情系热风炉 领航高风温

——山西通才豫兴热风炉10月实现月平均1310℃高风温探密

本报记者 夏杰生

国内高炉配置的热风炉主要采用外燃式、内燃式、卡鲁金式，能达到1300℃以上的高风温者寥若晨星，而由河南省豫兴热风炉工程公司自主研发并承建的山西通才工贸有限公司1860m³高炉配套热风炉2012年10月份实现月平均风温1310℃，创造了高风温的奇迹。

热风炉高风温 炼铁人的梦想

热风炉实现高风温，是我国炼铁科技工作者多年的梦想。

热风炉高风温到底有哪些优越性呢？

——热风炉是实现高炉节能减排的重要手段。高风温提供给高炉冶炼用能量的19%，又是廉价的能源；因高风温是依靠燃烧约40%高炉煤气所获得的，煤气在企业内得到充分利用，有力地促进钢铁企业能源利用效率的提高。

——风温提高100℃，会使风口理论燃烧温度提高60℃，有力地补偿因喷煤而引起的风口理论燃烧温度降低（喷10kg/t煤粉，理论燃烧温度降低20~35℃）,高炉允许多喷煤粉约35kg/t。多喷煤粉对炼铁系统有结构节能的效果，又有降低炼铁生产成本效应。按目前的价格，一吨煤粉代替一吨焦炭，可降低炼铁生产成本约500~800元/吨。多喷煤粉，少用焦炭，可以缓解我国主焦煤的短缺，少建焦炉，还可减少炼焦过程中对环境的污染。

——风温提高会使高炉软熔带下移变窄，渣铁温度提高，有利于滴落，降低软熔带的煤气阻力，促进高炉顺行、高产。

——提高热风温度有显著的节能减排的作用,有降焦增产和降低生产成本明显的作用.热风式廉价的能源，是由燃烧高炉产生的45%煤气而获得的。提高热风温度，就是提高企业的能源利用效率。

——提高热风温度的作用,还包括在降低炼铁燃料比和提高企业能源利用效率的两个方面。其节能效果,提高生产效率和降低炼铁生产成本是显著的。

2008年国家建设部公布的《高炉炼铁工艺设计规范》上要求,新建或改造的热风炉要能够提供1200℃以上的高风温,其寿命要在20-25年。目前，我国热风炉寿命大多数是低于10年，一些铸造高炉的热风炉寿命甚至低于5年。这些热风炉大多难以提供高风温，对企业节能减排和降低生产成本是十分不利。因此，实现高风温任重道远。

创新专利技术为高风温护航

山西通才工贸公司今年8月份投产并连续实现了高风温的1860m³高炉配置了4座豫兴悬链线顶燃式高风温长寿热风炉，设计风温为1350 ℃ ,拱顶温度为1420 ℃。热风炉燃料为单一高炉煤气，采用烟气余热回收装置预热煤气和助燃空气，配置2座小型顶燃式热风炉单独预热助燃空气，可以使助燃空气温度达到520-650℃。热风炉系统燃烧、送风、换炉实现自动控制。4座热风炉正常工作时，采用两烧两送交错并联送风模式，在使用高炉煤气作为燃料的条件下，风温可以达到1350 ℃。

这座热风炉采用了豫兴公司创新研发的多项专利技术，为其实现高风温保驾护航：首先，其燃烧器置于拱顶拱角的下部，利用热风炉蓄热室大墙的外围和拱角下部的非高温工作的低温区域燃烧，其优点是拱顶空间大，气流避开对拱顶内衬的冲刷，混合燃烧形成的火焰运行距离长，混合充分完全，燃烧的高温区结构对称、温度区间分明、热效率高、占地少。

此外，这种热风炉还具有下列主要技术特征:

一是其环形陶瓷燃烧器设置在热风炉拱顶基脚部位，具有广泛的工况适应性，可以满足煤气和助燃空气等大功率高负荷工况条件的运行，燃烧效率高、使用寿命较长。这种环形陶瓷燃烧器采用了特殊的涡旋搅扰混合燃烧技术，保证了空气和煤气的充分混合和燃烧，提高了理论燃烧温度，保证了拱顶的良性温度工作环境。

二是利用悬链线拱顶空间作为燃烧室，是燃烧室中心成为真正的混合均匀燃烧高温区域，而拱顶衬温度工作环境良好而稳定。其陶瓷燃烧器设在拱顶基脚部位，通过交错上喷混合烟气折返是高温烟气在蓄热体层面分布均匀，可有效提高高温烟气在蓄热室格子砖表面的均匀性和传热效率。

三是蓄热室采用30毫米孔径的19孔均压均流格子砖，可明显提高格子砖的利用率，增强蓄热体的热交换性能，从而提高热风炉传热效率。

四是利用热风炉烟气余热预热煤气和助燃空气，助燃空气再经预热炉预热至500℃～650℃，在采用单一高炉煤气作为燃料的条件下，可以使风温达到1320℃。

五是热风炉高温、高压管路系统的三岔口采用了D字型设计，使支管的受力舌头部位变更为标准圆插进主管，改变了主管的受力应力设计理念，通过管道三岔口结构和耐火材料结构优化设计，可以实现1350℃高温热风的稳定输送。

豫兴公司这项技术成果的实施将有力地推动我国炼铁行业高炉热风炉技术的快速发展，生产实际表明：采用这种热风炉技术，每吨铁可节约焦炭30kg～40kg，增加产量2.5%。按照豫兴公司每年可为炼铁企业设计新建和改造的热风炉年产生铁按2000万吨计算，可节约焦炭80万吨/年，增加生铁产量50万吨/年。焦炭按1900元/t计算，炼铁企业年可节约15.2亿元；生铁按3500元/t计算,炼铁企业年可增加收入17.5亿元。

敢为天下先 创多项第一

经过多年的经验积累和技术开发，豫兴公司的新型热风炉技术在耐火材料行业和跨行业的钢铁炼铁领域已处领先地位，并创造了多项国内第一。

——研发的抗热震砖填补了国际空白，几年前已经应用在我国的最大顶燃式热风炉工程和世界最大顶燃式热风炉工程以及世界排行第二的钢铁公司高炉顶燃式热风炉上,他们分别是:曹妃甸5500立方米高炉顶燃式热风炉、俄罗斯北方钢铁公司5578立方米高炉热风炉、日本JFE5000立方米、3200立方米高炉顶燃式热风炉。该制品的技术指标分别被俄罗斯的卡鲁金公司、中冶南方、中冶赛迪、中冶京城、首钢国际等国际国内一流设计院作为各自单位顶燃式热风炉用砖设计标准。

——Ⅰ型热风炉及热风炉用燃烧器获得了6项国家发明专利权，这是2000年至今在高炉热风炉领域中获得国家8项发明专利中的7项。另一项是俄罗斯卡鲁金公司在中国获得的。

——在国内首创将耐火球蓄热体热风炉改造为格子砖蓄热体热风炉，把落后20年的低风温热风炉改造为高风温热风炉，并已经被广大使用厂家逐渐接受；研发的内燃式热风炉改造技术也是中国第一例，都被国内权威部门认定为用我国最先进的技术改造的优质工程。

——研发的均压均流格子砖技术，将热风炉领域的蓄热体利用率大大提高，完全解决了高温烟气在蓄热体表面的不均匀分布和置换热风炉冷风流场不均匀分布的难题，给热风炉领域带来新的技术革命。

——消化吸收国外热风炉炉型结构，燃烧器结构及蓄热体流场结构技术。根据热动力理论和实践经验，研究开发出自己的新型热风炉，新型燃烧器，并行成自己的具有自主知识产权的热风炉及热风炉用燃烧器等核新技术。目前已申报国家专利近90项，授权专利60余项。同时还申请了印度、巴西两个国际专利。

——在全球拥有75%的超大型顶燃式热风炉燃烧器制品市场，（全世界有4座，豫兴公司占3座：中国首座曹妃甸5500立方米高炉热风炉、日本JFE5000立方米高炉热风炉、俄罗斯北方5578立方米高炉热风炉燃烧器）。

在顶燃式热风炉领域，具有1100℃水冷抗热震制品五项发明专利，其技术填补国际空白，并授权俄罗斯卡鲁金公司在独联体地区独家代理豫兴燃烧器制品。

——是中国唯一一家民营企业在热风炉领域对热风炉燃烧流场分布、混合燃烧、冷风均匀分布、热风炉炉体结构、燃烧器结构、热风炉用耐火材料等进行综合研究的企业。

——是中国唯一成功将小拱顶顶燃式热风炉改造为新型大拱顶顶燃式热风炉技术的企业。这种热风炉结构合理、燃烧充分、热效率高、建设投资少、市场前景广阔。

——是国内唯一将内燃式热风炉改造为新型顶燃式热风炉的企业。

——是国内唯一设计并实施建设我国最高风温1300℃以上高风温热风炉的企业。

灿烂的科技之花，结出了丰硕的经济之果。2011年豫兴公司与用户签订1000m³以上高炉YX型高风温热风炉6套，合同额15000多万元；1000m³以上新型节能高风温燃烧器18套，合同额8100多万元；1000m³以下燃烧器24套，合同额5500多万元。