高炉富氧对高炉的影响

1、高炉富氧的最大效果是提高产量。富氧鼓风将给炉内带来二个方面的变化,一是风口前理论燃烧温度 （Tf）的升高 ,二是吨铁煤气量的下降。另外 ,增加富氧率 ,也有利于改善煤粉的燃烧。鼓风中氧的浓度增加， 燃烧单位碳所需的鼓风量减少； 鼓风中氮的浓度降低， 也使生成的煤气量减少，煤气中 CO浓度因此而增大。这些变化，对冶炼过程产 生多方面的影响：1）、由于煤气体积少，煤气对炉料下降的阻力也减少，为加大鼓风量、提 高冶炼强度创造了条件。2）、随鼓风中含氧量的提高，煤气中 CO浓度增加，煤气的还原能力提高， 有助于间接还原过程的发展，但因煤气量减少，在某种程度上扩大了低于700的区域，又限制了间接还原的发

2、展。 所以富氧能否降低燃料消耗， 要由实际生产 结果来定，不同冶炼条件，结果也不相同。3）、富氧鼓风改变了冶炼中的热平衡。从分区看，由于富氧提高了理论燃 烧温度， 下部高温区热交换显著改善， 热量集中于炉腹以下。 但由于煤气体积减 少，会使中温区相对缩短，从而使低温区扩大。从总体看，由于单位生铁的鼓风 量减少，热风带入的热量也会减少；但煤气量减少使顶温降低，可减少热支出； 同时因富氧 1%，可增产 4%左右，单位生铁各部热损失也可以减少一些，所以总 的热量消耗仍然是降低的。4）、富氧鼓风对顺行产生影响。因为富氧鼓风使燃烧带的焦点温 度提高，炉缸半径方向的温度分布不合理，以及产生 SiO 气体剧

3、烈挥发，到上部 重新凝结、降低料柱透气性，从而破坏炉况顺行。所以在富氧又采用高风温时， 用喷吹燃料控制理论燃烧温度是经济合理的。 若无喷吹燃料装置， 则应采用加湿 鼓风。高炉富氧鼓风的特点和作用 文秘家园 找范文请到文秘家园 高炉冶炼是高温物理化学反应，参与反应的主要元素是Fe-C-O。Fe 来源于矿石，包括烧结矿、球团矿、块矿等。碳来源于燃料，包括焦炭及各种喷吹物。 O2来源于高炉鼓风和富氧。 原先矿石和燃料是由高炉上部装入的， 而从高炉下部进入炉内的仅是鼓风， 后来发展高炉综 合鼓风技术， 即从高炉下部进入炉内的不仅有鼓风， 还有富氧及各种可燃的碳氢化合物， 甚 至还有含铁、含 CaO的粉

4、状物质。富氧的目的原先主要为提高风中含氧， 强化高炉冶炼， 后来由于喷吹燃料技术发展， 高炉喷 吹的天然气、重油或煤粉量过大时， 导致高炉理论燃烧温度过度下降， 使高炉过程困难，同 时也难于继续提高喷煤量。 而高炉富氧之后， 可以相应提高理论燃烧温度， 提高反映区的氧 化气氛，形成富氧喷吹技术，特别是富氧喷煤技术，更适合国内的实际。现在国内高炉喷煤量已普遍达到 100kg/t ，而宝山高炉达到 200kg/t 的国际水平，还有一大 批高炉煤比超过了 150kg/t ，从高炉喷吹煤粉的实践可知道，在无富氧的条件下，煤比一般 能达到 100kg/t ，个别可达到 120kg/t ，若想达到更高的水

5、平必须配备富氧，否则将导致高 炉喷煤置换比降低。目前国内高炉富氧一般在13%的水平，个别可能高些。国外有的国家电力充足，富氧可达到 10%，甚至更高。敬业高炉这次富氧仍然是用炼钢余氧，但更大的目的在强化高炉冶炼，多出铁，当然也应相应提高煤比，所以一旦富氧，立即达到较高水平，富氧率达到 2-3%，没有多余的实践时间，更要求预先能掌握较多的富氧喷煤知识。氧气的特点和制备方法氧气是自然界一种普通重要的物质元素， 存在于大气中， 存在于水中， 存在于地壳的各种氧 化物中，是人类生存的必备条件，也是自然界变化的必备条件。氧气和自然界的其他物质一样， 有三种存在状态， 一般为气态。 在温度高于 -183

6、其为气态， 无色透明，比重为 1.429g/cm3 。温度在 -183 -219 之间其为兰色的液体，当温度低于 -219 时，其为淡兰色的固体。就像水蒸气、水和冰一样。氧元素在元素周期表中处在第二周期，第族。原子序号为8，原子量为 16，其原子核有 8个质子和 8个中子， 核外有 8个电子绕核旋转，电子层为 2 层，第一层有 2个电子（饱和时 为 2 个）第二层为 6 个电子（饱和时为 8 电子）因此极需从别处拉过 2 个电子，使外层电子 饱和、稳定。 在一定的条件下， 极易和其他物质产生化合反应， 生成相应的氧化物， CO、CO2、 H2O、。 其中应特别注意的是 CO和 CO2。任何氧化

7、物或其他化合物的分子， 随温度升高， 原子间的结合力变弱，即容易将其原子分开。唯CO和 CO2完全相反，随温度升高，其原子结合更牢固。因此不论焦炭也好，煤粉也好，虽然其燃烧是放热反应，随环境温度升高，其 反应越激烈，这就是在高炉喷吹煤粉和其他碳氢化合物时，要求提高风温的原因。正常状态下， 高炉的燃烧反应是在大气中的氧和燃料中的碳之间发生的， 大气中参与反应的 O2仅占 21%，其余 79%是 N2 和其他少量元素，实际不参与化学反应，只有温度的变化，因 此高炉内的实际燃烧反应化学式应为：2C+O2+79N2/21=2CO+79N2/21+2340千卡/ 千克碳如果鼓风中 O2 由 21%升高到

8、 25%，其燃烧反应式为：0 2C+O2+79N2/21=2CO+79N2/21 V物 =129.07 升1 2C+O2+78N2/22=2CO+78N2/21 V物 =124.22 升2 2C+O2+77N2/23=2CO+77N2/21 V物 =119.79 升3 2C+O2+76N2/24=2CO+76N2/21 V物 =115.73 升4 2C+O2+75N2/25=2CO+75N2/25 V物 =112.00 升式中可见，当鼓风中的氧由 21%上升到 25%时，虽然燃烧同样的碳，产生同样的热量，但燃 烧产物的体积下降了 13.23%，这样就便于高炉强化。初期用氧就是为高炉强化冶炼的。

9、富 氧率提高之后， 燃烧产物减少， 带到上部去的热量也少了，高炉热量集中在下部区域， 产生 下热上凉现象。 而高炉喷煤多， 理论燃烧温度下降多，高炉产生下凉上热现象，如果两者适 当配合，使高炉内的温度分布趋于均匀，有利于整个高炉冶炼过程的进行。氧气制备在实验室用含氧化合物分解制备。 工业上一般采用分馏法制备， 由于当初冶金工厂 的氧主要为炼钢转炉准备的， 转炉要求氧纯度达到 99.5%以上，而高炉用氧对纯度要求不严。 制备高纯度的氧能耗大， 合理的方案应该单为高炉配备制氧机， 现在国内已有个别厂用变压 吸附的方式为高炉配备了制氧机。天津铁厂用液氧压缩技术，为高炉配备了一台 15000m3/h

10、制氧机，由于其出塔压力即可达到 0.6mpa ，可直送高炉，不采用加压再减压的流程，氧的 成本较低，仅 0.32 元/m3（正常的 0.48 元/ m3 ）已正常使用六年多了，敬业高炉使用的仍 然是炼钢余氧，但由于氧气供应能力大，高炉可以使用较多的氧气来提高产量，增加煤比。二、 富氧对高炉冶炼过程影响高炉鼓风含 O2 提高之后，能加速高炉风口前的燃烧过程，提高理论燃烧温度，强化高炉冶 炼，增加高炉煤比，但其和高炉提高风温不同，它不能带入附加的热量，其影响如下：1、提高高炉冶炼强度由于鼓风含 O2提高之后， 高炉燃烧焦炭和煤粉的能力提高， 也就是提高了高炉的冶炼强度， 由于鼓风和富氧含纯氧不同，

11、 富氧率提高 1%，能提高冶炼强度 4.76%，也就是说高炉产量按 理论计算应提高 4.76%。2、高炉富氧有利于炉况顺行高炉富氧后，由于燃烧同样的碳，其燃烧产物量下降，在一定的条件下相当于高炉减风，炉 内煤气上升阻力减少，有利于高炉顺行，如果保持原有的煤气量，则相当于高炉加风。 对高炉焦比的影响高炉富氧对高炉综合焦比影响有好有坏， 一般变化不大， 但由于富氧后，煤比大大提高，可 促使焦比降低。4、高炉富氧之后，能提高高炉煤气的热值富氧后，由于煤气中 N2 量减少，有效的 CO、H2 相对增加，能提高煤气的热值，鞍钢统计富 氧 1%，高炉煤气的热值提高 3.4%，热风炉反应好烧炉。5、高炉富氧

12、更有利于冶炼能耗高的铁种对于综合焦比很高铸造铁、 硅铁等耗热量大的铁种， 不仅能大大降低其燃耗， 还能提高其产 量。敬业高炉富氧是在氧气富余的条件下进行，预计 8 月 15 日第三台制氧投产， 9 月 1 日高炉 必须应用富氧来大幅度提高生铁产量，满足炼钢生产。将增煤比放在第二位，适当增煤，使 风口理论燃烧温度维持合理水平，保高炉顺行。高炉富氧供氧方法和安全用氧目前高炉富氧供氧方式分为三种， 第一种机前供氧， 即将氧气送入鼓风机吸风口和鼓风一起 加压，经送风系统进入高炉风口内，国外有使用此种办法的，国内没有，第二种方式，机后 供氧， 即在鼓风从风机主管出来之后， 在放风阀前某处， 将氧气加入和

13、冷风混合经加热送入 炉内， 这是国内大多数厂家使用的办法， 第三种实际也是机后供氧， 在炉台通过氧煤枪和煤 粉混合，直送风口前，目的是提高局部区域氧浓度，使煤粉更完全燃烧，鞍钢作高煤比试验 时用过，攀钢用过，包钢试验时也用过。天津铁厂5#高炉有一套比较完整的氧煤枪供氧装置，由于安全原因，未敢使用，在 2003 年该高炉改造性大修已拆除。现在有的厂家应用的 氧煤枪介质实际是压缩空气， 因为从理论研究和实验室试验并不能证明这种方法， 局部区域 含 O2升高， 只要氧和空气混合， 立即能达到均匀混合的程度， 而且是在极短的时间内完成。敬业高炉富氧采用机后供氧的方法。从氧气厂来氧压力为1.6mpa，经

14、两次减压进入冷风管道，高炉工长只要控制氧气压力调节阀即可达到所需的供氧量比较方便。高炉应用富氧冶炼一定要保证安全生产， 国内高炉在应用富氧时造成过燃爆， 导致人员伤亡， 还有的厂在初次应用富氧时， 由于氧气流量表不准， 使实际供氧大大增加， 而大量的烧坏高 炉风口，它不是渣铁烧坏的，而是高温的气体将其熔蚀、烧坏的。应用氧气发生安全事故的原因， 一者氧气本身就是强氧化剂， 易燃易爆。二者使用不当，特 别是送氧初期开启最后一道阀门， 瞬间氧气流速极高， 若管道内有残存的尘粒， 铁锈片等杂 物，也随氧气在管道内高速流动和管壁摩擦， 产生火花， 使氧气和金属铁迅速反应生成 FeO， 温度高，其为液体状

15、态在管道内流动，使管壁变薄而爆裂，再引燃其他物质。因此，为防止 事故氧气管道阀门必须干净， 经过强度和严密性试验， 脱脂和严格吹扫， 不使管内有残留杂 物。再者在开启氧气阀门前在管道内充N2，能减少阀门前后的压差， N2 也能熄灭火源，等氧气阀门全开，氧气接通后关闭充N2 阀门。用氧虽然危险，只要按操作规程正确使用，还是可以安全应用富氧和富氧喷吹煤粉技术的。 氧量调整一般高炉是逐步提高的， 敬业高炉用氧也需遵循此原则， 但由于生产任务要求， 进 行速度应快些，使大高炉供氧量尽快达到2500 m3/h（富氧率 2.32%）, 尽量多增产，满足炼钢要求为企业完成全年生产任务作贡献。高炉使用氧气安全注意事项1、首先供氧设备保证合乎要求， 系统用四氯化碳清洗并用 N2 或干燥压缩空气吹扫，经过严密性和强度试验合格。2、正确使用， 即按技术规程用氧， 特别是初次送氧有关领导应亲自指挥，开启阀门顺序正确，先通 N2隋化。3、用氧高炉及其周围环境干净，不能有油污及其他易燃品、劳保品、工具亦要无油污，注意防止静电。4、快速切断阀能在非常状态下， 迅速关闭， 切断氧源。在支系统中， 10 号阀（小高炉为 21 号阀）在氧气压力 <0.