鞍鋼新1號3200m3（2001年）、唐鋼2560m3（1998年）、2000m3、首鋼1726m3、太鋼1200m3、攀鋼1260m3（1996年）和上鋼一廠2500m3（1999年）、邯鋼新建兩座3200m3（2006年）等高爐均采用此種結(jié)構(gòu)形式熱風(fēng)爐。平均風(fēng)溫達(dá)到1150～1200℃。

大型外燃式熱風(fēng)爐穩(wěn)定運(yùn)行

外燃式熱風(fēng)爐是內(nèi)燃式熱風(fēng)爐的進(jìn)化與發(fā)展。本鋼5號高爐熱風(fēng)爐為地得式。鞍鋼6號高爐熱風(fēng)爐（AW-Ⅰ），實際為通常所說的馬琴——派根司特（MartinandPagenstecher）外燃式，鞍鋼7號（AW-Ⅱ）、10號高爐、寶鋼所有熱風(fēng)爐都是新日鐵式（NSC：NipponSteelCorporation）外燃式。

值得一提的是，鞍鋼6號高爐（1050m3）熱風(fēng)爐（AW-Ⅰ）1976年投產(chǎn)，是我國第一座外燃式熱風(fēng)爐，雖然經(jīng)過幾次涼爐、再生產(chǎn)和更換燃燒器、格子磚，但確切地講，雙拱頂及連接管，大墻與爐殼，至今已工作整整30年，可謂是我國的長壽熱風(fēng)爐。后來不久，鞍鋼自主研究開發(fā)的7號高爐（2580m3）熱風(fēng)爐（AW-Ⅱ）參照新日鐵外燃式也的確早于寶鋼，也一直沿用至今。20世紀(jì)80年代初，寶鋼引進(jìn)了真正的新日鐵外燃式。雖然應(yīng)用了大量的高熱值煤氣等不利因素，但確實長時間地實現(xiàn)了1200℃以上的高風(fēng)溫和長壽，已引起國人的關(guān)注。鞍鋼10號高爐（2580m3）、太鋼4350m3、馬鋼兩座3600m3等大型高爐熱風(fēng)爐都仍然采用新日鐵式外燃熱風(fēng)爐。鞍鋼鲅魚圈新建4038m3高爐擬采用PW公司大型地得外燃式熱風(fēng)爐。

熱風(fēng)爐的烘爐、保溫與涼爐技術(shù)

高爐和熱風(fēng)爐的烘爐技術(shù)

鞍鋼6號高爐硅磚熱風(fēng)爐是我國第一座硅磚熱風(fēng)爐，當(dāng)時采取的烘爐方式是成功的。后來國內(nèi)陸續(xù)采用的硅磚熱風(fēng)爐的烘爐都取得了成功，探索出非常寶貴的操作和維護(hù)經(jīng)驗。由天津長冶熱能設(shè)備有限公司研制開發(fā)成功的內(nèi)燃式烘爐器是近10年來廣泛采用的一種烘爐專用設(shè)備。用于高爐、熱風(fēng)爐、加熱爐和其它工業(yè)爐窯的烘烤。該烘爐器使用油或燃?xì)?，烘爐時火焰不直接接觸耐火砌體。經(jīng)配風(fēng)，調(diào)節(jié)溫度后噴入爐窯，確保烘爐曲線的完整性。結(jié)合用戶的需要，采用烘爐器烘爐已經(jīng)取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。通過與啟動高爐鼓風(fēng)機(jī)烘爐比較，該方法是既節(jié)約大量電費(fèi)又獲得高質(zhì)量的好方法，近10年來，采用該方法為國內(nèi)外各大鋼鐵公司烘烤（128～2500m3）高爐及熱風(fēng)爐已達(dá)百余座。

目前，各種不同類型的爐子，各種不同種類的耐火材料，各種不同類型的燃燒介質(zhì)都能夠很好地解決烘爐問題。硅磚熱風(fēng)爐的長周期保溫技術(shù)

熱風(fēng)爐的保溫，重點是硅磚熱風(fēng)爐的保溫，是在高爐停爐或熱風(fēng)爐需要檢修時。如何保持硅磚砌體溫度不低于600℃，而廢氣溫度又不高于400℃。根據(jù)停爐時間的長短與檢修的部位和設(shè)備，可采用不同的保溫方法。鞍鋼首先采用的這種燃燒加保持爐頂溫度、送風(fēng)冷卻、控制廢氣溫度的作法稱之為“燃燒加熱、送風(fēng)冷卻”保溫法。這種保溫方法是硅磚熱風(fēng)爐保溫的一項有效措施。不管高爐停爐時間多長，這種方法都是適用的。

鞍鋼10號高爐（1994年）新舊高爐轉(zhuǎn)換，停爐期間，對硅磚熱風(fēng)爐采用“燃燒加熱/送風(fēng)冷卻”方法,保溫138天，效果非常好。寶鋼1號高爐熱風(fēng)爐也成功地進(jìn)行了硅磚熱風(fēng)爐的長周期保溫。

硅磚熱風(fēng)爐涼爐再生產(chǎn)技術(shù)

硅磚熱風(fēng)爐的涼爐：硅磚具有良好的高溫性能和低溫（600℃以下）的不穩(wěn)定性。過去，硅磚熱風(fēng)爐一旦投入生產(chǎn)，就不能再降溫到600℃以下，否則會因突然收縮，造成硅磚砌體的潰破和倒塌。經(jīng)國內(nèi)外大量的試驗研究，硅磚熱風(fēng)爐的涼爐，大體上有兩種方法：自然緩慢涼爐和快速涼爐。

磚熱風(fēng)爐用自然緩冷涼爐是成功的，但由于工期的關(guān)系，自然緩冷來不及，還要做快速涼爐的嘗試。鞍鋼1985年在6號高爐硅磚熱風(fēng)爐上進(jìn)行了快速涼爐的試驗，用14天將爐子成功地涼下來。并成功地反復(fù)再生產(chǎn)?？焖贈鰻t是非常成功的，打破了“硅磚熱風(fēng)爐一命貨”的論點，說明硅磚熱風(fēng)爐快速涼爐是可行的，預(yù)示了“硅磚熱風(fēng)爐跨代使用”的可能性和必然性。

關(guān)行業(yè)的進(jìn)步起到了助推作用

冶金設(shè)備制造技術(shù)的進(jìn)步

冶金設(shè)備制造技術(shù)的進(jìn)步為熱風(fēng)爐技術(shù)的發(fā)展起到了關(guān)鍵性的助推作用。高溫?zé)犸L(fēng)閥的引進(jìn)、研發(fā)和推廣應(yīng)用解決了高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐閥門的壽命問題。各種不同類型的波紋膨脹器的應(yīng)用，解決了熱風(fēng)管道膨脹問題。抗晶間應(yīng)力腐蝕鋼板的研制成功為高風(fēng)溫創(chuàng)造了有利條件。

耐火材料的大幅度進(jìn)步

具有自主知識產(chǎn)權(quán)的各種不同類型、不同材質(zhì)的耐火材料給熱風(fēng)爐按不同溫度區(qū)間選擇不同材質(zhì)的耐火材料提供了廣泛的選擇空間和可靠保證。

各種不同類型結(jié)構(gòu)形式的熱風(fēng)爐高溫區(qū)采用的硅磚和低蠕變高鋁磚，重要部位所需的堇青石、莫來石磚，各交叉口采用的組合磚都能自主設(shè)計、制造和砌筑，并達(dá)到一個相當(dāng)高的水平。

耐火砌體涂覆高輻射材料

最近，濟(jì)南慧敏科技開發(fā)的新型高輻射材料——微納米高溫遠(yuǎn)紅外節(jié)能涂料在各種工業(yè)爐窯上廣泛應(yīng)。該高輻射新材料工作溫度：300～1810℃；適合燃?xì)?、煤、油、電等各種燃料種類，可縮短升溫時間；降低排煙溫度；提高爐溫及爐溫均勻度，燃料燃燒充分；提高熱效率，提高工效5%～15%；保護(hù)爐襯，延長爐窯使用壽命；節(jié)能5%～20%?？捎糜阱仩t、工業(yè)電爐、均熱爐、陶瓷窯爐、石油化工行業(yè)的加熱爐、裂解爐、冶金熱風(fēng)爐、球團(tuán)豎爐、軋鋼加熱爐等各種工業(yè)爐窯的節(jié)能。

這種遠(yuǎn)紅外涂料具有節(jié)能作用自20世紀(jì)50年代就被專家確定；70年代國外有產(chǎn)品面世；80年代國內(nèi)有產(chǎn)品面世；半個世紀(jì)沒有得到全面推廣，其原因是施工工藝沒有得到良好解決。該材料發(fā)射率0.91～0.93；耐火度大于1800℃；附著力2級以上；抗熱振性1200℃；室溫10次以上無脫落；粒度25～780nm。該項新材料自發(fā)明問世以來，迅速在各種爐窯上應(yīng)用，如濟(jì)鋼、萊鋼、邯鋼、青鋼、長治、鞍鋼。經(jīng)檢驗部門檢測及用戶使用，該產(chǎn)品粘接力強(qiáng)，高溫使用不易開裂、脫落，使用壽命長，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究起到了支撐作用

2005年9月“高風(fēng)溫長壽熱風(fēng)爐研討會”在秦皇島召開，知名教授、博士以及從事熱風(fēng)爐研究和操作的專家學(xué)者聚集一堂，一致認(rèn)為，提高我國風(fēng)溫水平是使我國由煉鐵大國向強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的重要標(biāo)志之一。并提出熱風(fēng)爐的設(shè)計和操作應(yīng)首先把1250℃的風(fēng)溫作為近期目標(biāo)，把1400℃的風(fēng)溫作為我們進(jìn)入強(qiáng)國的研究目標(biāo)。目前，一大批科研人員長期不懈的努力，解決了眾多不同層面的技術(shù)關(guān)鍵和研究開發(fā)出了具有國際先進(jìn)水平和實用價值的新工藝、新技術(shù)、新材料，都取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

熱風(fēng)爐傳熱過程數(shù)學(xué)模型的發(fā)展

在我國，對熱風(fēng)爐蓄熱室傳熱模型的研究與應(yīng)用方興未艾。一些文獻(xiàn)從不同側(cè)面對熱風(fēng)爐操作與控制進(jìn)行了積極探索，其中，有些模型已應(yīng)用于實踐。張宗誠、蘇輝煌應(yīng)用熱風(fēng)爐不穩(wěn)定態(tài)傳熱的數(shù)學(xué)模型較準(zhǔn)確地計算出了熱風(fēng)爐內(nèi)格子磚和氣體沿著高度方向隨時間變化的溫度分布。從而為預(yù)測熱風(fēng)溫度、廢氣溫度、送風(fēng)時間和熱效率，以及分析各種不同操作制度下的熱工特征和選擇最佳的設(shè)計與操作制度提供了可靠的手段。張建來根據(jù)熱平衡方程及若干經(jīng)驗公式建立了熱風(fēng)爐熱量控制燃燒數(shù)學(xué)模型，其要點是以熱量控制熱風(fēng)爐的燃燒，根據(jù)下一周期的加熱風(fēng)量、風(fēng)溫來確定所需要的煤氣化學(xué)熱，以達(dá)到最佳燃燒。數(shù)學(xué)模型的建立為計算機(jī)有效控制燃燒提供了基礎(chǔ)模型。根據(jù)不同的送風(fēng)模型進(jìn)行送風(fēng)調(diào)節(jié)，獲得了滿意的結(jié)果。此外，熱風(fēng)爐換爐的自動控制系統(tǒng)、自尋最優(yōu)化控制都是建立在不同的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的。寶鋼高爐熱風(fēng)爐數(shù)學(xué)模型應(yīng)用20年的實踐證明，用數(shù)學(xué)模型控制熱風(fēng)爐燃燒及有關(guān)操作制度，選擇合理的熱工參數(shù)，及時調(diào)整控制變量，可以達(dá)到節(jié)約能源、提高風(fēng)溫的效果。由此可見，可靠的數(shù)學(xué)模型對于熱風(fēng)爐的自動化操作和節(jié)能增效是十分有益的。燃燒器冷態(tài)、熱態(tài)模型實驗研究

熱風(fēng)爐由于空氣預(yù)熱溫度較高，使陶瓷燃燒器工作條件惡化，且易產(chǎn)生脈動燃燒。為解決這個問題鞍山鋼鐵學(xué)院的教授們與現(xiàn)場結(jié)合專門進(jìn)行了陶瓷燃燒器的冷態(tài)、熱態(tài)試驗。在熱態(tài)模型上測量了不同燃燒能力、不同空氣預(yù)熱溫度時燃燒室內(nèi)溫度分布、廢氣成分、火焰長度及燃燒穩(wěn)定性等。為開發(fā)能適應(yīng)熱風(fēng)爐不同工況下陶瓷燃燒器提供了依據(jù)并找到了解決燃燒振動的方法。并利用這一熱態(tài)模型為上鋼一廠、昆鋼等做了專項試驗研究，取得成功。

煙氣和冷風(fēng)均配技術(shù)

氣流在熱風(fēng)爐內(nèi)的行為，早已引起人們的注意。20世紀(jì)70年代初，前蘇聯(lián)與前聯(lián)邦德國分別對此做了模擬試驗研究。近年來，我國也做了大量工作，并已著手采取措施改善氣流在蓄熱室內(nèi)的分布。20世紀(jì)80年代，武漢冶金建筑研究所研制成功“熱風(fēng)爐冷風(fēng)均勻配氣裝置”。它是由氣流整流器和數(shù)個阻流導(dǎo)向板組成。氣流整流器安裝在冷風(fēng)入口的內(nèi)側(cè)，其作用是整流和均勻分流，阻流導(dǎo)向板安裝在蓖子下空間，通過阻擋和導(dǎo)向破壞渦流，均勻分布?xì)饬?。這一技術(shù)已成功地應(yīng)用于攀鋼3號高爐和鞍鋼9號高爐，收到了良好效果。

北京科技大學(xué)、包頭鋼鐵學(xué)院的許多研究人員采用計算機(jī)模擬的方法也成功地解析了熱風(fēng)爐氣流分布不均的實際狀況，并提出了解決問題的方法，得以應(yīng)用。生態(tài)熱風(fēng)爐與綠色熱風(fēng)爐的建設(shè)

在利用冶金工廠產(chǎn)生的二次能源，大力推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)的同時，努力建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會。在控制溫室氣體排放方面，熱風(fēng)爐還有大量工作要做[7。生態(tài)熱風(fēng)爐與綠色熱風(fēng)爐的主要特征為：（1）使用低熱值煤氣作為主要燃料，經(jīng)工藝轉(zhuǎn)化后以低價值的高爐煤氣獲取高價值的高溫?zé)崃?。減少煤氣的放散量，節(jié)省昂貴的高熱值煤氣供給更急需的部門，達(dá)到能源合理配置，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，真正做到“資源節(jié)約型”工序；（2）實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化、合理燃燒；（3）煙氣余熱盡最大努力回收利用，如首先采用金屬換熱器預(yù)熱煤氣和助燃空氣；其次，還是這部分煙氣供煤粉車間作為干燥、惰化氣；再次，供解凍庫作為熱氣源用等；（4）開發(fā)減排溫室氣體總量的有效措施和相關(guān)技術(shù)。

結(jié)語

隨著高爐煉鐵技術(shù)的快速發(fā)展，高爐熱風(fēng)爐的選擇范圍越來越大。大型化、多樣化、高效化，大大縮小了我們與世界先進(jìn)水平的差距。一大批煉鐵及相關(guān)專業(yè)科技工作者開發(fā)出了一系列世界水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的領(lǐng)先技術(shù)，填補(bǔ)了國內(nèi)外熱風(fēng)爐技術(shù)的空白，引起世人關(guān)注。1200℃高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，是20多年來廣大高爐熱風(fēng)爐工作者不懈努力的結(jié)果?；舾晡母唢L(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐的引進(jìn)、大型外燃式熱風(fēng)爐（地得式、新日鐵式）或大型外燃式熱風(fēng)爐加輔助小熱風(fēng)爐的組合、頂燃式熱風(fēng)爐（俄卡魯金頂燃式的引進(jìn)、球式頂燃式、旋流、旋切頂燃式的開發(fā)）、大型外燃式熱風(fēng)爐自身預(yù)熱式在大型高爐上的成功應(yīng)用、高爐熱風(fēng)爐煙氣余熱預(yù)熱助燃空氣和煤氣技術(shù)及其附加加熱換熱技術(shù)組合等都取得了高風(fēng)溫的實效。

第三篇：熱風(fēng)爐和高爐技術(shù)個人工作總結(jié)

一、加強(qiáng)學(xué)習(xí)，不斷提高自身業(yè)務(wù)水平

現(xiàn)代社會知識日新月異，高新技術(shù)層出不窮，作為電氣行業(yè)，隨著半導(dǎo)體和微電子技術(shù)的發(fā)展，電氣設(shè)備的自動化程度越來越高，因此對電氣工作人員的要求也越來越高。因此我報名參加了“萊鋼冶金自動化控制新技術(shù)充電班”培訓(xùn)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)了交、直流傳動、wincc、網(wǎng)絡(luò)通信等電氣專業(yè)新技術(shù)，極大地提高了自身的業(yè)務(wù)水平。

二、積極進(jìn)行各種技術(shù)改造與創(chuàng)新

針對實際工作中遇到的各種問題，我積極思考解決的辦法，發(fā)現(xiàn)設(shè)備上存在的隱患及缺陷，我積極思考，提出對設(shè)備進(jìn)行改造，通過一系列的改造措施，極大地降低了設(shè)備的故障率，保證了設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行。其中幾個主要的改造措施如下：

1、熱風(fēng)爐操作系統(tǒng)改造

熱風(fēng)爐操作系統(tǒng)原設(shè)計包括三種控制方式：半自動方式、操作臺方式、機(jī)旁操作方式。其中操作臺方式在日常中作中反映出了一些問題，主要包括以下幾個方面：操作不方便，故障率高，維修人員維修量大，和半自動方式相比，操作臺方式不直觀、不方便。鑒于以上問題，同時通過與崗位人員協(xié)商討論，決定去掉操作臺操作方式，將操作臺拆除，保留半自動方式和機(jī)旁方式，而像倒流休風(fēng)閥等沒有半自動方式的閥門重新設(shè)計，增加半自動操作方式。利用6#爐大修期間，將逐步完成此次改造，改造方案如下：與自動化部聯(lián)系，增加一個新的plc柜，將倒流休風(fēng)閥等閥門的半自動操作放在此新的plc柜內(nèi)，同時自動化部要編制新的程序，制作新的監(jiān)控畫面；

冷風(fēng)放風(fēng)閥的電源改為eps電源，電源由eps柜內(nèi)引入，這樣即使在市電停電時，崗位人員仍能操作冷風(fēng)放風(fēng)閥，減少了停電對高爐造成的損失。將預(yù)熱器系統(tǒng)的電動蝶閥的控制移到plc柜內(nèi)，增加控制程序和監(jiān)控畫面，將開關(guān)控制信號和到位信號都通過繼電器引入到plc內(nèi)。將熱風(fēng)爐各閥門的操作臺控制方式取消，配合自動化部將原操作臺的選擇開關(guān)移到plc中，有電腦進(jìn)行操作，包括選擇半自動、機(jī)旁操作方式開關(guān)、解除煤氣閥連鎖開關(guān)等，同時對原線路對照圖紙進(jìn)行修改。

2、1080m3高爐重要電氣設(shè)備加避雷器

煉鐵廠銀前兩座1080高爐位于山區(qū)環(huán)繞之中，受氣候影響，夏季雷雨較多，因其地勢較高，易引起雷擊，將直接影響電氣設(shè)備的運(yùn)行。選用新型soule系列pu40400型避雷器，該避雷器具有元件少、效果可靠、便于安裝等優(yōu)點。當(dāng)發(fā)生雷擊過電壓和雷電侵入波時，在電氣線路及控制開關(guān)點上產(chǎn)生一個很強(qiáng)烈的電壓，此時接在線路避雷器上的電壓達(dá)到一定數(shù)值時，避雷器的閥片被擊穿而放電，此時避雷器的電阻值變得很小，使雷電流對地放電，將雷電流泄放掉，當(dāng)雷電壓消失后，在滅弧電壓下，其阻值又增大，恢復(fù)到平時運(yùn)行狀態(tài)。

通過安裝避雷器，在生產(chǎn)中取得良好效果，今年春夏季節(jié)雷雨較往年增多，但未發(fā)生過一起因雷擊損害電氣設(shè)備的事故，有效地保護(hù)了高爐的電氣設(shè)備，保證了高爐的穩(wěn)產(chǎn)順行。

第四篇：2500立方米高爐效能優(yōu)化綜合技術(shù)應(yīng)用

摘 要：介紹了寶鋼股份不銹鋼分公司2 500m3高爐所采用的多焦種配焦技術(shù)改進(jìn)現(xiàn)場操作技術(shù)、應(yīng)用低硅冶煉技術(shù)、實施低燃料比等效能優(yōu)化綜合技術(shù)，高爐各項技術(shù)指標(biāo)取得了長足的進(jìn)步；年利用系數(shù)達(dá)到2．385t／(m3〃d)，燃料比達(dá)到485．83 kg／t，綜合指標(biāo)躍居國內(nèi)同類型高爐前列；高爐的生產(chǎn)和管理實現(xiàn)了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗。

關(guān)鍵詞：煉鐵；利用系數(shù)；燃料比；低硅冶煉；專家系統(tǒng)i

目前國內(nèi)高爐和國際水平相比，除寶鋼等少數(shù)廠家以外，高爐在利用系數(shù)(高效)、煤比(能耗)、鐵水硅含量(質(zhì)量)等方面都還存在較大差距，尤其是綜合技術(shù)的研究和應(yīng)用。因此，國內(nèi)高爐煉鐵技術(shù)還有潛力可挖。

現(xiàn)狀分析

寶山鋼鐵股份有限公司不銹鋼分公司煉鐵廠(簡稱煉鐵廠)現(xiàn)有750m3和2 500m3 2座高爐。不銹鋼項目的投產(chǎn)，對高爐鐵水的產(chǎn)量和質(zhì)量均提出了更高要求，而技術(shù)進(jìn)步和效能優(yōu)化將是提高不銹鋼分公司整體競爭力的主要手段。這就使高爐實現(xiàn)“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗”綜合技術(shù)研究的課題變得更加迫切和有現(xiàn)實意義?？紤]到項目的復(fù)雜性，采用了分項研究、各個擊破、綜合集成的研究方法。從2003年開始，根據(jù)實際條件，2 5003高爐通過加強(qiáng)原料條件的研究和管理應(yīng)用多焦種配焦技術(shù)、改進(jìn)現(xiàn)場操作技術(shù)、應(yīng)用低硅冶煉技術(shù)、實施低燃料比技術(shù)等，高爐的綜合效能進(jìn)一步優(yōu)化，燃料消耗、鐵水[si]逐步降低，高爐爐況穩(wěn)定順行且利用系數(shù)逐步提高。2 綜合技術(shù)的應(yīng)用

2．1 加強(qiáng)原料條件的研究和管理 2．1．1 混勻配料技術(shù)優(yōu)化

為提高燒結(jié)礦質(zhì)量，不銹鋼分公司從源頭抓起，通過自主研究開發(fā)和引進(jìn)新技術(shù)，逐步提高混勻礦質(zhì)量。一方面，加強(qiáng)混勻礦堆端部料管理、結(jié)合控制瞬時堆積流量來增加混勻礦的堆積量，均取得較好效果，混勻礦質(zhì)量大大提高。另一方面，引進(jìn)寶鋼分公司的混勻礦智能堆積技術(shù)，使混勻礦的堆積質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。該技術(shù)強(qiáng)調(diào)優(yōu)化料罐CFW切出速度，并將一個大堆分成4個BLOCK實施堆積計劃；在整個堆積過程中保證等硅切出，使CFW每一時刻切出物料之和的成分能等于或接近大堆成分，從而保證了混勻礦的質(zhì)量穩(wěn)定。混勻礦TFe偏差由0．7％下降至0．3％，SiO2標(biāo)準(zhǔn)偏差由0．25％下降至0．15％，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)領(lǐng)先水平；燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定率亦大幅提高，2005燒結(jié)礦TFe和堿度穩(wěn)定率較2003年分別提高了5．46％和2．48％。2．1．2 配礦技術(shù)優(yōu)化

不銹鋼分公司混勻礦配礦結(jié)構(gòu)的特點是：單礦品種不多，但變化大；配礦結(jié)構(gòu)中控制在7～9種單礦品種，每種單礦的配入比例較高。主動適應(yīng)礦石資源市 場波動，針對常用礦種資源逐步減少、枯竭的局面，大膽嘗試新礦種的使用，為今后配礦方向開辟新徑。率先使用高麥克礦、西安吉拉斯礦進(jìn)行配礦并提高其用

量至12％，成功解決了褐鐵礦比例提高對燒結(jié)生產(chǎn)的影響，達(dá)到綜合效益最大化；同時成熟應(yīng)用了高配比CVRD球團(tuán)粉礦，配比達(dá)到了15％；南部粉的配礦比例目前達(dá)到9％，且己具備應(yīng)用12％以上南部粉的技術(shù)。2．I．3 高鐵低硅燒結(jié)集成技術(shù)

通過調(diào)整配礦結(jié)構(gòu)中低硅粉礦的比例以及運(yùn)用蛇紋石配料技術(shù)，燒結(jié)礦的硅含量逐步降低，燒結(jié)礦ω(SiO2)由5．2％下降至4．7％，ω(TFe)由56％提高至58．5％以上；入爐礦石品位由2003年的57．73％提高到2005年的59．59％，達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，為高爐高產(chǎn)、低耗、優(yōu)質(zhì)創(chuàng)造了良好的條件。2．1．4抑制臺車“邊緣效應(yīng)”，改善燒結(jié)礦質(zhì)量

臺車邊緣效應(yīng)被公認(rèn)為是燒結(jié)生產(chǎn)的“公害”，邊緣效應(yīng)使得燒結(jié)臺車風(fēng)量分布不均，進(jìn)而使風(fēng)量少處燒不透，風(fēng)量多處過燒，造成燒結(jié)礦整體質(zhì)量下降。通過減小臺車兩側(cè)鋪底料厚度，調(diào)整邊車輥的壓料方式，調(diào)整小礦槽出料口以控制出料量等措施抑制臺車“邊緣效應(yīng)”，使燒結(jié)礦ω（Ti）提高0．2％左右，返礦循環(huán)量減少，燒結(jié)成品率增加，節(jié)約了能耗和加工成本。

通過采用以上技術(shù)措施，不僅提高了燒結(jié)礦質(zhì)量和產(chǎn)量，而且工序能耗和固體燃耗也逐年降低。2．2優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)

為了得到高爐合理的原料結(jié)構(gòu)，首先對高爐入爐原料進(jìn)行綜合性能測試研究，尤其高溫冶金性能。在常規(guī)的還原性能、低溫粉化性能測定基礎(chǔ)上，委托本鋼技術(shù)中心對不銹鋼分公司所用燒結(jié)礦、球團(tuán)礦，以及天然礦等進(jìn)行了軟熔滴落性能測定，為合理原料結(jié)構(gòu)的方案制定提供了理論依據(jù)，從而逐步建立了原料性能評價體系的長效機(jī)制。在此理論指導(dǎo)下，高爐進(jìn)行了合理爐料結(jié)構(gòu)的工業(yè)試驗，先后進(jìn)行了多種球團(tuán)礦、天然礦和不銹鋼分公司燒結(jié)礦搭配使用的研究。研究期間，通過降低品位較低的海南礦配比、增加澳礦的入爐比例，優(yōu)化了爐料的綜合軟熔特性，有利于軟熔帶位置的下降和寬度的降低，從而改善料層透氣性，進(jìn)而提高產(chǎn)量。品位提高以后，渣比進(jìn)一步降低：為高爐指標(biāo)的全面優(yōu)化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。同時，考慮到礦石價格因素，為了降低鐵水成本，適當(dāng)減少球團(tuán)礦的使用。2．3 多焦種配焦技術(shù)

公司所用焦炭全需外購，焦炭質(zhì)量參差不齊，有效的長期檢測機(jī)制仍需完善。2 500m3高爐現(xiàn)入爐焦種以吳涇焦為主，寶鋼焦為輔，同時搭用不同比例的美錦焦、中冶焦、長治焦、趙城焦、無錫焦、鎮(zhèn)江焦等數(shù)十種焦炭，焦炭種類及其質(zhì)量的波動對高爐生產(chǎn)極為不利。為此，需要對高爐所用焦炭的性能進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，寶鋼焦在質(zhì)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，綜合性能優(yōu)于其它焦種，穩(wěn)定該焦種的入爐比例對爐況穩(wěn)定及生鐵質(zhì)量均有益。但寶鋼焦供應(yīng)不足，無法依靠穩(wěn)定寶鋼焦人爐比例來穩(wěn)定入爐焦炭質(zhì)量。通過長期生產(chǎn)經(jīng)驗，根據(jù)不同焦種的入爐比例，適當(dāng)調(diào)整入爐礦石負(fù)荷并形成標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，可以在一定程度上確保爐內(nèi)氣流的穩(wěn)定和良好的料柱骨架。通過嚴(yán)格執(zhí)行此標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，在焦種及其質(zhì)量波動較大的情況下，確保了高爐長期穩(wěn)定順行，并獲得了較低的燃料消耗水平。2．4 現(xiàn)場操作技術(shù)進(jìn)步

通過分析2 500m3高爐開爐以來的大量數(shù)據(jù)，結(jié)合高爐自身特性及高爐現(xiàn)有原燃料情況，逐步確立2 500m3高爐以發(fā)展中心氣流為主，適當(dāng)疏導(dǎo)邊緣的指導(dǎo)思想。在此思想的指導(dǎo)下，在穩(wěn)定風(fēng)速260m／s左右的基礎(chǔ)上逐步縮小進(jìn)風(fēng)面積并增用長風(fēng)口，同時調(diào)整布料模式以疏導(dǎo)邊緣，使?fàn)t內(nèi)煤氣流分布更加合理。2004~2006年高爐爐況穩(wěn)定，成為不銹鋼分公司煉鐵史上的一大突破。

2002年底，不銹鋼分公司煉鐵廠與寶信合作，對2 500m3高爐智能專家系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)研究。該專家系統(tǒng)在汲取國內(nèi)外高爐專家系統(tǒng)成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合2 500m3高爐長期生產(chǎn)經(jīng)驗，形成適用于高爐自身的規(guī)則組與知識庫。通過場使用后的不斷修正與完善，專家系統(tǒng)能夠與高爐達(dá)到有效結(jié)合。生產(chǎn)實踐證明，該專家系統(tǒng)能夠在滑料、渣皮脫落、鐵水信息、冷卻設(shè)備是否漏水、爐內(nèi)氣流分布、爐缸平衡、高爐消耗等多方面進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報，對現(xiàn)場操作有較大的指導(dǎo)意義。而該系統(tǒng)所采用的開放式規(guī)則及知識庫修改、爐內(nèi)走料狀態(tài)的判斷、利用爐頂煤氣成分對爐內(nèi)走料及冷卻系統(tǒng)是否漏水進(jìn)行預(yù)報等多項技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。2．5 低硅冶煉技術(shù)研究

生鐵硅含量的降低和穩(wěn)定，是高爐冶煉條件和技術(shù)水平的標(biāo)志性指標(biāo)，也是提高產(chǎn)量、降低生鐵成本的重要因素。對煉鐵而言，生鐵硅含量降低1％，產(chǎn)量提高5％～6％，焦比下降48～75kg／t。根據(jù)低硅冶煉機(jī)理的分析和實驗研究結(jié)果，高爐鐵水硅的來源主要是焦炭中的Si02在風(fēng)口區(qū)以上部位與其充分接觸的碳反應(yīng)生成Si()氣體，然后再還原成[si]的過程；在風(fēng)口區(qū)域和鐵水穿過渣層過程中，部分[si]被再次氧化。

首先，使用高鐵低硅的燒結(jié)礦，減少爐料帶入SiO2的量，以利于低硅冶煉。其次，降低理論燃燒溫度。隨著理論燃燒溫度的下降，鐵水硅含量隨之下降。經(jīng)過研究及實踐，理論燃燒溫度由原來的2 150℃左右下降到2 050℃左右，既保證爐缸具有充足的熱量，又利于低硅冶煉。

通過上述調(diào)整，2005年鐵水[Si]由2003年的0．46％降低至0．37％，實現(xiàn)預(yù)期低硅冶煉的目標(biāo)。2．6 低燃料比技術(shù)研究 2．6．1 高煤氣利用率

結(jié)合人爐原燃料情況，高爐調(diào)整上下部制度，對邊緣氣流進(jìn)行適當(dāng)疏導(dǎo)，同時風(fēng)口面積由0．348m2逐步縮小至0．340m2并增用長風(fēng)口以確保鼓風(fēng)動能有效發(fā)展中心氣流。上述措施并舉，高爐煤氣利用率由2003年的47．59％逐步提高至2005年的51．01％。2．6．2 高風(fēng)溫

500m3高爐有4座改進(jìn)型內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，采用兩燒兩送制送風(fēng)。通過降低拱頂溫度與熱風(fēng)溫度的差值、提高熱風(fēng)爐拱頂溫度、預(yù)熱助燃空氣與煤氣溫度、提高廢氣溫度、富氧燒爐、全關(guān)混風(fēng)閘閥等多項技術(shù)的應(yīng)用，在沒有高熱值煤氣的條件下全用高爐煤氣進(jìn)行燒爐，熱風(fēng)溫度逐步提高，達(dá)到1 150～l 160℃，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。

在2005年爐況穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，考慮煉鋼廠鐵水消化能力，適當(dāng)控制高爐利用系數(shù)，大幅提高煤氣利用率、風(fēng)溫，降低鐵水[Si]，焦比由2003年的388．75kg／t下降至367．40kg／t，燃料消耗由2003年的512．46kg／t降低至485．83kg／t，有效緩解了焦炭資源緊缺的局勢。

結(jié)論

(1)多焦種混焦使用技術(shù)的應(yīng)用，確保了高爐爐況的穩(wěn)定，年平均利用系數(shù)達(dá)到2．385t／(m3·d)，處于國內(nèi)同型高爐領(lǐng)先水平。

(2)通過混勻配料技術(shù)的優(yōu)化，燒結(jié)礦質(zhì)量進(jìn)一步提高。燒結(jié)礦先使用麥克礦、西安吉拉斯礦進(jìn)行配礦并逐步提高其用量至12％，成功解決了褐鐵礦比例提高對燒結(jié)生產(chǎn)的影響，達(dá)到綜合效益最大化。

(3)通過提高煤氣利用率、風(fēng)溫，優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，低硅冶煉等多項措施，高爐綜合效能進(jìn)一步優(yōu)化，燃料消耗為485．83kg／t，達(dá)到國內(nèi)同型高爐的先進(jìn)水平。(4)專家系統(tǒng)對高爐相關(guān)信息的準(zhǔn)確預(yù)報，使高爐現(xiàn)場操作更加規(guī)范，進(jìn)一步確保了爐況的穩(wěn)定順行

第五篇：頂板高抽鉆孔抽采技術(shù)的應(yīng)用

頂板高抽鉆孔抽采技術(shù)的應(yīng)用

【摘要】對青龍煤礦21604采空區(qū)及鄰近煤層瓦斯進(jìn)行抽采，進(jìn)而解決上隅角及工作面回風(fēng)瓦斯超限的問題。結(jié)合礦井具體情況，得出了合理的高抽鉆孔布置參數(shù)，在此煤層開采過程中解決瓦斯超限問題積累了經(jīng)驗，同時也為礦井開采其它相鄰煤層治理瓦斯提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】瓦斯抽采；上隅角瓦斯超限；抽采技術(shù)；高抽鉆孔；

0 引言

隨著煤礦開采深度增加，瓦斯涌出量不斷增大，治理采空區(qū)及上隅角的瓦斯技術(shù)不斷更新，高抽鉆孔逐步成為治理采空區(qū)及上隅角瓦斯的首選途徑，針對青龍煤礦21604綜采工作面，在開采過程中常出現(xiàn)上隅角、回風(fēng)瓦斯超限[1-2]，為此采用頂板走向高抽鉆孔抽采采空區(qū)裂隙帶瓦斯的技術(shù)，從而解決上隅角和回風(fēng)流瓦斯超限問題[3]。并對治理來自于采空區(qū)、上部圍巖或下鄰近層工作面的瓦斯效果顯著[4]。礦井概況

青龍煤礦為煤與瓦斯出礦井，根據(jù)2014年礦井瓦斯及二氧化碳涌出量測定報告，礦井絕對瓦斯涌出量165.56m3/min，礦井相對瓦斯涌出量80.65m3/t，煤層均為可抽煤層。青龍煤礦于2011年開始推廣應(yīng)用鉆孔抽采瓦斯技術(shù)抽采采空區(qū)裂隙帶瓦斯解決工作面、上隅角及回風(fēng)瓦斯超限問題。先后在11607、11611、11802綜采工作面應(yīng)用頂板仰角鉆孔抽采瓦斯技術(shù)治理上隅角瓦斯，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。但由于受仰角鉆孔利用率低和塌孔等因素的影響，瓦斯治理問題沒有從根本上得到解決。因此在開采21604采煤工作面時采用了鉆孔利用率高、效果好的頂板巖石高抽鉆場抽采技術(shù)。高抽鉆孔設(shè)計方案

（1）高抽鉆孔設(shè)計、施工

根據(jù)礦壓理論及我礦原高抽鉆場布置經(jīng)驗，16#煤層頂板裂隙帶高度采高的8-24倍，瓦斯積聚在工作面上部24-72m范圍內(nèi)，綜放采煤工作面覆巖采動裂隙帶內(nèi)聚積著來自鄰近層及本煤層的瓦斯[5-6]，鉆孔布置應(yīng)與此適應(yīng)。設(shè)計采用高位鉆場抽采瓦斯，鉆場布置在回風(fēng)巷側(cè)，距煤層頂板垂高10m，共設(shè)計鉆孔十二個，終孔布置為上下兩排，分別考察不同鉆孔終孔不同位置，不同高度的抽采效果，鉆孔布置見圖1。

圖1 高抽鉆孔設(shè)計布置圖

A-平面圖 B-斷面圖 C-剖面圖

選用ZDYLF-4000S型鉆機(jī)施工，鉆孔最深可施工長度200m，孔長180m，鉆孔孔徑Φ113mm。

（2）封孔

鉆孔施工完成后，必須及時進(jìn)行封孔注漿，封孔時單個鉆孔統(tǒng)一采用DN108PE管進(jìn)行封孔，封孔長度不得小于10m，封孔完成后及時對鉆孔進(jìn)行注漿。如下圖2所示。

圖2 高抽鉆孔封孔剖面圖

待注漿凝固后，必須在8-16h內(nèi)進(jìn)行連抽，單個鉆孔采用獨(dú)立的DN108管路進(jìn)行連抽，在DN108PE管低點設(shè)置放水三通，對水大的鉆孔安裝自動放水器，水量較小的鉆孔安裝手動放水器，從而解決管路內(nèi)積水影響抽采效果。抽采效果分析

根據(jù)第十組高位鉆孔施工情況，由于受到鉆孔塌孔、孔內(nèi)水大、封孔漏氣、個別鉆孔施工不到位及現(xiàn)場施工不定向因素影響，對以下7個抽采效果好的鉆孔進(jìn)行分析。如下表所示。

從以上表可以看出，對4#鉆孔和9#10#鉆孔抽采濃度、純流量進(jìn)行比較，在里程60m左右都是呈現(xiàn)增大的趨勢，然后經(jīng)過一個穩(wěn)定期，在里程140m左右呈現(xiàn)下降趨勢，4#鉆孔濃度、純流量均大于9#和10#鉆孔濃度、純流量之和。最佳終孔高度分析

通過選擇抽采效果最好4#、5#、6#鉆孔進(jìn)行分析，對4#、5#、6#鉆孔的回采里程和抽采濃度、純流量的關(guān)系進(jìn)行觀察，從而確定最佳鉆孔終孔高度，如4#、5#、6#鉆孔參數(shù)圖可以看出，回采里程在0m-60m時，鉆孔抽放純流量不斷升高，到60m時達(dá)到最大值，回采里程在60m-140m抽放純流量處于一個穩(wěn)定階段，回采里程在140m后逐漸下降，從而得出回采里程在60m-140m段鉆孔抽采效果最佳，結(jié)合回采里程與終孔高度關(guān)系圖分析，回采里程在60m時鉆孔有效高度為48m，回采里程在140m時鉆孔有效高度在24m，因此認(rèn)定高抽鉆孔的最佳終孔范圍在24m-48m。結(jié)論

通過對21604工作面第十組高位鉆場進(jìn)行分析得出以下幾條結(jié)論：

1.條件允許情況下，盡可能把高抽鉆場的層位放高，鉆孔傾角越小，鉆孔施工變形越小，鉆孔利用率高。

2.為了更好保證抽采效果，盡可能增大鉆孔施工孔徑，孔徑在113mm以上，可以根據(jù)實際情況合理較少鉆孔，鉆孔個數(shù)控制在6-8個。

3.根據(jù)對21604工作面第十組高抽鉆孔抽采效果分析，合理的鉆孔終孔布置高度是保證抽采效果的必要條件，21604工作面高抽鉆孔終孔布置最佳高度為24m-48m之間。

4.根據(jù)數(shù)據(jù)分析，靠近上隅角的鉆孔抽采濃度、純流量高，設(shè)計鉆孔時靠近上隅角側(cè)的鉆孔終孔間距應(yīng)合理減小，設(shè)計距離5-10m為益。

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