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行业新闻

高炉热风炉新技术应用与发展趋势



我国高炉热风炉新技术应用与发展趋势
近20年以来,随着我国经济的高速发展,高炉炼铁技术进步非常之快,高炉热风炉大型化、多样化、高效化,大大缩小了我们与世界先进水平的差距,一大批炼铁及相关科技工作者开发出了一系列世界水平的具有自主知识产权的领先技术,填补国内外热风炉技术的空白,引起世人关注。主要表现在:霍戈文高风温热风炉的引进、大型外燃式热风炉或大型外燃式热风炉加辅助小热风炉的组合、顶燃式热风炉、大型外燃式热风炉自身预热式在大型高炉上的成功应用、高炉热风炉烟气余热预热助燃空气和煤气技术及其附加加热换热技术组合等等。所有这些,都取得了高风温的实效。热风炉设计的系统优化,自主设计、制造不同类型的高炉热风炉,各交叉口采用的组合砖都能自主设计、制造和砌筑。高炉热风炉烘炉技术、凉炉与保温技术,耐火材料和耐火涂料的研发大大推动了热风炉的技术成熟与发展。 
    在高炉热风炉的理论研究方面也取得了骄人的业绩。例如,计算机技术的应用,数值模拟仿真技术开发,高效燃烧器及冷态、热态实验,冷风与烟气分配技术也有我国自己的专利,高炉热风炉燃烧、流动与传热三大理论与实验研究。实现高风温的主要技术路线有:利用低热值煤气获得高风温的工艺方法;热工设备的组合;工艺技术材料优化与创新;国内也有人提出了1400℃超高风温的设想。
2005年我国重点大中型钢铁企业高炉平均风温1084℃,虽有较大提高,但比国际先进水平低100~150℃。同时,高炉煤气放散率仍有9.51%。这不仅浪费了大量的二次能源,而且严重污染了大气环境。随着炼铁燃料消耗所占炼铁制造成本翻番地增长,高风温对于富氧喷煤强化炼铁,推动炼铁技术进步、降低成本和增加经济效益显得越来越重要。
    高温空气燃烧技术的应用
利用低热值煤气获得高风温的工艺方法主要有:(1)高炉煤气富化法;(2)金属换热器法;(3)自身预热法;(4)富氧助燃法;(5)掺入热风法;(6)辅助热风炉法等等。其中最具典型意义的两种:金属换热器法和热风炉自身预热法基本上代表了当今高温空气燃烧技术在利用低热值煤气获得高风温方面的发展新趋势。
高温空气燃烧技术在国内的兴起
  高温空气燃烧技术是20世纪90年代开发成功的一项燃料燃烧领域中的新技术。HTAC包括两项基本技术手段:一是燃烧产物显热最大限度回收(或称极限回收);二是燃料在低氧气氛下燃烧。燃料在高温下和低氧空气中燃烧,燃烧和体系内的热工条件与传统的(空气为常温或低于600℃以下,含氧不小于21%)燃烧过程有明显区别。这项技术将对世界各国以燃烧为基础的能源转换技术带来变革性的发展。
高炉热风炉新技术应用与发展趋势
  1999年10月在北京中国科技会堂召开的高温空气燃烧技术(HTAC)技术研讨会上开始了第一次与世界各地开展此项技术的交流。很快诸如北京神雾、北京北岛能源技术开发公司、北科大赛能杰、山东博大等推出一系列蓄热式热回收技术,应用于工业化生产。就高炉热风炉而言,热风炉自身预热法和热风炉附加加热换热系统都属于高温空气燃烧技术在高炉热风炉上的应用。
    2 附加加热换热系统—金属换热器法应用良好
  德国迪林根(Dilingen)罗尔5号高炉(2220m3)采用附加加热换热系统在罗尔5号高炉采用的附加加热换热系统中,建有两台金属换热器、1座燃烧炉,利用循环的废气可将助燃空气预热到500℃,同时把煤气预热到250℃,用单一的低热值(3000kJ/m3)高炉煤气可把风温提高到1285℃。
这种金属换热器法是一种热工设备的组合,具有较高的灵活性,独立于热风炉而存在,可以根据高炉状态的变化灵活地调节空气和煤气的预热温度,从而提高或降低热风温度,减少或增加预热空气和煤气量。实用新型专利“带有附加燃烧炉的热风炉预热装置”(专利号ZL96 2 25818.0)在鞍钢11号高炉(2580m3),邯钢1#、3#、6#,山西临汾、太钢3#、4#,山东淄博、青钢3#、4#、临沂,宝钢梅山2# (1280m3),辽宁北台等厂的高炉都先后应用此工艺技术,效果显著。
高炉热风炉自身预热法发展成熟
高炉热风炉自身预热法(self-preheating process)是我国首创。到目前为止,还没有检索到国外的有关文献。该工艺方法于1966年7月在我国山东济南铁厂3号高炉(100m3)由吕鲁平首先采用,并获得国家发明专利。发明至今,已走过整整40年不平凡的历程。大体上可划分为三个阶段:(1)发明、原始创新阶段;(2)理论探索、改进阶段;(3)工艺改进、大高炉应用阶段。这期间不少炼铁、热工科技人员进行了大量研究。
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