王維興
目前，我國高爐煉鐵指標中與國外先進國家指標相比，差距最大的地方是高爐熱風溫度偏低，相差約80-100℃。我國有高爐1480 多座，大于1000m3 高爐有約620 座，已實現大于1200℃風溫僅71 座，高風溫高爐的比例較低。我國煉鐵工作者應在努力提高熱風溫度上下大力氣，以便盡快改變我國風溫偏低的現象，為節能減排、降低生產成本做出貢獻。
1 高風溫的節能效果
高風溫是廉價的能源(通過燃燒高爐煤氣獲得)，高爐煉鐵使用高風溫可以降低燃料比，提高煉鐵產量，提高噴煤比，進而實現低碳煉鐵，減少CO2 排放，降低煉鐵生產成本，是煉鐵技術發展的大方向。
資料顯示，當風溫大于1150℃時，風溫每提高100℃，可降低燃料比8kg/t；風溫在1050-1150℃時，風溫每提高100℃，可降低燃料比10kg/t；風溫在950-1050℃時，風溫每提高100℃，可降低燃料比15kg/t；風溫在小于等于950℃時，風溫每提高100℃，可降低燃料比20kg/t。
2 實現高風溫的技術措施
1)實現高風溫是個系統工程實現高風溫是個系統工程，它涉及很多方面，包括:熱風爐的選型、確定技術路線、設計、選材料、選設備、科學施工(有監理)、科學操作、合理維護、熱風爐與高爐的銜接、經濟效益等。
2)《高爐煉鐵工程設計規范》對熱風爐的要求
《高爐煉鐵工程設計規范》對熱風爐有具體的要求，主要體現在如下方面。
(1)熱風爐應采取提高熱效率(總熱效率大于85%)、降低燃料消耗、滿足熱風爐長壽(要大于20 年)的技術措施。
(2)熱風溫度宜為1250℃±50℃；拱頂溫度不宜超過1400℃；排放的廢氣溫度宜在150℃以下。
(3)熱風爐采用燃料的種類應根據全廠煤氣平衡確定，有高熱值煤氣的企業宜摻燒部分高熱值煤氣。
(4)座高爐宜配置3 座熱風爐。采用4 座熱風爐時，應采用交錯并聯送風。熱風爐設計應同時滿足加熱能力和長壽的要求。新建和改建的熱風爐宜采用頂燃式結構。
(5)熱風爐蓄熱面積及格子磚重量，應根據入爐風量和送風時間為基準的熱工計算確定，單位風量磚重不宜低于1.0t/(m3/min)，單位風量的加熱面積不宜低于38m2/(m3/min)。
(6)熱風爐應根據計算溫度場和相關標準合理配置耐火材料。
(7)熱風爐爐箅子及支柱宜采用耐高溫材料。燃燒末期最高廢氣溫度宜為400-450℃。
(8)熱風爐廢氣排放應符合現行國家標準《煉鐵工業大氣污染物排放標準》GB28663 的要求。
(9)熱風爐應設置高效的余熱回收裝置，回收煙氣余熱，預熱助燃空氣和煤氣，及噴吹煤的干燥。
(10)確定熱風爐凈煤氣接點壓力時，應包括余熱回收裝置阻損在內的系統流路阻力損失。凈煤氣接點壓力值應符合表1 的規定。
3技術措施
(1)一般一座2000m3 以下的高爐配備3 座熱風爐，巨型高爐配備4 座熱風爐。熱風爐可以采用石球式、外燃式、內燃式、頂燃式結構。從技術發展趨勢看:內燃式要代替外燃式，并以頂燃式為主導；卡盧金式的改進型為技術發展方向，’逐步淘汰熱能利用效率低的石球式熱風爐。
(2)耐火材料要保證熱風爐內砌體結構穩定，要有抗高溫蠕變性能和抗熱震性能。熱風爐的拱頂鋼板要有防腐蝕措施，拱頂磚不能做在蓄熱室大墻上，要使用耐高溫的硅磚；為提高格子磚蓄熱性能，蓄熱室采用多孔格子磚，格子磚可涂覆一層高輻射率材料；使用耐高溫的爐箅子和支柱(廢氣溫度大于450℃)。熱風爐應采用致密性耐火材料及組合磚。耐火材料除應滿足常規指標的要求外，還應滿足抗蠕變性能指標要求。高溫區的黏土質和高鋁質耐火磚的蠕變率均應小于0.7%(1200-1500℃，50h，0.2MPa)。硅質耐火磚應控制殘余石英含量，不宜大于1.0%，真比重不應大于2.34g/cm3，蠕變率應小于0.5%(1500℃，50h，0.2MPa)。
(3)熱風管道設計要能解決受熱管道的熱膨脹和盲板力對管道系統的影響。熱風管道系統要能承受高風溫。
(4)建議熱風爐拱頂溫度不超過1450℃(防止爐殼鋼板晶界腐蝕)，拱頂溫度在燒爐與送風的溫差小于100-150℃，熱風爐送風時間要在40-60min。
(5)使用低熱值的高爐煤氣時，可采用煤氣和空氣雙預熱技術，實現高風溫。使用小熱風爐對空氣和煤氣進行預熱，必然要增加投資和能耗，是不經濟的。
(6)高爐生產要能夠接受高風溫，需要提高爐料轉鼓強度、提高爐頂煤氣壓力、增加噴煤比、生產穩定順行等。
(7)高爐正常生產風口區理論燃燒溫度要維持在2200±50℃，高風溫會使爐缸溫度升高，高爐難行。為此，要給高爐噴吹燃料(煤粉、重油等)，以緩解爐缸溫度過高。
(8)高爐開爐或停爐，不能噴煤，還要使用高風溫，可進行加濕鼓風(噴吹蒸汽)，有節焦的效果。
(9)高風溫節焦后，爐料透氣性變差，壓差要提高，要提高爐料的質量，特別是轉鼓強度要高，可促進高爐穩定順行。
(10)提高爐頂煤氣壓力，降低壓差，促進生產穩定，有利于正常生產，有利于冶煉低硅鐵。
(11)采用常規材料的爐箅子、支柱時，熱風爐排出的煙氣溫度不得超過350℃；采用耐熱材料時，可為400-450℃。熱風爐排出煙氣的余熱應回收利用，設計中應配置余熱回收裝置，預熱空氣和煤氣。采用干法除塵時，可不預熱煤氣。
(12)用于熱風爐的助燃空氣的含塵量宜小于10mg/m3。確定助燃風機壓力時，應包括余熱回收裝置在內的系統流路阻力損失。助燃空氣壓力值宜為:1000-2000m3 高爐大于等于10kPa、3000-5000m3 高爐大于等于12kPa。
(13)管道上應設置伸縮管，降低盲板力的破壞作用。
(14)熱風爐宜設置余壓回收裝置
3 施工要求
1)要按照冶金行業《高爐熱風爐施工規范》進行施工，并設監理。
2)熱風爐的安裝和磚的砌筑質量，對處理好熱膨脹和消除盲板力很重要。鋼材焊接點要進行熱處理；完工后要進行打壓試驗。
3)嚴格按烘爐曲線烘爐，必需連續進行，不允許烘爐時停爐，避免磚墻產生裂紋。不允許火焰與硅磚直接接觸。
4)停爐時，熱風爐要進行保溫；硅磚溫度要大于600℃，防止產生突然的收縮。
4 熱風爐操作
1)使用高爐煤氣熱值低，要進行雙預熱、或摻燒轉爐或焦爐煤氣，進行富氧燃燒，可實現拱頂溫度在1400±20℃，送風溫度大于1200℃。
2)控制燒爐與送風的拱頂溫差在100-150℃。
3)單座熱風爐送風時間控制在40-60min。
4)降低燒爐時空氣過剩系數，希望在1.05-1.10。
5)配置4 座熱風爐的高爐，可以進行交叉雙聯(實行熱風爐兩燒、兩送風制度)送風，可提高風溫。
6)使用計算機控制熱風爐的燒爐、送風，既可節能，又有利于實行高風溫。
7)建議使用柔性混風閥(有硅橡膠膨脹圈)，可避免風溫損失25℃。
5 加強對熱風爐的檢測和維護
1)對熱風爐要設立必要的檢測點，制定科學的巡檢制度、檢驗標準；對重點部位檢測結果要定期進行分析。
2)建立科學的、不同類型的預案處理事故方案。
3)出現異常現象(磚的塌落、爐皮和管道發紅或變形，閥門故障等問題)要及時發現和處理。
4)建立熱風爐生產技術檔案，總結歷史經驗，指導生產實踐。
6 高風溫的應用案例
據統計，2014 年我國有71 座高爐年平均風溫超過1200℃，最高的是太鋼6 號高爐，風溫達到1245.28℃，寶鋼3 號高爐風溫達到1241℃，福建三安5 號高爐為1240℃；敬業9 和10 號高爐、寶鋼2 號高爐、太鋼5 號高爐等的風溫均超過1230℃，具體見表2。
