高炉提高风温的技术措施培训

高炉提高风温的技术措施培训CONTENTS目录01高风温技术概述02热风炉设备概况03提高风温的技术措施04燃烧系统优化CONTENTS目录05蓄热室热交换强化06工业实践案例分析07效果分析与效益评估08问题与展望01高风温技术概述高风温技术的定义与作用高风温技术的定义高风温技术是通过提高鼓风温度强化高炉冶炼的核心工艺，通过增加鼓风物理热替代焦炭燃烧供热，是高炉节能降耗的关键手段。高风温技术的节焦作用每提高100℃风温可降低焦比15-20kg/t铁，德龙钢铁6#高炉通过技术攻关使风温从1030℃提升至1194℃，显著降低了焦比。高风温技术的增产作用高风温能提升高炉产量，每提高100℃风温可使产量提升3%，迁钢2号高炉应用高风温技术后产能得到显著增加。高风温与喷煤的协同作用高风温可补偿煤粉分解吸热，提高煤焦置换比至0.8-1.0kg/kg范围，德龙钢铁喷煤量提高到160Kg/t时，风温提高近200℃。风温对高炉冶炼的影响降低焦比，节约能源

高风温是高炉最廉价、利用率最高的能源，每提高100℃风温约降低焦比4%-7%。据行业数据，每提高100℃风温可降低焦比15-20kg/t铁，有效节约焦炭消耗。提高高炉产能

风温提升能加快炉内反应速率，促进间接还原反应，每提高100℃风温可使高炉产量提升3%左右，增强高炉生产效率。促进喷煤量增加

高风温可补偿煤粉分解吸热，提高理论燃烧温度，有利于喷煤量的增大。实践表明，喷煤后风温可提高近120℃，富氧条件下煤比达160Kg/t时风温可提高近200℃。改善煤气利用

高风温有助于优化煤气分布，提高煤气利用率。例如德龙钢铁6#高炉通过优化操作，煤气利用率由42%提高到44%左右，最高时达47%。国内外高风温技术发展现状

国际高风温技术发展概况国际先进水平风温可达1200-1350℃，日本君津厂4350m³高炉稳定保持1350℃风温水平，煤气利用率提升至49.5%。

国内高风温技术发展历程我国高风温技术起步较晚，1997年重点企业平均风温达1047℃，2010年后首钢京唐5500m³高炉通过顶燃式热风炉实现1300℃突破，迁钢公司2009年达1259℃并稳定至1280℃。

国内外风温水平差距分析截止2012年，国内≥1200℃风温高炉占比不足20%，主要受限于热风炉寿命（一般8-12年）及维护成本，与国际先进水平存在150-200℃差距。

国内典型企业高风温实践案例宝钢4500m³高炉1997年实现1220-1250℃风温，焦比≤280kg/t；德龙钢铁6＃高炉2007年8月投产后，通过技术攻关半年内风温从1030℃提升至1194℃。02热风炉设备概况热风炉类型及结构特点卡鲁金顶燃式热风炉德龙钢铁6#高炉引进俄罗斯卡鲁金顶燃式热风炉技术，采用三座旋切球顶燃式设计，燃烧器安装于拱顶上部，高炉煤气旋流式、助燃风喷射式进入燃烧器，预燃室煤气与空气流旋流切割实现安全燃烧，设计风温≥1150℃（空气预热150℃）。蓄热室结构参数蓄热室高度21.84米，内砌37孔格子砖，上部采用92层高铝砖（高度10840mm），下部为90层粘土砖（高度11000mm），每座热风炉加热面积26572m²，每立方米高炉有效容积加热面积达133m²。高效换热与节能设计配置热管式换热器，利用热风炉烟气将助燃空气预热至150℃（最高可达250℃以上），废气温度控制在250—350℃，显著提升理论燃烧温度，同时采用复合型隔热材料减少管道温降≤1℃/m。主要技术参数与性能指标01热风炉基础参数德龙钢铁6号高炉配备3座卡鲁金顶燃式热风炉，全高38545mm，炉壳上部内径Ф6596mm，下部Ф6200mm，蓄热面积断面积21.68m²。02格子砖结构参数蓄热室高度21840mm，采用37孔格子砖，厚度120mm。其中高铝格子砖92层共10840mm，粘土格子砖90层共11000mm，每立方米格子砖加热面积56.12m²。03加热能力指标每座热风炉格子量663吨，加热面积26572m²。高炉有效容积加热面积达133m²/m³，有效容积占有量3.43t/m³，设计风温≥1150℃（空气预热150℃）。04运行参数控制热风炉废气温度控制在250—350℃，助燃空气经热管式换热器预热后温度可达200℃以上，最高达250℃，空气过剩系数控制在1.05-1.1范围。关键部件及作用

顶燃式燃烧器采用旋流式高炉煤气与喷射式助燃风设计，通过预燃室旋流切割实现安全燃烧，如德龙6号高炉卡鲁金顶燃式热风炉，保障拱顶温度稳定达1350℃以上。

蓄热室格子砖21.84米高蓄热室采用37孔格子砖结构，上部10840mm高铝砖与下部11000mm粘土砖组合，单座加热面积26572m²，每m³格子砖加热面积56.12m²，强化蓄热放热效率。

热管式换热器利用热风炉烟气余热预热助燃空气，德龙高炉实践中预热温度达200-250℃，显著提升理论燃烧温度，为空煤气双预热提供关键设备支持。

液压传动阀门系统主要阀门采用液压传动控制，配合三座热风炉交错并联操作，实现换炉风压波动≤10KPa，缩短送风周期至1小时，保障风温稳定供应。03提高风温的技术措施优化高炉操作制度

稳定炉况：高炉接受高风温的前提长期稳定顺行的炉况是使用高风温的前提。投产初期，炉况常出现风压风量不适应、顶压波动大（20-30KPa）、煤气流不稳、透气性差等问题，燃料比高达560Kg/t左右，风温仅能用到1030℃左右。

装料制度优化：发展中心气流，抑制边缘通过装料制度调整，由单环变双环并过渡到多环，调整α矿和α焦角度（如α矿从308°逐步调整至354°→332°→302°，α焦从298°调整至345°→303°→261°），并加大矿批（由开炉13吨至20吨左右），煤气利用率由42%提高到44%左右，最高达47%。

送风制度优化：活跃炉缸，合理初始气流本着上下部调剂相结合原则，以活跃炉缸、形成合理初始气流为目标，确定合理送风面积。炉缸均匀活跃后，高炉顺行状况改善，接受高风温能力显著提高。

统一操作：稳定最高送风温度严格遵循上料制度与送风制度、热制度与造渣制度相适应的原则，用煤量代替风温调剂炉况，统一认识与操作，稳定最高送风温度，为高风温使用创造条件。提高煤比与富氧技术

煤比与风温的协同提升效应高风温可补偿煤粉分解吸热，促进煤粉燃烧，每提高100℃风温可提高煤比15-20kg/t；喷煤量增加又能缓冲风口理论燃烧温度，为更高风温使用创造条件。

喷煤系统对风温利用的促进作用德龙钢铁6#高炉喷煤系统投用后，风温提高近120℃；富氧条件下煤比提升至160Kg/t时，风温较喷煤前提高约200℃，实现风温与煤比的双向优化。

富氧技术强化风温利用效率富氧可提高燃烧强度和理论燃烧温度，配合高风温技术可显著提升煤粉燃烧效率。工业实践表明，富氧率每增加1%，可允许风温提高约30-50℃，同时降低焦比2-3kg/t。助燃空气预热技术

01预热技术的作用与原理助燃空气预热技术利用热风炉烟气余热加热助燃空气，提高理论燃烧温度，是提升风温的关键手段。每提高100℃助燃空气温度可使风温提升约30-50℃，同时降低燃料消耗。

02热管式换热器的应用实践德龙钢铁6#高炉采用热管式换热器，将助燃空气预热至200℃，废气温度较高时可达250℃以上，显著提升热风炉热效率，为风温达到1194℃提供重要支持。

03双预热技术的协同效应空煤气“双预热”技术通过同时预热助燃空气和煤气，可使预热温度达500℃以上，鼓风显热提升25%。分离式热管换热器在该技术中表现优异，能有效回收烟气余热。

04预热系统的操作控制要点需设置预混系统调控助燃空气温度，解决热调热控问题，确保燃烧稳定。德龙钢铁通过优化操作使预热后助燃空气温度稳定在200℃左右，保障高风温长期稳定运行。规范工艺操作与周期管理制定关键工艺参数标准明确拱顶温度≤1350℃、烟道温度控制在350℃（最高不超过400℃）、换炉风压波动≤10KPa、煤气压力≥5KPa、空气过剩系数1.05-1.1，确保燃烧稳定与热效率。优化热风炉工作周期缩短送风时间，如从2小时调整为1小时，可提高风温50-70℃；合理增加换炉次数，要求每班（8小时）完成8炉次操作，强化热风炉蓄热与放热效率。加强操作管理与考核机制提升热风工与高炉操作者技术水平，强化设备点检与责任心，通过建立考核制度确保高风温稳定使用，减少因操作不当导致的风温波动。热风炉结构参数优化炉型结构设计优化采用顶燃式设计如卡鲁金顶燃式热风炉，优化燃烧室与蓄热室空间布局，促进热烟气均匀分布，提升热交换效率，设计风温可达≥1150℃。耐火材料性能提升高温区采用莫来石-硅线石砖、优质硅砖（荷重软化点1650℃），中温区用低蠕变高铝砖，低温区用致密黏土砖，提高耐高温性能与蓄热能力。蓄热体结构改进采用37孔格子砖，上部高铝砖92层（10840mm）、下部粘土砖90层（11000mm），每立方米格子砖加热面积达56.12m²，增强蓄热与放热能力。预热系统配置优化设置热管式换热器，利用烟气余热将助燃空气预热至150-250℃，提高理论燃烧温度，为高风温提供条件，如德龙钢铁6#高炉应用后风温显著提升。耐火材料与蓄热体改进

分区耐火材料选型优化高温区采用莫来石－硅线石砖、优质硅砖（荷重软化点1650℃）及低蠕变高密度硅砖；中温区使用低蠕变高铝砖；低温区选用致密粘土砖，满足不同区域热工需求。

蓄热体格子砖结构升级推广七孔格砖，格孔尺寸缩小至43mm，单位体积蓄热面积达38.07m²/m³，较五孔砖提升54.5%，增强换热效率并降低砖体重量。

高辐射涂层技术应用在高温区格子砖表层涂覆微纳米高温远红外节能涂料，将蓄热体发射率提高至0.9以上，强化辐射换热，提升蓄热与放热能力，降低燃料消耗。

球式热风炉蓄热体创新小高炉采用耐火球代替格子砖，直径40mm耐火球单位体积热交换面积达87.75m²/m³，形成强烈紊流，有效冲破附面层，威远钢铁3号高炉应用后风温稳定达1200℃以上。04燃烧系统优化高效能陶瓷燃烧器技术

技术核心优势通过结构创新实现煤气与助燃空气的良好混合和均匀喷出，合理组织燃烧，可将空气过剩系数降低至≤1.02，显著减少废气量，提高理论燃烧温度。

对风温提升的作用使燃烧烟气的温度最高点出现在热风炉拱顶部位，有利于提高拱顶温度和热风温度，是燃用低热值高炉煤气（热值约3000kJ/m³标准状态）获得高风温的有效措施。

与其他技术的协同需与助燃空气和煤气“双预热”技术相结合，弥补单一技术的不足，充分发挥提高理论燃烧温度的作用，进一步提升风温水平。空煤气双预热技术技术原理与作用空煤气双预热技术是通过利用热风炉烟气余热或附加燃烧产生的热量，同时对助燃空气和煤气进行预热，提高二者带入的物理热，从而提升理论燃烧温度，为提高风温创造条件。主要实现方式一种是利用热风炉自身余热，通过分离式热管换热器等装置同时预热助燃空气和煤气；另一种是采用附加燃烧预热，即建造燃烧炉产生烟气与热风炉废气混合后进入换热器预热空煤气。技术优势该技术能显著提高理论燃烧温度，弥补单一预热技术的不足，与高效能陶瓷燃烧器结合可充分发挥提高风温的潜力，是实现高风温的重要协同技术之一。应用注意事项对于新建热风炉，需规划燃烧炉及空煤气管道空间；对在用热风炉，空间限制可能是主要问题，同时附加燃烧预热技术需消耗额外动力。燃烧控制与调节方法

优化空气过剩系数采用高效能陶瓷燃烧器，将空气过剩系数控制在1.05-1.1范围，减少废气带走热量，提高理论燃烧温度。实践表明，空气过剩系数从1.20降低到1.02可使理论燃烧温度提高约100℃。

稳定煤气与助燃空气预热温度利用热管式换热器将助燃空气预热至200℃以上（废气温度较高时可达250℃），通过双预热技术使煤气和空气温度提升至500℃以上，显著增加燃烧物理热输入。

合理控制燃烧周期与换向操作缩短送风周期至1小时，增加换炉次数（如每班8炉次），减少风温降落幅度。换炉时控制风压波动不大于10KPa，确保热风温度稳定，避免炉况波动。

强化燃烧过程监测与反馈实时监控拱顶温度（控制≤1350℃）和烟道温度（350-400℃），通过液压传动阀门精确调节煤气与助燃风流量，保证燃烧均匀稳定，提升热效率。05蓄热室热交换强化气流分布均匀性改善

气流分布现状与影响蓄热室内气流分布不均匀，横截面上配气均匀度通常仅为40%～67%，导致格子砖换热面积未充分利用，影响风温提升。

均匀配气技术措施采用冷风均匀配气与烟气均匀配气措施，通过优化蓄热室构造设计，确保格子砖孔中气流均匀分布，提升整体热交换效率。

球式热风炉的应用优势球式热风炉采用耐火球代替格子砖，单位体积球床热交换面积可达43.88-87.75m²/m³，通过分割气流形成强烈紊流，有效提高传热系数，如威远钢铁厂3号高炉球式热风炉拱顶温度达1300℃，稳定风温1200℃以上。格子砖结构与材质优化

格子砖结构参数优化采用格孔小、厚度薄的格子砖可增大单位体积蓄热室换热面积，如七孔格砖单位体积蓄热面积达38.07m²，较五孔砖提升54.5%，同时促进气流紊流以提高传热系数。

高铝与粘土格子砖组合应用蓄热室上部采用92层高铝格子砖（高度10840mm）增强高温区蓄热能力，下部使用90层粘土格子砖（高度11000mm）适应中低温环境，每座热风炉格子砖总量达663吨。

高辐射涂层技术应用在高温区格子砖表层涂覆微纳米高温远红外节能涂料，可将蓄热体发射率提高至0.9以上，强化辐射换热，提升蓄热和放热速度，助力风温提高。

球式蓄热体创新应用小球径（40mm）耐火球单位体积热交换面积达87.75m²，远超传统格子砖，通过强烈紊流冲破附面层，如威远钢铁球式热风炉实现1300℃拱顶温度及1200℃以上稳定风温。球式热风炉应用技术

01球式热风炉结构特点球式热风炉采用耐火球作为蓄热体，与传统格子砖相比，具有单位体积热交换面积大的优势。例如，直径40mm耐火球的单位体积热交换面积可达87.75m²/m³，远高于传统格子砖。

02球式热风炉传热优势耐火球床内气流形成强烈紊流，能有效冲破附面层，提高传热系数。同时，众多耐火球将气流分割成狭小曲折通道，增强了对流传热效果，有助于提升风温。

03球式热风炉工业应用案例威远钢铁厂3号高炉球式热风炉1995年投入运行后，拱顶温度达1300℃，能够长时间稳定地使用1200℃以上的风温，展现了其在高风温应用中的潜力。

04球式热风炉适用场景球式热风炉尤其适用于小高炉，在高炉单位炉容所需蓄热室热交换面积相同的前提下，可降低热风炉高度，减小炉壳散热损失，有利于风温提高。06工业实践案例分析德龙钢铁6#高炉实践项目背景与目标德龙钢铁6#高炉2007年8月8日投产，初期喷煤系统未建成，风温仅1030℃。通过技术攻关，半年多时间将风温提升至1194℃，实现降本增效。热风炉设备配置引进俄罗斯卡鲁金顶燃式热风炉技术，采用3座旋切球顶燃式热风炉，设计风温≥1150℃（空气预热150℃）。配置热管式换热器预热助燃空气，蓄热室高21.84米，内砌37孔格子砖（上部高铝砖，下部粘土砖）。关键技术措施应用优化高炉操作制度，装料制度从单环变为多环，矿批由13吨加大至20吨，煤气利用率从42%提升至47%；提高煤比至160Kg/t，富氧率达1.24%；规范热风炉操作，拱顶温度控制≤1350℃，烟道温度≤400℃，缩短送风周期至1小时。实施效果与指标提升风温从1030℃提升至1194℃，焦比从560Kg/t降至361Kg/t，综合焦比降至485.6Kg/t，高炉利用系数达2.06t/m³·d，实现显著的节能降耗与产能提升。迁钢2号高炉实践高风温技术设备引进迁钢2号高炉在建设初期，引进了先进的高风温技术设备，如高温风机、高温热交换器等，为高风温技术实践奠定了基础。炉温提高的实现手段通过增加高温燃烧器、优化风口结构和增加风量等手段，迁钢2号高炉成功实现了高炉炉温的提高，有利于冶炼工艺改进和炉内反应速率提升。焦炭率降低的成果应用高风温技术后，迁钢2号高炉焦炭率降低，这是由于高风温增加炉内气体活性，促进焦炭氧化与还原反应，提高了焦炭利用率。产能提升的效益高风温技术提高了迁钢2号高炉炉内反应速率，加快冶炼速度，显著增加了高炉产能，提升了高炉的经济效益。宝钢高炉高风温应用

风温水平与焦比控制宝钢4500m³高炉在1997年实现1220-1250℃风温，配合先进操作技术，焦比控制在280kg/t以下，达到国际先进水平。

热风炉技术支撑宝钢高风温应用依托顶燃式热风炉结构及高效蓄热技术，通过优化燃烧与换热系统，为稳定高风温提供设备保障。

综合节能效果在风温1150℃以上配合喷煤150kg/t的工况下，宝钢高炉实现了显著的节能降耗，为钢铁行业高风温技术应用树立标杆。07效果分析与效益评估风温提升对指标的影响

对焦比的影响高风温是高炉最廉价、利用率最高的能源，每提高100℃风温约降低焦比4%-7%。如德龙钢铁6#高炉通过风温提升，配合喷煤等措施，焦比逐步降低，2008年3月综合焦比降至485.6kg/t。

对煤比的影响高风温可补偿煤粉分解吸热，促进煤粉燃烧，与喷吹燃料形成工艺互补。德龙钢铁6#高炉喷煤后风温提高近120℃，富氧后煤比提高到160Kg/t时，风温较喷煤前提高近200℃左右。

对高炉利用系数的影响风温提升能提高炉内反应速率，加快冶炼速度，从而提高高炉利用系数。德龙钢铁6#高炉投产初期利用系数较低，随着风温从1030℃提升至1194℃，利用系数逐步提高，2008年2月达到2.06t/m³.d。

对煤气利用率的影响风温提升有助于优化煤气分布，改善还原条件，促进间接还原反应，从而提高煤气利用率。德龙钢铁6#高炉通过优化操作制度等措施，煤气利用率由42%提高到44%左右，最高时达47%。节能减排效果分析风温提升对焦比的影响高风温是高炉最廉价、利用率最高的能源，每提高100℃风温约降低焦比4%-7%。德龙钢铁6#高炉通过技术措施使风温从1030℃提升至1194℃，显著降低了焦比。风温与喷煤量的协同效益高风温可补偿煤粉分解吸热，促进煤粉燃烧。德龙钢铁6#高炉喷煤后风温提高近120℃，富氧后煤比达160Kg/t时风温提高近200℃，实现了煤比提升与风温提高的良性循环。主要技术指标改善情况根据德龙钢铁6#高炉数据，2007年8月至2008年3月，风温从1038℃提升至1194℃，焦比从573.3Kg/t降至361.0Kg/t，综合焦比从573.3Kg/t降至485.6Kg/t，煤气利用率从42%提高到47%，节能减排效果显著。经济效益评估

风温提升对焦比的影响每提高100℃风温可降低焦比4%-7%，德龙钢铁6#高炉通过风温提升，配合喷煤量增加，综合焦比从投产初期的560Kg/t降至485.6Kg/t。

产能提升与煤比优化高风温促进喷煤量提升，德龙钢铁6#高炉煤