煉鐵工序占鋼鐵工業(yè)能耗的主要部分,高風溫是實現(xiàn)煉鐵高爐節(jié)能的重要措施,據(jù)研究,在目前我國高爐風溫范圍內(nèi),每提高100℃風溫,可降低焦比15~20kg/t鐵,可相應提高產(chǎn)量3%左右。此外,高風溫還是實行高爐噴吹煤粉的必要條件。隨著煉鐵技術的不斷進步,現(xiàn)代高爐向大型、高效、長壽等方向發(fā)展,提高高爐熱風爐風溫所具有的降低煉鐵焦比、提高高爐生鐵產(chǎn)量、提高噴煤比和降低高爐生產(chǎn)成本等作用越來越顯著。國際上先進企業(yè)的高爐風溫在1300℃以上,我國2007年重點鋼鐵企業(yè)的平均風溫僅為1125℃,與國外先進水平尚有一定差距。
國內(nèi)外實現(xiàn)高風溫技術主要有摻燒高熱值煤氣技術、換熱器預熱煤氣和助燃空氣技術、熱風爐自身預熱技術、高溫空氣燃燒預熱技術等。我國首鋼等大型鋼鐵企業(yè)也正在積極開展高風溫技術的研究。
經(jīng)過實踐和探索,首鋼認為,實現(xiàn)高風溫可以采取的主要措施有:
(1)焦炭質(zhì)量、燒結礦品位和煤粉質(zhì)量等原燃料條件的改善,是實現(xiàn)高風溫的重要保障。
(2)改進高爐裝料制度、送風制度等操作,可以改善透氣性指數(shù)和煤氣初始分布,提高高爐使用高風溫能力。
(3)強化安全。對膨脹節(jié)位移和高爐、熱風爐系統(tǒng)各部位的溫度進行實時在線監(jiān)測。
(4)適當提高熱風爐頂溫。利用自動燒爐加大煤氣燃燒量,將原來的控制頂溫從1390℃提至1420℃,可提高風溫15~30℃。
(5)減少混風閥的開度。減少10%的冷風混入量,約提高風溫15℃。
(6)提高空氣預熱溫度??諝忸A熱溫度從550℃提高至600℃,約提高風溫15~20℃。
(7)熱風爐操作制度的優(yōu)化。通過縮短熱風爐燃燒期、送風期和換爐時間以及增加換爐次數(shù)等措施,實現(xiàn)高風溫操作。
同時,首鋼的研究也表明,高爐風溫的提高是需要條件的。高風溫使用不當,不僅不利于高爐降低焦比提高噴煤,而且有可能導致高爐不順和熱風爐系統(tǒng)壽命的縮短。主要應該考慮以下幾方面問題。
(1)必須具備實施高風溫的熱風爐工藝流程。為實現(xiàn)高風溫,一般可以采取富化煤氣、煤氣和助燃空氣預熱技術等;但還需考慮高熱值煤氣的成本和腐蝕問題。
(2)熱風爐、管道和吹管等設備及材料必須滿足高風溫要求。高風溫是一個系統(tǒng)工程,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,均會導致高風溫技術的失敗,如在風溫提高后,出現(xiàn)送風總管位移過度膨脹,熱風直吹管、鵝頸管發(fā)紅,拱頂出現(xiàn)晶間應力腐蝕等問題。
(3)高爐接受高風溫的能力問題。由于受原燃料質(zhì)量的影響,爐況經(jīng)常出現(xiàn)不順或波動等問題,即使熱風爐能提高再高的風溫,也會由于高爐自身的因素而使高風溫的使用受到限制。
(4)采用高風溫會降低煤氣熱值和增加燃燒負荷,所以必須與高爐原燃料、大噴煤、高富氧等技術的結合,才能發(fā)揮高風溫以煤代焦的節(jié)能作用。