我國高爐熱風(fēng)爐新技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展趨勢
近20年以來，隨著我國經(jīng)濟的高速發(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**技術(shù)，填補國內(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、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**，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**;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******低100~150℃。同時，高爐煤氣放散率仍有9.51%。這不僅浪費了大量的二次能源，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)溫對于富氧噴煤強化煉鐵，推動煉鐵技術(shù)進(jìn)步、降低成本和增加經(jīng)濟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*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。
1 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)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*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。
高爐熱風(fēng)爐新技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展趨勢
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**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。
2 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)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**“帶有附加燃燒爐的熱風(fēng)爐預(yù)熱裝置”（**號ZL96 2 25818.0）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。
3 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-preheating process）是我國開創(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月在我國山東濟南鐵廠3號高爐（100m3）由呂魯平首先采用，并獲得國家發(fā)明**。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**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。