高爐熱風爐是一種專為高爐冶煉提供高溫熱風的熱工設(shè)備。它集燃燒與傳熱過程于一體,通過間歇式工作方式為高爐連續(xù)提供高風溫。

高爐熱風爐主要分為兩種類型：蓄熱式熱風爐和連續(xù)換熱式熱風爐。在高溫陶瓷換熱裝置尚未成熟的情況下,蓄熱式熱風爐仍是主流選擇。這種類型的熱風爐通過蓄熱室儲存熱量,并在需要時釋放,以滿足高爐冶煉對高溫熱風的需求。

由于不同的工藝要求、燃料種類和熱風介質(zhì),高爐熱風爐在結(jié)構(gòu)和用途上也有所差異。但總體而言,它們都是為了提高高爐冶煉效率和產(chǎn)品質(zhì)量而設(shè)計的。

高爐熱風爐是煉鐵廠高爐的主要配套設(shè)備之一,通常一座高爐配備3至4座熱風爐。其主要作用是為高爐持續(xù)不斷地提供1000度以上的高溫熱風,以支持煉鐵過程。現(xiàn)代先進的熱風爐能夠達到1300度的風溫。

根據(jù)不同的設(shè)計和工作原理,高爐熱風爐可以分為以下幾類：
1、卡盧金頂燃式熱風爐：這種熱風爐的特點是換熱溫度高、熱利用率高、工作風量大,特別適合大高爐的生產(chǎn)需求。然而,它的體積較大,占地面積廣,購置成本較高。
2、換熱式熱風爐：這種熱風爐的核心部件是耐高溫換熱器,通常由耐高溫陶瓷制成。高爐煤氣在燃燒室內(nèi)充分燃燒,產(chǎn)生的熱空氣通過換熱器將熱量傳遞給新鮮的冷空氣,使其溫度達到1000度以上。換熱式熱風爐的優(yōu)點包括換熱溫度高、熱利用率高、體積小、購置成本低。
3、燃料熱風爐：這種熱風爐一般采用高爐煤氣和焦爐煤氣作為燃料。
4、蓄熱式熱風爐：根據(jù)內(nèi)部蓄熱體的不同,蓄熱式熱風爐可以分為球式熱風爐（簡稱球爐）和采用格子磚的熱風爐。
根據(jù)燃燒方式的不同,又可以分為頂燃式、內(nèi)燃式和外燃式等幾種。蓄熱式熱風爐的主要優(yōu)點是能夠顯著提高熱風溫度,是高爐強化冶煉的關(guān)鍵技術(shù)。然而,其換熱溫度相對較低,適用規(guī)模較小。

高爐熱風爐在運行過程中需要使用燃料來產(chǎn)生高溫,以預(yù)熱高爐用風。這些燃料通常包括煤氣、天然氣、重油、煙煤和無煙煤等。不同的燃料類型對熱風爐的運行效果和效率有不同的影響。在選擇燃料時,通常會考慮燃料的發(fā)熱量、成本、供應(yīng)穩(wěn)定性以及對環(huán)境的影響等因素。例如,在缺少高發(fā)熱量煤氣的條件下,可以采用預(yù)熱助燃空氣和煤氣的方法來提高風溫至1200℃以上。此外,噴吹燃料（如煤粉）的使用也會影響熱風爐的運行,因為噴吹物的加熱、分解和裂化會使理論燃燒溫度降低。為了實現(xiàn)高效的熱風爐運行,還需要合理選擇和調(diào)節(jié)鼓風參數(shù),包括鼓風溫度、濕度、富氧率等。這些參數(shù)的變化都會直接影響到理論燃燒溫度,從而影響到爐缸的熱狀態(tài)和冶煉效果。

高爐熱風爐是高爐煉鐵過程中的重要設(shè)備之一,其主要功能是提供高溫熱風以助燃高爐內(nèi)的燃料。
熱風爐所需的燃料種類多樣,主要包括以下幾種：
1、焦炭：焦炭是最傳統(tǒng)的高爐燃料,具有較高的熱值和良好的還原性能。在高爐中,焦炭不僅作為燃料提供熱量,還起到支撐爐料的作用。然而,隨著技術(shù)的發(fā)展,焦炭的使用比例逐漸減少,被其他更為經(jīng)濟的燃料所替代。
2、煤粉：煤粉是目前應(yīng)用最廣泛的高爐噴吹燃料。通過將煤粉噴入高爐風口區(qū)域,可以有效替代部分焦炭,降低煉鐵成本。煤粉的燃燒效率高,且易于調(diào)節(jié),能夠靈活應(yīng)對生產(chǎn)需求的變化。此外,煤粉的使用還可以提高高爐的冶煉強度,增加產(chǎn)量。
3、天然氣：天然氣作為一種清潔能源,近年來在高爐熱風爐中的應(yīng)用逐漸增多。天然氣的主要成分是甲烷,燃燒后產(chǎn)生的污染物較少,有助于降低煉鐵過程中的環(huán)境污染。然而,由于天然氣的價格較高,其應(yīng)用范圍仍受到一定限制。
4、重油：重油也是一種常用的高爐噴吹燃料,尤其在一些資源豐富的地區(qū)。重油的熱值較高,但燃燒過程中會產(chǎn)生較多的污染物,因此在環(huán)保要求日益嚴格的今天,其使用逐漸減少。
5、生物質(zhì)燃料：隨著環(huán)保意識的增強,生物質(zhì)燃料在高爐熱風爐中的應(yīng)用也逐漸受到關(guān)注。生物質(zhì)燃料包括木屑、秸稈等可再生資源,燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳屬于碳中性排放,有助于減少溫室氣體的排放。然而,生物質(zhì)燃料的熱值較低,且供應(yīng)不穩(wěn)定,目前仍處于試驗階段。為了提高燃料的利用效率,現(xiàn)代高爐熱風爐通常采用富氧鼓風技術(shù)。富氧鼓風可以提高爐內(nèi)氧氣濃度,促進燃料的充分燃燒,從而提高熱風溫度。此外,富氧鼓風還能減少廢氣排放,有利于環(huán)境保護。

在實際操作中,高爐熱風爐的燃料選擇和配比需要根據(jù)具體的生產(chǎn)條件和工藝要求進行調(diào)整。例如,當高爐需要提高產(chǎn)量時,可以通過增加煤粉噴吹量來實現(xiàn)；而在環(huán)保要求較高的情況下,則可以選擇使用天然氣或生物質(zhì)燃料。總之,合理選擇和使用燃料是保證高爐熱風爐高效運行的關(guān)鍵。

高爐熱風爐是一種用于提高高爐內(nèi)風溫的重要設(shè)備,其技術(shù)特征主要包括以下幾個方面：高爐熱風爐的設(shè)計參數(shù)包括風溫、風量和燃燒介質(zhì)等。這些參數(shù)直接影響熱風爐的性能和效率。

在5000立方米級別的大型高爐中,頂燃式熱風爐技術(shù)逐漸成為發(fā)展趨勢。這種熱風爐在本體結(jié)構(gòu)技術(shù)和流場熱傳輸技術(shù)上具有顯著優(yōu)勢。

頂燃式熱風爐與傳統(tǒng)的Didier外燃式熱風爐相比,在本體表面積和表面積散熱方面表現(xiàn)更優(yōu)。此外,頂燃式熱風爐在高溫煙氣速度分布、高溫煙氣流場分布以及格子磚頂面溫度分布等方面也表現(xiàn)出更好的性能。

應(yīng)用頂燃式熱風爐技術(shù)可以顯著提高大型高爐的經(jīng)濟效益。這種技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)更高的風溫,還能提高能源利用效率,降低生產(chǎn)成本。

近年來,隨著世界高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展,高爐熱風爐技術(shù)也在不斷進步。高爐的壽命、風溫、燃料比和煤比等指標都有了顯著提升,推動了高爐煉鐵技術(shù)向大型化、高效化、長壽化、低耗化和環(huán)保化方向發(fā)展。

高爐熱風爐是高爐煉鐵過程中提供高溫空氣（熱風）的關(guān)鍵設(shè)備,其技術(shù)特征直接影響高爐的能耗和效率。隨著高爐大型化的發(fā)展,熱風爐技術(shù)也在不斷進步,主要體現(xiàn)在提高風溫和降低能耗兩個方面。高爐大型化是世界高爐煉鐵技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,特別是在4000立方米以上的高爐發(fā)展中,熱風爐技術(shù)的選擇成為煉鐵工作者關(guān)注的熱點。目前,4000立方米級別的高爐熱風爐主要有內(nèi)燃式、外燃式和頂燃式三種類型。

外燃式熱風爐是應(yīng)用較為廣泛的一種類型,其結(jié)構(gòu)特點包括燃燒室和蓄熱室的分離設(shè)計。常見的外燃式熱風爐有Didier式、Koppers式、Martin and Pagenstecher式、NSC式和DME式。這些類型的熱風爐在拱頂設(shè)計、燃燒室和蓄熱室的連接方式等方面各有特點,但共同的目標是提高熱效率和風溫。

頂燃式熱風爐則是近年來發(fā)展起來的一種新型熱風爐,其特點是燃燒室位于蓄熱室的上方,燃燒氣體直接進入蓄熱室,從而提高了熱交換效率。BSK頂燃式熱風爐是中國首鋼京唐公司采用的一種頂燃式熱風爐,其設(shè)計風溫可達1300℃,在提高風溫方面表現(xiàn)出色。

提高風溫是現(xiàn)代高爐的重要技術(shù)特征之一,可以顯著增加噴煤量、降低焦比和生產(chǎn)成本。近年來,國內(nèi)鋼鐵企業(yè)的高爐熱風溫度逐年升高,2007年重點企業(yè)的熱風溫度比上一年提高了25℃,這反映了熱風爐技術(shù)的持續(xù)進步。

高爐熱風爐是一種用于提高高爐內(nèi)熱風溫度的關(guān)鍵設(shè)備,其技術(shù)特征主要包括以下幾個方面：高爐熱風爐的基本結(jié)構(gòu)包括燃燒室、蓄熱室和送風管道。其中,燃燒室用于燃燒煤氣產(chǎn)生高溫煙氣；蓄熱室內(nèi)部裝有格子磚,用于儲存熱量；送風管道則負責將加熱后的熱風送入高爐。

熱風爐的工作原理是通過燃燒煤氣產(chǎn)生的高溫煙氣加熱蓄熱室內(nèi)的格子磚,然后將冷風通過熾熱的格子磚進行加熱,最后將熱風爐輪流交替地進行燃燒和送風,使高爐能夠連續(xù)獲得高溫熱風。這種交替操作模式保證了高爐的持續(xù)高效運行。

熱風爐有燒爐和送風兩種主要操作模式。燒爐模式下,高爐煤氣燃燒對蓄熱室的格子磚進行加熱；送風模式下,利用蓄熱室格子磚對冷風進行加熱并送風到高爐。這兩種模式的合理切換是保證熱風爐高效運行的關(guān)鍵。

頂燃式熱風爐是目前最先進的熱風爐結(jié)構(gòu)形式之一,其特點是燃燒器設(shè)置在熱風爐拱頂部位,燃燒穩(wěn)定,火焰相對較長,空氣過剩系數(shù)小。這種結(jié)構(gòu)形式能夠有效提高熱風溫度,降低能耗,并延長熱風爐的使用壽命。

第四代新型頂燃式熱風爐（安耐克式）在傳統(tǒng)頂燃式熱風爐的基礎(chǔ)上進行了多項技術(shù)創(chuàng)新,包括科學的結(jié)構(gòu)設(shè)計、合理的耐材配置以及精準嚴謹?shù)难邪l(fā)體系。這些創(chuàng)新使得新型熱風爐具有更高的熱效率、更低的投資成本和更長的使用壽命。

高爐熱風爐是一種為高爐提供熱風的熱工裝置,其結(jié)構(gòu)設(shè)計旨在完成燃燒過程與傳熱過程。具體結(jié)構(gòu)組成包括：燃燒裝置：用于燃料燃燒,產(chǎn)生高溫氣體。常見的燃燒裝置包括燃燒器和燃燒室。

傳熱裝置：用于氣流之間的熱量交換。傳熱裝置主要包括蓄熱室,其中堆放有能夠完成傳熱過程的蓄熱體。

冷風室：用于組織氣流和實現(xiàn)氣流過程的切換,確保冷風能夠順利進入熱風爐。

進出口與閥門：用于實現(xiàn)氣流分配,確保燃燒過程和送風過程的順利進行。這些閥門包括冷風閥、熱風閥、煙道閥等。

金屬外殼：由于高爐所需的熱風具有一定的壓力,因此熱風爐需要一個能夠承受壓力的金屬外殼。這個外殼內(nèi)部砌筑有耐火材料,以承受高溫。

其他輔助部件：包括混風管道、熱風管道、助燃風管道、煤氣管道、煙道等,用于連接各個主要部件,確保系統(tǒng)的正常運行。

高爐熱風爐是一種用于提高高爐內(nèi)風溫的設(shè)備,其結(jié)構(gòu)組成主要包括燃燒器、燃燒室、蓄熱體和蓄熱室等關(guān)鍵部分。燃燒器是熱風爐的核心部件之一,負責將煤氣和助燃風混合并燃燒。根據(jù)燃燒方式和結(jié)構(gòu)形式的不同,燃燒器可以分為預(yù)混燃燒的無焰燃燒器、半預(yù)混燃燒的短焰燃燒器、擴散燃燒的長焰燃燒器等類型。此外,還有旋流燃燒器、直流燃燒器、對沖燃燒器、回流燃燒器等多種形式。這些燃燒器的設(shè)計目的是為了實現(xiàn)煤氣與助燃風的充分混合,提高燃燒效率,降低煙氣中有害物質(zhì)的含量。燃燒室是燃燒器與熱風爐主體之間的連接部分,其結(jié)構(gòu)設(shè)計直接影響燃燒效果和燃燒氣流的流場。燃燒室通常采用耐高溫材料砌筑,如硅磚、紅柱石高鋁磚、低蠕變高鋁磚等,以確保在高溫環(huán)境下結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。蓄熱體是熱風爐中用于儲存和釋放熱量的關(guān)鍵部件,通常由多孔棱柱形的格子磚或耐火球組成。格子磚的外形為截面為正六邊形的棱柱體,內(nèi)部有數(shù)量不等的按正三角形排列的通孔（格孔）。格子磚按一定規(guī)律堆放在蓄熱室中,通常采取錯位排列相互咬合式堆放,以達到堆放結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。蓄熱體的材質(zhì)選擇根據(jù)其工作溫度的不同而有所不同,接近燃燒室的部分選用高溫性能好、抗粘附能力強的材質(zhì),如硅質(zhì)或低蠕變高鋁材質(zhì)；接近下部冷風室的部分選用低溫性能好、強度高的材質(zhì),如粘土質(zhì)或紅柱石粘土質(zhì)。蓄熱室是熱風爐中用于容納蓄熱體的筒狀結(jié)構(gòu),煙氣從燃燒室流出后進入蓄熱室,通過蓄熱體將熱量傳遞給冷風,從而提高風溫。蓄熱室的設(shè)計需要保證煙氣與蓄熱體之間的充分接觸,以提高換熱效率。綜上所述,高爐熱風爐的結(jié)構(gòu)組成包括燃燒器、燃燒室、蓄熱體和蓄熱室等關(guān)鍵部分,各部分的設(shè)計和材料選擇都需要考慮高溫環(huán)境下的性能要求,以確保熱風爐的高效運行。

高爐熱風爐是一種用于現(xiàn)代高爐煉鐵工藝的重要設(shè)備,其主要功能是向高爐提供穩(wěn)定的熱風。熱風爐的結(jié)構(gòu)組成主要包括以下幾個部分：蓄熱室是堆放蓄熱體的圓筒狀結(jié)構(gòu)空間,其主要作用是承受氣流的壓力和蓄熱體（如格子磚或耐火球）對其的作用力,并保持蓄熱體適宜的溫度環(huán)境及自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由于從上到下溫度變化較大,為了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,蓄熱室采用不同材質(zhì)砌筑,通常與格子磚的材質(zhì)保持一致。此外,蓄熱室在上下方向上設(shè)有釋放內(nèi)應(yīng)力的結(jié)構(gòu),如與燃燒室之間設(shè)置能相互滑動的迷宮式連接裝置。

格子磚是熱風爐常用的蓄熱體之一,堆放時需要留有一定的膨脹縫隙,以便每塊格子磚能夠釋放因溫度升高導(dǎo)致的體積膨脹,避免產(chǎn)生附加的熱應(yīng)力。這些縫隙還能起到貫通格孔的氣流流動空間,提高格子磚的調(diào)壓與均流作用。

耐火球也是一種常見的蓄熱體,其結(jié)構(gòu)為球形,堆放形式為隨機倒入處理平整后即可。耐火球的材質(zhì)要求比格子磚更高,尤其是荷重軟化溫度要求更高。上部通常采用硅質(zhì)球或剛玉球,下部則采用高強度高鋁球或高鋁球等。

爐箅子及其支撐結(jié)構(gòu)位于蓄熱室底部,用于承載格子磚或耐火球。爐箅子由爐箅子橫梁與支柱支撐,通常由耐熱鑄鐵（如RQTSi4Mo、RTCr2等）鑄造加工而成。爐底到爐箅子之間的空間稱為冷風室,是高爐冷鼓風進入和爐內(nèi)熱煙氣流出的過渡空間。

冷風室中有時會使用帶有輻射狀水平通孔的鑄鐵格子磚直接堆放,以取代爐箅子及其支撐結(jié)構(gòu)。這種鑄鐵格子磚不僅能完成聚集煙氣和分散冷風的功能,還能起到蓄熱體的作用,有效降低排煙溫度。

高爐熱風爐的結(jié)構(gòu)組成主要包括以下幾個部分：爐箅子及其支撐通常由耐熱鑄鐵鑄造加工而成。爐篦子到爐底之間的空間稱為冷風室。

主要管口與閥門包括：煤氣、助燃空氣進口管,這是接入熱風爐燃燒器的主要管口。對于外置式燃燒器,它們由金屬管制成,并進行防腐內(nèi)噴涂；如果進入預(yù)燃室或環(huán)形耐材砌筑的陶瓷燃燒器,則采用金屬外殼內(nèi)由耐火磚砌筑而成。根據(jù)所處溫度的不同,可選擇普通耐火粘土磚或紅柱石粘土磚。

煙氣出口管是煙氣排出的通道,開口于冷風室的墻體上。通常在金屬外殼內(nèi)用普通耐火粘土磚砌筑,金屬外殼必須采用防腐內(nèi)涂層。

冷風進口管可以單獨設(shè)置,也可以借助煙氣出口進入熱風爐,其砌筑結(jié)構(gòu)與用材與煙氣出口管相同。由于這些管口均采用圓管對接熱風爐圓筒體的幾何結(jié)構(gòu),即大、小圓筒體對接的形狀,結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,多采用組合磚結(jié)構(gòu)（俗稱花瓣磚）,用作磚體結(jié)構(gòu)的過渡帶,以保證結(jié)構(gòu)的完整性和分散結(jié)構(gòu)應(yīng)力的作用。

高爐熱風爐的結(jié)構(gòu)優(yōu)化是提高高爐冶煉效率和降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵技術(shù)之一。熱風爐的主要功能是為高爐提供高溫熱風,以促進鐵礦石的還原反應(yīng)。為了提高熱風溫度,熱風爐的結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了多次優(yōu)化和改進。20世紀50年代,中國高爐主要采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃式熱風爐。這種熱風爐存在諸多技術(shù)缺陷,隨著風溫的提高,這些問題變得更加明顯。為了解決這些問題,中國煉鐵工作者在70年代末開發(fā)出了頂燃式熱風爐,并在首鋼2號高爐（1327立方米）上成功應(yīng)用。頂燃式熱風爐的出現(xiàn)標志著熱風爐技術(shù)的重大突破,它能夠提供更高的風溫,從而提高高爐的冶煉效率。熱風爐的結(jié)構(gòu)優(yōu)化還包括對燃燒器的改進。傳統(tǒng)的大功率短焰燃燒器在適應(yīng)高溫助燃空氣預(yù)熱方面存在技術(shù)難題,導(dǎo)致燃燒口過早破損。為此,國內(nèi)鋼鐵企業(yè)進行了技術(shù)改造,引入了Corus（康力斯）高風溫內(nèi)燃式熱風爐。這種熱風爐的優(yōu)點在于換熱溫度高、熱利用率高,但也存在體積大、占地面積大、熱風溫度不穩(wěn)定等問題。近年來,隨著熱風爐操作制度的改進,國內(nèi)鋼鐵企業(yè)在應(yīng)用高效格子磚方面進行了嘗試。通過對格子磚結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,縮小格子磚孔徑,加大其加熱面積,從而提高了格子磚的傳熱效率和熱工性能。此外,熱風爐耐火材料內(nèi)襯在高溫、高壓環(huán)境下的工作條件十分惡劣。如何根據(jù)熱風爐各部位的工作溫度、結(jié)構(gòu)特點、受力情況及化學侵蝕的特點,選用不同性能的耐火材料,是鋼鐵企業(yè)關(guān)注的重點。為了進一步提高風溫,鋼鐵企業(yè)還采取了煤氣、助燃空氣低溫雙預(yù)熱技術(shù)。該技術(shù)利用助燃空氣和煤氣通過熱管換熱器對熱風爐進行預(yù)熱,當預(yù)熱溫度達到200℃時,可以提高熱風爐的理論燃燒溫度和拱頂溫度。首鋼3號高爐采用煤氣、助燃空氣雙預(yù)熱技術(shù)以后,風溫提高了50～70℃。

高爐熱風爐的結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要包括以下幾個方面：

1、煤氣管道旋流脫水裝置：在煤氣管道上配置旋流脫水裝置,可以有效降低煤氣中的含水量。這一技術(shù)的實施,能夠提高風溫15～20℃,從而提升熱風爐的效率。

2、高爐煤氣干法除塵技術(shù)：采用高爐煤氣干法除塵技術(shù),可以在同等條件下將高爐煤氣熱值提高約200千焦/立方米。這不僅有助于提高風溫,還能改善煤氣質(zhì)量,減少環(huán)境污染。

3、KALUGIN頂燃式熱風爐：自2002年引入中國以來,KALUGIN頂燃式熱風爐（無燃燒室的第二代卡式熱風爐）在高爐熱風爐技術(shù)發(fā)展中占據(jù)重要地位。這種熱風爐通過優(yōu)化燃燒過程和氣流分布,能夠?qū)崿F(xiàn)更高的風溫,滿足現(xiàn)代高爐生產(chǎn)的需求。

4、陶瓷矩形燃燒器：在霍戈文內(nèi)燃式熱風爐中安裝陶瓷矩形燃燒器,并在燃燒室隔墻內(nèi)夾砌絕熱磚和耐熱鋼板,以及在爐頂加裝蘑菇形大帽子,可以克服舊有內(nèi)燃式熱風爐的結(jié)構(gòu)缺陷,提高熱風爐的風溫和使用壽命。

5、高效蓄熱室：設(shè)計高效的蓄熱室,可以提高熱風爐的蓄熱能力和換熱效率,從而實現(xiàn)更高的風溫。

6、冷空氣與高溫空氣混合技術(shù)：通過冷空氣與高溫空氣混合的方式,可以達到預(yù)熱助燃空氣混合均勻的目標,進一步提高熱風爐的效率。

7、爐內(nèi)氣流與溫度分布優(yōu)化：利用FLUENT軟件對熱風爐進行爐內(nèi)溫度仿真模擬,可以優(yōu)化爐內(nèi)氣流分布和溫度分布,減少格子磚的磨損,延長熱風爐的使用壽命。

高爐熱風爐的結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要集中在提高風溫和保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)兩個方面。首先,在保證煤氣完全燃燒的前提下,通過最小化空氣過剩系數(shù)來盡量增加煤氣量,以最短時間達到爐頂溫度最高,加快熱風爐的蓄熱速度。操作上,通過頻繁調(diào)節(jié)、巧妙燃燒以及增加換爐次數(shù),從每班換爐7次增加到9次以上,甚至在特殊情況下達到10次。

其次,為了保證高風溫的穩(wěn)定供給,需要加強設(shè)備的巡檢,確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。特別是在3#熱風爐熱風出口處,做好重點監(jiān)護,并在原有基礎(chǔ)上增加了設(shè)備巡檢次數(shù)。例如,在一次巡檢過程中,及時發(fā)現(xiàn)了煤氣放散閥開不到位的問題,從而避免了重大煤氣事故的發(fā)生。

此外,針對煤氣壓力波動大的問題,通過組織煤氣柜降壓工作,使煤氣壓力波動范圍從4.89kPa-7.52kPa穩(wěn)定到5.5kPa-6.5kPa,進一步保障了高爐熱風爐的穩(wěn)定運行。

現(xiàn)代大型高爐配置3～4座熱風爐較為合理。配置4座熱風爐能夠?qū)崿F(xiàn)交錯并聯(lián)送風,在不提高熱風爐拱頂溫度的前提下,提高送風風溫20℃~50℃。而采用3座熱風爐則可以大幅度降低建設(shè)投資,減少占地面積,同樣具有吸引力。

隨著設(shè)計和安裝大直徑熱風爐條件的改進,熱風爐的設(shè)計更加合理,使用的耐火材料質(zhì)量提高,設(shè)備更加經(jīng)久耐用,控制系統(tǒng)也日益成熟可靠。這些改進使得熱風爐操作更加平穩(wěn)可靠,保證了高爐的穩(wěn)定操作。

現(xiàn)代熱風爐的發(fā)展方向包括減少熱風爐座數(shù)、延長熱風爐壽命、強化燃燒能力、縮短送風時間、減少蓄熱面積、回收廢氣熱量、提高總熱效率。

對于3座熱風爐的操作模式,通常采用“兩燒一送”,風溫的調(diào)節(jié)控制依靠混風實現(xiàn),同樣能達到高風溫的效果。這種配置已經(jīng)成為國內(nèi)外中小型高爐熱風爐配置的趨勢。[19]

送風系統(tǒng)設(shè)有自動、半自動和手動聯(lián)鎖三種操作控制方式。放風閥及各調(diào)節(jié)閥為電動,其余各閥均采用液壓傳動。混風調(diào)節(jié)閥和混風大閘可控制風溫高低,休風前必須關(guān)閉混風調(diào)節(jié)閥和混風大閘。休風時如果需要倒流,可開倒流閥進行倒流,倒流閥故障時可用熱風爐進行倒流。正常情況下,采用全自動或半自動操作控制方式送風；特殊情況下,可采用手動控制方式送風。

高爐熱風爐的合理配置主要涉及煤氣和空氣的配比調(diào)節(jié),以及烘爐、涼爐、換爐等操作過程的規(guī)范執(zhí)行。在設(shè)備狀況既定的情況下,調(diào)節(jié)煤氣和空氣配比的方法主要有三種：
1. 固定空氣量,調(diào)節(jié)煤氣量；
2. 固定煤氣量,調(diào)節(jié)空氣量,找準合適配比。調(diào)火原則是以煤氣壓力為依據(jù),以煤氣流量為參考,通過調(diào)節(jié)煤氣和空氣流量,達到拱頂溫度上升的目的。

烘爐過程中,初期使用啟動燃燒器,采用焦爐煤氣作燃料。當拱頂溫度達到900℃后,點燃主燃燒器,改用高爐煤氣作燃料,并關(guān)閉啟動燃燒器。烘爐必須嚴格執(zhí)行升溫速度制度,操作人員要利用煙道閥、煤氣調(diào)節(jié)閥等進行嚴格控制,按照規(guī)定升溫速度緩慢長時間烘烤。烘爐期間應(yīng)定期取樣分析廢氣成分及水分,并注意觀察記錄砌體膨脹情況。

涼爐處理是在熱風爐出現(xiàn)問題,無法繼續(xù)正常運行時進行。涼爐以拱頂溫度為準,當拱頂溫度降到900℃后,作為混風使用；降到700℃時,停止送風,用助燃風涼爐；降到300℃時,適當降低涼爐速度或根據(jù)實際情況采用自然涼爐。涼爐曲線基本為烘爐曲線的倒置,涼爐過程中必須嚴格操作,避免硅磚受急冷急熱。

換爐操作包括燃燒轉(zhuǎn)送風和送風轉(zhuǎn)燃燒兩個過程。燃燒轉(zhuǎn)送風時,需要依次關(guān)閉煤氣調(diào)節(jié)閥、空氣調(diào)節(jié)閥、第二煤氣閥,開啟氮氣閥,再關(guān)閉氮氣閥、第一煤氣閥,同時開啟煤氣放散閥,關(guān)閉空氣閥,關(guān)閉第一、第二煙道閥,點動開啟冷風調(diào)節(jié)閥進行均壓,均壓好后全開冷風均壓閥,開啟熱風閥和冷風閥,最后關(guān)閉冷風均壓閥。送風轉(zhuǎn)燃燒時,需要依次關(guān)閉冷風閥、熱風閥,開啟廢氣均壓閥,放凈爐內(nèi)廢氣,均壓好后開啟第一、第二煙道閥,關(guān)閉廢氣均壓閥,開啟第一煤氣閥,同時關(guān)閉煤氣放散閥,開啟氮氣閥,再開啟空氣閥、第二煤氣閥,關(guān)閉氮氣閥,開啟空氣調(diào)節(jié)閥、煤氣調(diào)節(jié)閥,點火后按比例調(diào)節(jié)空氣、煤氣流量進行燒爐。

在休風和復(fù)風操作中,需要根據(jù)高爐的運行狀態(tài)和指令,及時調(diào)整熱風爐的操作狀態(tài),確保安全和穩(wěn)定運行。

高爐熱風爐是高爐煉鐵過程中至關(guān)重要的設(shè)備,其合理配置不僅能夠提高生產(chǎn)效率,還能顯著降低能耗和環(huán)境污染。以下是關(guān)于高爐熱風爐合理配置的詳細信息。合理配置高爐熱風爐的關(guān)鍵在于提升其熱效率和操作穩(wěn)定性,這通常包括以下幾個方面：

1、熱風爐類型選擇：根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模及實際需求,選擇合適類型的熱風爐（如頂燃式和側(cè)燃式熱風爐）。這有助于優(yōu)化熱效率和節(jié)約能源。

2、優(yōu)質(zhì)耐火材料：使用高性能的耐火材料以提高熱風爐的耐用性和熱效率。采用新型的耐火磚、防腐材料和隔熱材料,可以延長設(shè)備壽命,減少維護成本。

3、高效燃燒系統(tǒng)：現(xiàn)代熱風爐需配備先進的燃燒系統(tǒng),如高效燃燒器和自動控制系統(tǒng),確保燃料充分燃燒,減少排放。使用清潔燃料或添加燃油添加劑也是提高燃燒效率、降低污染的有效策略。

4、高溫空氣預(yù)熱：預(yù)熱燃燒用空氣可以顯著提高熱風爐的熱效率。有條件的企業(yè)可以采用廢氣余熱回收技術(shù),將高爐煤氣或其他熱源充分利用起來。

5、自動化和智能控制：借助于現(xiàn)代化的控制系統(tǒng),如PLC、DCS和SCADA系統(tǒng),監(jiān)控和調(diào)節(jié)熱風爐的各項運行參數(shù),提高運行的精度和穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上,利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能優(yōu)化運行模式,實現(xiàn)最大化節(jié)能降耗。

6、定期維護和檢測：為了保持熱風爐的高效運行,定期的維護和檢測是必不可少的。使用智能化檢測設(shè)備,對熱風爐的溫度、壓力、流量等參數(shù)進行實時監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)問題并進行維護,防止意外停產(chǎn)。

通過以上措施,能夠全面提升高爐熱風爐的運行效率,降低能耗和生產(chǎn)成本,同時減少對環(huán)境的污染,達成經(jīng)濟效益和社會效益的雙贏。

高爐熱風爐的加熱過程主要包括燃燒和送風兩個階段。在燃燒階段，熱風爐通過燃燒高爐煤氣（COG）和高爐煤氣（BFG）來加熱爐體，爐體溫度通常達到1050度左右，而拱頂溫度最高不得超過1350度。燃燒產(chǎn)生的廢氣通過烘頂后進入蓄熱室格子磚，熱量傳遞給格子磚，當烘頂溫度和廢氣溫度達到規(guī)定值后，燃燒期停止，廢氣由煙囪排出大氣。

在送風階段，熱風爐向燃燒結(jié)束蓄有一定熱量的熱風爐送入冷風，冷風經(jīng)熱風爐加熱后再送入高爐。熱風爐控制系統(tǒng)主要參數(shù)包括拱頂溫度、廢氣溫度、廢氣含氧量、高爐煤氣支管流量、高爐煤氣支管壓力、助燃空氣總管溫度、助燃空氣總管壓力、凈煤氣總管溫度、凈煤氣總管壓力和凈煤氣總管流量。

為了獲得更多的蓄熱量，同時保持廢氣溫度在規(guī)定界限內(nèi)，熱風爐控制系統(tǒng)采用了PID調(diào)節(jié)回路的連續(xù)控制和邏輯控制功能。燃燒初期，利用溫度偏差監(jiān)視器開關(guān)信號將調(diào)節(jié)器置于手動狀態(tài)，從燃燒初期過渡到蓄熱期時，拱頂溫度進入偏差監(jiān)視器的設(shè)定值時，監(jiān)視器的接點斷開，設(shè)定器使拱頂溫度調(diào)節(jié)器由手動轉(zhuǎn)為自動。

高爐熱風爐的加熱過程是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及多個階段和控制環(huán)節(jié)。熱風爐的主要任務(wù)是將冷風加熱到高溫后送入高爐，以提高高爐的冶煉效率。加熱過程通常分為加熱期和蓄熱期兩個階段。在加熱期，冷風通過熱風爐內(nèi)的燃燒室，與燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣進行熱交換，從而被加熱到所需的高溫。這一過程中，需要精確控制煤氣流量、助燃風量以及燃燒溫度，以確保熱風爐的高效運行。為了實現(xiàn)這一目標，熱風爐控制系統(tǒng)采用了先進的PID控制器，通過閉環(huán)控制實現(xiàn)對煤氣流量和助燃風量的精確調(diào)節(jié)。

在蓄熱期，熱風爐停止燃燒，利用蓄熱室中儲存的熱量繼續(xù)對冷風進行加熱。這一階段的目的是充分利用熱風爐的余熱，提高能源利用率。為了保證蓄熱期的順利進行，需要對熱風爐的閥門進行精確控制，確保冷風能夠順暢地通過蓄熱室，并達到所需的溫度。

在整個加熱過程中，熱風爐的控制系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。該系統(tǒng)通過各種傳感器實時監(jiān)測熱風爐的運行狀態(tài)，包括冷風溫度、熱風溫度、煤氣流量、助燃風量等關(guān)鍵參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)的變化進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。此外，熱風爐控制系統(tǒng)還采用了模糊控制技術(shù)，以應(yīng)對熱風爐作為一個非線性、大滯后系統(tǒng)的復(fù)雜控制需求。模糊控制技術(shù)能夠在沒有精確數(shù)學模型的情況下，實現(xiàn)對熱風爐的有效控制，提高系統(tǒng)的靈活性和應(yīng)變能力。

高爐熱風爐的加熱過程主要包括燃燒期和蓄熱期兩個階段。在燃燒期內(nèi)，通過控制燃燒時間和熱風爐拱頂溫度來實現(xiàn)加熱。燃燒用燃料為高爐煤氣，采用過剩空氣法進行燃燒控制，在規(guī)定的燃燒時間內(nèi)保持最佳燃燒狀態(tài)，以確保熱風爐的高效運行。在加熱初期，高爐煤氣流量和助燃空氣流量均為定值進行燃燒。

在蓄熱期內(nèi)，除了保持拱頂溫度不變外，還需關(guān)注廢氣的溫度。為了獲得更多的蓄熱量，同時保持廢氣溫度在規(guī)定界限內(nèi)，需要對熱風爐進行精確控制。這一過程可以通過模糊控制器實現(xiàn)，通過對溫度偏差及其變化趨勢的模糊量化，調(diào)整閥門開度，從而實現(xiàn)對熱風爐溫度的精準控制。

熱風爐系統(tǒng)通常采用“二燒一送”的模式，即兩座熱風爐進行燃燒，一座熱風爐進行送風，其循環(huán)周期可根據(jù)實際需要在控制系統(tǒng)中任意設(shè)定。此外，熱風爐系統(tǒng)還配備了煤氣穩(wěn)壓控制、換熱器入口煙氣量控制以及空氣主管壓力控制等功能，以確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

高爐熱風爐的加熱過程主要包括燃燒和送風兩個階段。在正常情況下，三座熱風爐投入工作，采用“二燒一送”的工作制度，即兩座熱風爐進行燃燒，一座熱風爐進行送風。特殊情況下，可以采用“一燒一送”的工作制度，即一座熱風爐燃燒，另一座熱風爐送風。

熱風爐的換爐操作通過熱風爐閥門開關(guān)的順序轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)，具體操作方式有全自動、半自動和手動操作三種。手動操作包括手動集中操作和現(xiàn)場手動操作兩種方式。手動集中操作是在操作室內(nèi)人工手動操作各閥門的動作，以完成換爐，各閥門的動作保持一定的連鎖關(guān)系，這種方式主要用于檢修和單體試車。

熱風爐的操作顯示在操作室內(nèi)設(shè)有熱風爐系統(tǒng)的彩色顯示器畫面顯示，主要內(nèi)容包括操作方式選擇畫面、熱風爐系統(tǒng)畫面、各號熱風爐畫面以及熱風爐事故監(jiān)控畫面。熱風爐的熱工參數(shù)也在顯示器上顯示。

在燃燒過程中，各閥門的動作順序為：關(guān)煤氣調(diào)節(jié)閥→關(guān)煤氣切斷閥（同時停止著火檢測的工作）→關(guān)空氣調(diào)節(jié)伐→關(guān)空氣切斷閥→關(guān)煤氣燃燒伐（同時打開煤氣放散閥）→關(guān)煙道閥，此時熱風爐處于“悶爐”狀態(tài)。然后開冷風充壓閥進行均壓，冷風閥前后壓差達到規(guī)定值后，開熱風伐，最后全開冷風閥。

在送風轉(zhuǎn)燃燒的過程中，如果煤氣調(diào)節(jié)伐小開以后延時后，若無著火信號，則立即關(guān)閉煤氣切斷和煤氣調(diào)節(jié)伐，并發(fā)報警信號。在燃燒狀態(tài)下，如果燃燒室爐墻溫度低于設(shè)定值或煤氣主管壓力、助燃空氣主管壓力小于設(shè)定值，熱風爐也會關(guān)閉煤氣切斷閥和煤氣調(diào)節(jié)閥，并發(fā)報警信號。

當高爐需要休風時，其倒流休風程序包括啟動液壓系統(tǒng)的油泵并使液壓系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)，關(guān)混風切斷閥，關(guān)送熱風爐的冷風伐，開倒流休風伐，顯示“倒流休風中”，最后停止油泵。當高爐需要復(fù)風時，其操作程序包括啟動油泵至工作正常，關(guān)倒流休風伐，關(guān)原爐熱風爐的控制。

高爐熱風爐的加熱過程主要包括燃燒狀態(tài)、送風狀態(tài)和悶爐狀態(tài)三種工作狀態(tài)及其之間的轉(zhuǎn)換過程。

在燃燒狀態(tài)下，熱風爐通過調(diào)節(jié)煤氣（COG）和助燃空氣的流量以及它們之間的比值（空燃比）來實現(xiàn)燃燒控制。燃燒過程分為加熱期和蓄熱期，其中加熱期的目標是維持拱頂溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，而蓄熱期則主要控制廢氣溫度，使其不超過350℃，以防止爐篦子支柱損壞和增加熱損失。

對于配備兩孔燃燒器的熱風爐，燃燒初期煤氣和空氣流量按照設(shè)定的空燃比進行燃燒。當檢測到拱頂溫度接近要求溫度時，系統(tǒng)會自動調(diào)整空燃比，通過煤氣流量模糊調(diào)節(jié)單元和空氣流量模糊調(diào)節(jié)單元來精確控制空氣流量，確保燃燒過程的穩(wěn)定性。

在送風狀態(tài)下，熱風爐通過混風閥混冷風或調(diào)節(jié)送風量來控制熱風總管的風溫，以滿足高爐冶煉過程對高溫熱風的需求。

悶爐狀態(tài)則是熱風爐在完成燃燒和送風后的一種狀態(tài)，此時熱風爐停止供風，進入保溫階段，為下一次燃燒做準備。

整個加熱過程通過各種類型的儀表和控制系統(tǒng)進行監(jiān)測和調(diào)節(jié)，包括流量變送器、流量控制器、變頻器、鼓風機和速度傳感器等，以確保熱風爐能夠持續(xù)穩(wěn)定地提供高溫熱風。[28]

高爐熱風爐的加熱過程是一個復(fù)雜的熱交換過程，旨在提高高爐內(nèi)的溫度，從而促進鐵礦石的還原反應(yīng)。熱風爐通過燃燒煤氣產(chǎn)生高溫氣體，這些氣體經(jīng)過預(yù)熱后送入高爐，以提高高爐的熱效率。在加熱過程中，熱風爐的燃燒系統(tǒng)采用模糊自適應(yīng)控制策略，以優(yōu)化燃燒參數(shù)。這種控制策略不需要精確的數(shù)學模型，適用于難以描述的非線性系統(tǒng)。具體來說，控制系統(tǒng)會根據(jù)廢氣溫度上升速率的偏差來調(diào)整煤氣流量。當廢氣溫度上升速率過大且有繼續(xù)增大的趨勢時，系統(tǒng)會減少煤氣流量；當上升速率偏大但變化為負時，保持流量不變；當升溫速率偏低且有繼續(xù)減小的趨勢時，則適當增加煤氣流量。為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性，熱風爐還配備了多種傳感器和控制器。例如，流量變送器用于檢測高爐入口的熱風流量，并將信號傳送給流量控制器，以控制變頻器進而調(diào)節(jié)鼓風機的轉(zhuǎn)速。[28]此外，系統(tǒng)還設(shè)有自動、半自動和手動聯(lián)鎖三種操作控制方式，以應(yīng)對不同的生產(chǎn)條件和突發(fā)情況。通過這些先進的控制技術(shù)和設(shè)備，高爐熱風爐能夠在保證安全的前提下，實現(xiàn)高效的加熱過程，從而提高整個高爐冶煉系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和能源利用率。

高爐熱風爐的加熱過程主要包括燒爐、烘爐和涼爐三個階段。燒爐階段是通過燃燒高爐煤氣來加熱熱風爐內(nèi)的格子磚。燒爐初期，采用較大的煤氣量和較小的過剩空氣系數(shù)進行強化燃燒，目的是在最短時間內(nèi)（通常為15-20分鐘）將拱頂溫度提升至規(guī)定值，即1300-1350℃。隨后，增加過剩空氣系數(shù)以維持拱頂溫度，并逐步提高煙道溫度至規(guī)定值，確保整個熱風爐的格子磚得到充分加熱。當拱頂和煙道溫度均達到要求后，可以進行換爐操作，而不應(yīng)采取減燒措施。在整個過程中，固定煤氣量，調(diào)節(jié)空氣量，以找到合適的配比。

烘爐階段主要用于新砌筑或大修后的熱風爐，目的是逐步升高爐內(nèi)溫度，防止因溫度驟升導(dǎo)致爐體損壞。烘爐初期使用啟動燃燒器，采用焦爐煤氣作為燃料，嚴格控制煙道溫度。當拱頂溫度達到900℃后，點燃主燃燒器，改用高爐煤氣作為燃料，并關(guān)閉啟動燃燒器。烘爐過程中，必須嚴格執(zhí)行升溫速度制度，操作人員需利用煙道閥、煤氣調(diào)節(jié)閥等進行嚴格控制，按照規(guī)定的升溫速度緩慢進行。烘爐遵循前期慢（0-350℃）、中期穩(wěn)（350-700℃）、后期快（700-900℃）的原則。烘爐必須連續(xù)進行，避免時烘時停，以防磚墻產(chǎn)生裂縫。若因故必須停止烘爐，應(yīng)設(shè)法保溫，并在恢復(fù)烘烤后重新按規(guī)定升溫速度控制。烘爐期間需定期取樣分析廢氣成分及水分，并觀察記錄砌體膨脹情況，同時注意控制煙道廢氣溫度不超過正常允許范圍。當熱風爐頂溫達到900℃以上時，可加快升溫速度，達到1200℃以上即可開始使用。

涼爐階段是在熱風爐出現(xiàn)問題無法繼續(xù)正常運行時進行的處理措施。涼爐的主要依據(jù)是拱頂溫度。首先停止燃燒，采用送風方式進行冷卻，當拱頂溫度降至900℃后，可作為混風使用。

高爐熱風爐的加熱過程是一個復(fù)雜而精細的操作流程，主要包括以下幾個步驟：首先，在拱頂溫度達到700℃時，需要停止送風，并開始使用助燃風進行冷卻。這一階段的目的是逐步降低爐內(nèi)的溫度，以防止突然降溫對爐體結(jié)構(gòu)造成損害。

當拱頂溫度進一步降至300℃時，可以適當減緩冷卻速度，或者根據(jù)實際情況采取自然冷卻的方式。這一階段的操作同樣需要謹慎，以確保爐體材料不會因溫度驟變而受損。

在整個冷卻過程中，操作人員需要嚴格遵循既定的涼爐曲線，這條曲線通常是烘爐曲線的倒置。通過這種方式，可以有效避免硅磚等耐火材料在急冷急熱條件下發(fā)生破裂或變形。

此外，為了保證操作的安全性和規(guī)范性，操作人員需要做好各類質(zhì)量記錄，包括熱風爐操作日志表、交接班記錄本和點檢記錄表。這些記錄不僅要求清晰完整、準確無誤，還需要詳細記錄當班的工作情況，以便后續(xù)操作人員能夠準確了解設(shè)備狀態(tài)。

在遇到緊急情況時，例如工長發(fā)出休風指令或突然停電，操作人員需要迅速按照緊急休風操作程序進行操作。具體步驟包括關(guān)閉混風切斷閥、送風爐的冷風閥和熱風閥，以及燃燒爐的停燒等。這些措施有助于迅速切斷氣源和熱源，防止事故發(fā)生。

對于長期休風的情況，當熱風爐拱頂溫度降低后，需要根據(jù)煤氣壓力情況進行間斷燒爐保溫，以維持爐內(nèi)溫度，防止設(shè)備因低溫而損壞。

在日常操作中，操作人員還需注意一些常見的事故及其處理方法，例如煙道或廢氣閥未關(guān)嚴導(dǎo)致的跑風現(xiàn)象，以及倒流休風時忘記關(guān)閉相關(guān)閥門引發(fā)的安全隱患。通過及時發(fā)現(xiàn)并處理這些問題，可以有效保障熱風爐的安全運行。

高爐熱風爐的壽命受多種因素影響,包括設(shè)計結(jié)構(gòu)、材料選擇、操作維護等。頂燃式熱風爐被認為是目前最先進的熱風爐結(jié)構(gòu)形式,能夠顯著提高熱風爐的熱效率,降低設(shè)備投資,并延長熱風爐的使用壽命。

采用優(yōu)質(zhì)耐火材料和合理的爐襯結(jié)構(gòu)也是提高熱風爐壽命的關(guān)鍵。這些材料能夠在高溫環(huán)境下保持良好的性能,減少因熱應(yīng)力和化學侵蝕導(dǎo)致的損壞。

此外,優(yōu)化熱風爐的操作參數(shù),如控制合適的燃燒溫度、調(diào)節(jié)助燃空氣和煤氣的比例,以及定期進行維護檢查,都能有效延長熱風爐的使用壽命。

對于頂燃式熱風爐,解決燃燒口過早破損的問題也是提高其壽命的重要措施。這可以通過改進燃燒器的設(shè)計,提高助燃空氣預(yù)熱溫度的適應(yīng)性來實現(xiàn)。

總之,通過采用先進的熱風爐結(jié)構(gòu)、優(yōu)質(zhì)的耐火材料、優(yōu)化操作參數(shù)和加強維護管理,可以有效提高高爐熱風爐的使用壽命。

高爐熱風爐的壽命可以通過多種技術(shù)手段來提高。首先,隨著設(shè)計和安裝條件的改進,熱風爐的設(shè)計更加合理,使用的耐火材料質(zhì)量也得到了提升,這使得設(shè)備更加經(jīng)久耐用。同時,控制系統(tǒng)日益成熟可靠,形成了多種多樣的高風溫和長壽技術(shù),使熱風爐的操作更加平穩(wěn)可靠,從而保證了高爐的穩(wěn)定操作。

增加格子磚的加熱面積是提高傳熱能力的重要技術(shù)措施。近年來,國內(nèi)鋼鐵企業(yè)在應(yīng)用高效格子磚方面進行了嘗試,通過對格子磚結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,縮小格子磚孔徑,加大其加熱面積,從而提高了格子磚的傳熱效率和熱工性能。例如,卡盧金公司發(fā)明并推廣的20毫米孔徑格子磚,與常規(guī)的30毫米孔徑格子磚相比,單位體積加熱面積由48平方米/每立方米提高到64平方米/每立方米,并且在熱風爐整個運行期間不會發(fā)生渣化現(xiàn)象。[30]

熱風爐耐火材料內(nèi)襯在高溫、高壓環(huán)境下的工作條件十分惡劣。為了延長熱風爐的使用壽命,必須根據(jù)熱風爐各部位的工作溫度、結(jié)構(gòu)特點、受力情況及化學侵蝕的特點,選用不同性能的耐火材料。這是鋼鐵企業(yè)關(guān)注的重點。

此外,加強熱風爐熱風管系的受力分析與計算,對熱風管路進行優(yōu)化設(shè)計,也是提高風溫的重要措施。對承受高風溫、高壓管道的波紋補償器以及管道支架的設(shè)置應(yīng)進行詳細的受力分析,特別是對承受高溫熱膨脹位移和高壓產(chǎn)生的壓力位移的管道,在設(shè)計中要給予充分的重視。

提高加熱爐煤氣熱值是有效的技術(shù)措施。燒理論和生產(chǎn)實踐已證實,提高煤氣熱值是提高風溫的有效措施。然而,目前我國鋼鐵企業(yè)高熱值煤氣燃料缺乏是高風溫的主要制約因素之一。為此,鋼鐵企業(yè)采取了一系列針對性技術(shù)措施,如采用煤氣、助燃空氣低溫雙預(yù)熱技術(shù)和高爐煤氣干法除塵技術(shù),以提高煤氣熱值和風溫水平。

高爐熱風爐的技術(shù)措施主要包括以下幾個方面：
1、煤氣、助燃空氣低溫雙預(yù)熱技術(shù)：通過熱管換熱器對助燃空氣和煤氣進行預(yù)熱,當預(yù)熱溫度達到200℃時,可以有效提高熱風爐的理論燃燒溫度和拱頂溫度。例如,首鋼3號高爐采用該技術(shù)后,風溫提高了50℃~70℃。
2、頂燃式預(yù)熱爐：采用2座頂燃式熱風爐,具有燃燒效率高、蓄熱面積大、投資省、壽命長、占地空間小等優(yōu)點。燃燒、送風制度采用一燒一送,助燃風溫度可通過混風室前的粗調(diào)和細調(diào)來控制。
3、分離式換熱器：利用分離式換熱器對煤氣進行預(yù)熱,熱風爐煙氣通過煙氣側(cè)箱體,將熱量傳遞給熱管內(nèi)的介質(zhì),介質(zhì)吸熱轉(zhuǎn)變成蒸汽,再通過熱管將熱量傳遞給煤氣,從而提高煤氣的預(yù)熱溫度。
4、聲波振動器：在煤氣箱體和煙氣箱體內(nèi)安裝聲波振動器,每隔3分鐘振動一次,防止灰塵粘著在熱管上,提高煤氣換熱效率。
5、旋流脫水裝置：在煤氣管道上配置旋流脫水裝置,降低煤氣含水量,實測表明這項技術(shù)的實施,可提高風溫15℃～20℃。
6、優(yōu)化熱風爐結(jié)構(gòu)：采用優(yōu)化的熱風爐結(jié)構(gòu),提高熱風爐熱效率,延長熱風爐壽命,是提高風溫的有效途徑。
7、混合高熱值煤氣：在缺少高發(fā)熱量煤氣的條件下,采用預(yù)熱助燃空氣和煤氣的方法,也可提高風溫至1200℃以上。特別是新建設(shè)的一批大高爐（大于2000立方米）熱風溫度均超過1200℃,達到國際先進水平。

高爐熱風爐的技術(shù)措施主要包括以下幾個方面：首先,熱風爐的結(jié)構(gòu)優(yōu)化是實現(xiàn)高風溫的關(guān)鍵。從20世紀50年代的傳統(tǒng)內(nèi)燃式熱風爐,到60年代的外燃式熱風爐,再到70年代末的頂燃式熱風爐,熱風爐的結(jié)構(gòu)不斷改進。特別是KALUGIN頂燃式熱風爐的引入,使得熱風爐的效率和使用壽命得到了顯著提升。

其次,提高格子磚的傳熱能力是另一項重要技術(shù)措施。通過優(yōu)化格子磚的結(jié)構(gòu),縮小孔徑,增加加熱面積,可以顯著提高格子磚的傳熱效率和熱工性能。近年來,國內(nèi)鋼鐵企業(yè)在高效格子磚的應(yīng)用上進行了積極嘗試,取得了良好效果。

第三,選用合適的耐火材料對于熱風爐的長壽和穩(wěn)定運行至關(guān)重要。熱風爐耐火材料內(nèi)襯在高溫、高壓環(huán)境下工作條件極為惡劣,因此需要根據(jù)不同部位的工作溫度、結(jié)構(gòu)特點、受力情況及化學侵蝕特性,選用不同性能的耐火材料。同時,加強熱風爐熱風管系的受力分析與計算,優(yōu)化設(shè)計熱風管路,也是提高風溫的重要措施。

第四,提高加熱爐煤氣熱值是有效的技術(shù)手段。燃燒理論和生產(chǎn)實踐表明,提高煤氣熱值可以顯著提高風溫。采用高爐煤氣干法除塵技術(shù),可以在同等條件下提高煤氣熱值約200千焦/立方米。盡管高爐煤氣干法除塵存在一些弊端,但其在回收煤氣物理熱、節(jié)水、節(jié)電等方面的優(yōu)勢不可忽視。

最后,高爐的操作及管理也是影響風溫的重要因素。合理的操作制度和技術(shù)路線的選擇,以及系統(tǒng)的含塵量檢測、操作溫度控制、破損布袋更換和系統(tǒng)功能完善,都是保證煤氣凈化達標、設(shè)備長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。

高爐熱風爐是鋼鐵冶金行業(yè)中用于提高高爐風溫的重要設(shè)備,其技術(shù)措施主要包括以下幾個方面：首先,在煤氣清洗過程中,采用環(huán)縫清洗器去除煤氣中的細小粉塵,并進行絕熱冷卻。這一過程有助于提高煤氣的純凈度,從而提升熱風爐的運行效率。

其次,針對不同鋼鐵廠的原料、冶煉強度以及氣候條件的差異,需要采取個性化的干式除塵工藝。這要求在具體實施過程中,必須以科學的態(tài)度認真對待,不能生搬硬套。

再者,提高熱風爐風溫是一個系統(tǒng)工程,可以通過提高燃料的理論燃燒溫度來實現(xiàn)。影響理論燃燒溫度的因素主要包括煤氣熱值、助燃空氣溫度、煤氣帶入的物理熱水分在燃燒過程中的分解熱以及與空氣過剩系數(shù)有關(guān)的單位燃燒空氣量。

此外,我國熱風爐結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜,存在大量內(nèi)燃式、外燃式熱風爐待改造的情況。因此,優(yōu)化熱風爐結(jié)構(gòu),提高其熱效率也是重要的技術(shù)措施之一。

最后,為了進一步提升高爐熱風爐的技術(shù)經(jīng)濟指標,還需要關(guān)注能源消耗問題。在世界能源日趨緊張的情況下,依靠熱風爐高風溫技術(shù)來改善高爐技術(shù)經(jīng)濟指標顯得尤為重要。

高爐熱風爐是冶金工業(yè)中用于將冷空氣預(yù)熱至高溫再送入高爐的一種設(shè)備。熱風爐的預(yù)熱過程不僅提高了高爐的工作效率,還節(jié)約了能源,減少了環(huán)境污染。以下是一些關(guān)鍵的技術(shù)措施,可以顯著提升高爐熱風爐的性能和效率。首先,采用優(yōu)化的燃燒控制技術(shù)是提高熱風爐工作效率的關(guān)鍵措施之一。通過燃料和助燃空氣的合理配比,以及燃燒系統(tǒng)的自動控制,可以實現(xiàn)燃燒效率的最大化,減少燃料消耗,并有效控制排放。其次,在熱風爐內(nèi)襯材料的選擇上,使用高質(zhì)量的耐火材料能夠提高熱風爐的使用壽命和工作效率。先進的耐火材料不僅具有優(yōu)良的保溫性能,還能耐受高溫和化學侵蝕,這對于延長熱風爐的使用周期至關(guān)重要。另外,熱風爐的熱傳導(dǎo)效率也可以通過優(yōu)化換熱器設(shè)計來提升。采用高效換熱器,可以增加熱交換面積,改善熱傳導(dǎo)效果,確保進入高爐的風溫達到預(yù)期標準,進而顯著改善高爐的整體工作效率。此外,定期維護和檢修是保證熱風爐長期穩(wěn)定運行的重要措施。通過定期檢測熱風爐的各個部件,及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的問題,可以防止設(shè)備故障和意外停機,從而減少不必要的經(jīng)濟損失和生產(chǎn)停滯。最后,應(yīng)用先進的監(jiān)控與管理系統(tǒng),可以實現(xiàn)對熱風爐運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)整。智能控制系統(tǒng)能夠及時反饋運行數(shù)據(jù),幫助操作人員做出科學決策,提高整個系統(tǒng)的安全性和效率。

高爐熱風爐是一種用于提高高爐鼓風溫度的設(shè)備,通過預(yù)熱助燃空氣來實現(xiàn)這一目標。助燃空氣的預(yù)熱對于提高高爐的熱效率、降低燃料消耗以及減少環(huán)境污染具有重要意義。

傳統(tǒng)的高爐熱風爐存在投資成本高、溫度不穩(wěn)定、體積大、占用面積大等問題,且容易堵塞,更換成本高。這些問題限制了許多中小型煉鐵廠的使用,導(dǎo)致能源的浪費。

陶瓷熱風爐的出現(xiàn)解決了上述問題。陶瓷熱風爐體積小,熱風溫度高且穩(wěn)定,適合各種煉鐵企業(yè)使用。[37]此外,熱管式空氣煤氣換熱器的應(yīng)用進一步提高了熱風爐的效率。這種設(shè)備以熱管為主要傳熱元件,具有傳熱效率高、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、流動阻力小、兩側(cè)熱阻力可調(diào)、運行可靠、操作檢修方便等優(yōu)點。

熱管式空氣煤氣換熱器通過熱管內(nèi)介質(zhì)的蒸發(fā)吸熱和冷凝放熱完成熱量交換,將空氣和煤氣預(yù)熱,從而提高熱風爐的入爐風溫,降低高爐冶煉的成本。熱管的工作原理是在密閉的管內(nèi)抽成真空狀態(tài)下充入適量工質(zhì),工質(zhì)吸熱后以蒸發(fā)與沸騰的形式轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?在壓差作用下上升至熱管放熱段結(jié)成液體,其熱量傳遞給放熱冷流體。冷凝液在重力作用下沿熱管內(nèi)壁返回到受熱段,再次受熱汽化,如此循環(huán)往復(fù),連續(xù)不斷地將熱量由一端傳向另一端。

熱管具有極高的傳熱性能,傳熱系數(shù)可達107W/m2.℃,是普通碳鋼的數(shù)萬倍。在低溫差下,熱管具有高傳輸熱量的能力。此外,熱管與換熱器單支點焊接,避免了由熱脹冷縮造成的應(yīng)力損壞,確保了系統(tǒng)的安全運行。

高爐熱風爐助燃空氣是指用于高爐熱風爐燃燒過程中的空氣。這種空氣經(jīng)過預(yù)熱后,能夠提高燃燒效率,降低燃料消耗,同時減少環(huán)境污染。以下是關(guān)于高爐熱風爐助燃空氣的一些關(guān)鍵信息：高爐熱風爐助燃空氣的預(yù)熱是通過熱管空氣煤氣換熱器實現(xiàn)的。這種換熱器能夠有效回收煙氣中的余熱,提高能源利用率。

熱管空氣煤氣換熱器具有以下特點：

1、減輕露點腐蝕：通過調(diào)節(jié)熱管冷熱段受熱表面的比例,使管壁溫度高于酸露點,從而避免露點腐蝕。
2、減輕積灰及灰堵問題：設(shè)計排煙溫度時避開露點,管壁不結(jié)露,減少灰的附著力。此外,合理的流速和聲波清灰器裝置也有助于解決積灰問題。
3、阻力損失小,適用于老系統(tǒng)的改造。
4、工作介質(zhì)循環(huán)依靠重力和壓差作用,無需外加動力,降低了設(shè)備運行費用。

設(shè)備采用抗沖刷耐腐蝕技術(shù),換熱管翅片采用鎳基釬焊翅片管技術(shù),這種技術(shù)使普通碳鋼材料具有不銹鋼的性能,能夠在高溫、高流速和腐蝕性介質(zhì)的沖刷下工作,延長設(shè)備使用壽命。

工藝參數(shù)及熱平衡計算方面,煙氣入口溫度約為285～350℃,煙氣出口溫度約為170～200℃,煙氣流量約為80000Nm3/h,空氣流量約為40000Nm3/h。通過熱平衡計算,煙氣放出熱量約為3000Kw,空氣吸收熱量約為2900Kw。

高爐熱風爐的控制過程主要包括燃燒控制、熱風溫度控制、換爐控制和休風控制。燃燒控制采用微機控制的自動燃燒形式,通過廢氣含氧量修正空燃比,進行熱平衡計算,并設(shè)定負荷量。具體來說,根據(jù)高爐使用的風量、需要的風溫、煤氣的熱值、冷風溫度和熱風爐廢氣溫度,計算出設(shè)定煤氣量和空氣量。燃燒過程中,隨煤氣量變化調(diào)節(jié)助燃空氣量,采用最佳空燃比,使爐頂溫度達到設(shè)定值并保持穩(wěn)定,逐步增加蓄熱室的儲熱量。當廢氣溫度達到規(guī)定值（350℃）時,熱風爐準備換爐。廢氣含氧量分析作為系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié),參與閉環(huán)控制,隨時校正空燃比。熱風溫度控制則根據(jù)不同送風制度進行調(diào)節(jié)。當采用兩燒兩送或一燒二送的交錯并聯(lián)送風制度時,通過調(diào)節(jié)兩座送風爐的冷風調(diào)節(jié)閥開度,控制爐、后行爐的送風流量,保持高爐熱風溫度穩(wěn)定。而采用兩燒一送或三燒一送的送風制度時,則需調(diào)節(jié)混風調(diào)節(jié)閥開度,兌入冷風來穩(wěn)定高爐的熱風溫度。換爐控制按時間指令進行,當熱風爐送風時間達到設(shè)定值時,發(fā)出換爐指令,將燃燒爐按停止燃燒轉(zhuǎn)送風程序,轉(zhuǎn)入送風狀態(tài)。然后將送風爐按停止送風轉(zhuǎn)燃燒程序,轉(zhuǎn)入燃燒狀態(tài)。休風控制一般為半自動操作,分為倒流休風和正常休風兩種方式。

高爐熱風爐的控制過程主要包括燃燒控制和換爐操作兩個方面。燃燒控制分為三個階段：加熱初期、拱頂溫度管理期和廢氣溫度管理期。在加熱初期,高爐煤氣流量和助燃空氣流量均為定值進行燃燒。進入拱頂溫度管理期后,保持高爐煤氣流量不變,通過調(diào)節(jié)助燃空氣流量來控制拱頂溫度,使其保持在目標溫度附近,直至廢氣溫度達到管理溫度。隨后進入廢氣溫度管理期,此時依據(jù)廢氣溫度逐漸減少煤氣流量,并通過拱頂溫度調(diào)節(jié)助燃空氣流量,保持拱頂溫度在目標溫度附近,直至廢氣溫度達到目標溫度。根據(jù)燃燒制度的不同,燃燒過程可能在廢氣溫度達到目標溫度后結(jié)束,或者在燃燒時間到達后結(jié)束。

熱風爐的換爐操作是通過熱風爐閥門的順序轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)的,包括全自動、半自動和手動操作三種方式。全自動操作由系統(tǒng)自動完成整個換爐過程；半自動操作需要人工發(fā)出換爐指令,之后系統(tǒng)自動完成閥門的順序動作；手動操作則是在操作室內(nèi)人工手動操作各閥門的動作,通常用于檢修和單體試車時。

熱風爐的操作顯示系統(tǒng)設(shè)有彩色顯示器,能夠顯示操作方式選擇畫面、熱風爐系統(tǒng)畫面、各熱風爐單獨畫面以及事故監(jiān)控畫面等,便于操作人員實時監(jiān)控熱風爐的運行狀態(tài)。

在燃燒過程中,如果出現(xiàn)煤氣未著火、燃燒室爐墻溫度低于設(shè)定值、煤氣或助燃空氣主管壓力過低等情況,系統(tǒng)會自動關(guān)閉相應(yīng)的閥門并發(fā)出報警信號,以確保安全。

當高爐需要休風或復(fù)風時,也有相應(yīng)的操作程序。休風時,首先啟動液壓系統(tǒng)的油泵,然后依次關(guān)閉混風切斷閥、冷風閥,開啟倒流休風閥,并最終停止油泵。復(fù)風時,則需啟動油泵,關(guān)閉倒流休風閥,并恢復(fù)正常的送風狀態(tài)。