高爐熱風(fēng)爐技術(shù)措施

燃燒理論和生產(chǎn)實(shí)踐已證實(shí)，提高煤氣熱值是提高風(fēng)溫的有效措施。而國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)高熱值煤氣燃料缺乏是高風(fēng)溫的主要制約因素之一。為實(shí)現(xiàn)高風(fēng)溫，鋼鐵企業(yè)應(yīng)采取了以下針對(duì)性技術(shù)措施：

一是采用煤氣、助燃空氣低溫雙預(yù)熱技術(shù)。該技術(shù)利用助燃空氣和煤氣通過(guò)熱管換熱器對(duì)熱風(fēng)爐進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)預(yù)熱溫度達(dá)到200℃時(shí)，可以提高熱風(fēng)爐的理論燃燒溫度和拱頂溫度。首鋼3號(hào)高爐采用煤氣、助燃空氣雙預(yù)熱技術(shù)以后，風(fēng)溫提高了50℃～70℃。

二是采用高爐煤氣低溫預(yù)熱及助燃空氣高溫預(yù)熱技術(shù)。利用熱風(fēng)爐煙氣余熱，通過(guò)分離式熱管換熱器將熱風(fēng)爐用高爐煤氣預(yù)熱到200℃；利用卡式助燃空氣預(yù)熱爐將助燃空氣預(yù)熱到600℃。京唐公司5500立方米高爐熱風(fēng)爐采用了此技術(shù)。但由于大型高爐煤氣清洗系統(tǒng)處理能力不足，造成煤氣溫度高、飽和水和機(jī)械水含量高，使煤氣熱值嚴(yán)重降低。他們隨后在煤氣管道上配置了旋流脫水裝置，降低了煤氣含水量。實(shí)測(cè)表明這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施，可提高風(fēng)溫15℃～20℃。

三是采用高爐煤氣干法除塵技術(shù)。采用高爐煤氣干法除塵，可顯著減少高爐煤氣中的含水量。在同等條件下，高爐煤氣熱值可提高約200千焦/立方米。

我國(guó)高爐風(fēng)溫水平有顯著提高，新型卡式熱風(fēng)爐利用高爐煤氣即可達(dá)到1250℃以上的高風(fēng)溫，并且正在發(fā)展1300℃以上的高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐。我國(guó)熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜，還有大量的內(nèi)燃式、外燃式熱風(fēng)爐處于待改造階段。結(jié)合國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)的實(shí)情，推廣引進(jìn)新型高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐技術(shù)，高效利用低熱值高爐煤氣實(shí)現(xiàn)高風(fēng)溫將是煉鐵工作者今后工作的重點(diǎn)。

現(xiàn)代高爐多采用蓄熱式熱風(fēng)爐，因此，提高熱風(fēng)爐傳熱效率對(duì)提高風(fēng)溫有著重要意義。而增加格子磚的加熱面積是提高傳熱能力的重要技術(shù)措施之一。卡盧金公司首先發(fā)明并正在著力推廣的20毫米孔徑格子磚，與常規(guī)的30毫米孔徑格子磚相比，單位體積加熱面積由48平方米/每立方米提高到64平方米/每立方米，并且在熱風(fēng)爐整個(gè)運(yùn)行期間不會(huì)發(fā)生渣化現(xiàn)象。

熱風(fēng)爐耐火材料內(nèi)襯在高溫、高壓環(huán)境下的工作條件十分惡劣。為了使熱風(fēng)爐滿足高風(fēng)溫的要求，延長(zhǎng)其使用壽命，對(duì)熱風(fēng)爐耐火材料的質(zhì)量以及砌體的設(shè)計(jì)都有很嚴(yán)格的要求。如何根據(jù)熱風(fēng)爐各部位的工作溫度、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、受力情況及化學(xué)侵蝕的特點(diǎn)，選用不同性能的耐火材料，是鋼鐵企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。

此外，加強(qiáng)熱風(fēng)爐熱風(fēng)管系的受力分析與計(jì)算，對(duì)熱風(fēng)管路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，也是提高風(fēng)溫的重要措施。對(duì)承受高風(fēng)溫、高壓管道的波紋補(bǔ)償器以及管道支架的設(shè)置應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的受力分析，特別是對(duì)承受高溫?zé)崤蛎浳灰坪透邏寒a(chǎn)生的壓力位移的管道，在設(shè)計(jì)中要給予充分的重視。

在加熱期內(nèi)，在限定燃燒時(shí)間和熱風(fēng)爐拱頂溫度后,應(yīng)盡量縮短達(dá)到規(guī)定拱頂溫度的時(shí)間,即縮短加熱期,這樣可以使蓄熱期延長(zhǎng),使熱風(fēng)爐內(nèi)存儲(chǔ)較多的熱量,降低送風(fēng)時(shí)風(fēng)溫的波動(dòng)。在蓄熱期內(nèi)，除了保證拱頂溫度不變外,還需要考慮廢氣的溫度。熱風(fēng)爐廢氣溫度不能超過(guò)規(guī)定的界限，否則爐篦子支柱將被損壞,使?fàn)t體壽命降低,而且使熱損失增加。欲使廢氣溫度降低，主要采用減少煤氣量的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，而煤氣量的減少會(huì)導(dǎo)致拱頂溫度下降、熱風(fēng)爐蓄熱量降低。如何獲得更多的蓄熱量，同時(shí)保持廢氣溫度在規(guī)定界限內(nèi)是熱風(fēng)爐控制急需解決的問(wèn)題。

熱風(fēng)爐燃燒用燃料為高爐煤氣，采用過(guò)?？諝夥ㄟM(jìn)行燃燒控制，在規(guī)定的燃燒時(shí)間內(nèi)，保持最佳燃燒狀態(tài)燃燒；在保證熱風(fēng)爐蓄熱量的同時(shí)，盡量提高熱效率并保護(hù)熱風(fēng)爐設(shè)備。

熱風(fēng)爐燃燒分三個(gè)階段：加熱初期、拱頂溫度管理期和廢氣溫度管理期。

高爐熱風(fēng)爐加熱初期

設(shè)定高爐煤氣流量和空燃比，燃燒至拱頂溫度達(dá)到拱頂管理溫度后，轉(zhuǎn)入拱頂溫度管理期。在加熱初期內(nèi)，高爐煤氣流量和助燃空氣流量均為定值進(jìn)行燃燒。

在燃燒初期，為了保證空氣先行而不冒黑煙，需給空氣流量調(diào)節(jié)閥一個(gè)初期開(kāi)度以防止煤氣先行而冒黑煙。同時(shí)為避免燃燒一開(kāi)始，就有大量的煤氣流量產(chǎn)生，所以需給煤氣流量調(diào)節(jié)閥一個(gè)初期開(kāi)度即煤氣流量模糊調(diào)節(jié)單元、空氣流量模糊調(diào)節(jié)單元均選擇右邊煤氣初期開(kāi)度設(shè)定單元及空氣初期開(kāi)度設(shè)定單元，同時(shí)將廢氣溫度模糊調(diào)節(jié)單元、空燃比模糊設(shè)定單元設(shè)為手動(dòng)。拱頂溫度開(kāi)始迅速上升，當(dāng)檢測(cè)拱頂溫度上升到接近要求溫度時(shí)，將空燃比模糊設(shè)定單元置成自動(dòng)， 檢測(cè)到的煤氣流量經(jīng)煤氣流量模糊調(diào)節(jié)單元輸出后乘以空燃比模糊設(shè)定單元輸 出的空燃比，從而獲得空氣流量設(shè)定值。在空氣流量模糊調(diào)節(jié)單元內(nèi)，空氣流量 設(shè)定值與檢測(cè)到的空氣流量實(shí)際值進(jìn)行比較，從而決定空氣流量調(diào)節(jié)閥的大小。 當(dāng)進(jìn)入蓄熱期后，將廢氣溫度模糊調(diào)節(jié)單元置為自動(dòng)，通過(guò)低選單元獲得煤氣流 量給定值，與檢測(cè)到的煤氣流量進(jìn)行比較，從而決定煤氣流量調(diào)節(jié)閥的大小。設(shè) 置低選單元的目的是為了安全起見(jiàn)， 保證通過(guò)廢氣溫度模糊調(diào)節(jié)單元產(chǎn)生的煤氣 流量設(shè)定值低于最大煤氣流量設(shè)定值。在燃燒期內(nèi)，控制的主要目標(biāo)是維持拱頂 溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，在蓄熱期內(nèi)，控制的主要目標(biāo)變?yōu)閺U氣溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)煤氣 流量的大小使廢氣溫度控制在350℃內(nèi)，當(dāng)廢氣溫度達(dá)到350℃時(shí)，發(fā)出燃燒完 悶爐信號(hào)，熱風(fēng)爐轉(zhuǎn)悶爐狀態(tài)。

高爐熱風(fēng)爐拱頂溫度管理期

保持高爐煤氣流量不變，以拱頂溫度控制空燃比，增大助燃空氣流量，將拱頂溫度保持在拱頂目標(biāo)溫度附近，燃燒至廢氣溫度達(dá)到廢氣管理溫度后，轉(zhuǎn)入廢氣溫度管理期。在拱頂溫度管理期內(nèi)，高爐煤氣流量為定值進(jìn)行燃燒，助燃空氣流量進(jìn)行變化以控制拱頂溫度。

注：熱風(fēng)爐在蓄熱期的模糊控制，當(dāng)拱頂溫度迅速上升到其上限目標(biāo)后，進(jìn)入蓄熱期，又叫做拱頂溫度管理期。進(jìn)入管理期后，需保持拱頂高溫，保證蓄熱室充分蓄熱。管理期燃燒系統(tǒng)的控制尤其重要，從管理期開(kāi)始進(jìn)行模糊控制，使得廢氣溫度按恒定速率上升，蓄熱室能夠充分蓄熱且煤氣利用率最高。當(dāng)廢氣溫度達(dá)到上限時(shí)，停止加熱。

高爐熱風(fēng)爐廢氣溫度管理期

依據(jù)廢氣溫度逐漸減小煤氣流量，同時(shí)以拱頂溫度調(diào)節(jié)控制助燃空氣流量，將拱頂溫度保持在拱頂目標(biāo)溫度附近，至廢氣溫度達(dá)到廢氣目標(biāo)溫度后，如果熱風(fēng)爐燃燒制選擇為“廢氣溫度到”，則燃燒過(guò)程結(jié)束；如果選擇為“燃燒時(shí)間到”，則調(diào)節(jié)煤氣流量減小到僅供熱風(fēng)爐保持熱狀態(tài)的需要，直到燃燒時(shí)間到時(shí)燃燒過(guò)程結(jié)束。

根據(jù)實(shí)踐，現(xiàn)代大型高爐配置3～4座熱風(fēng)爐比較合理。

大型高爐如果配置4座熱風(fēng)爐，可以實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)并聯(lián)送風(fēng)，實(shí)踐證明，在不提高熱風(fēng)爐拱頂溫度前提下，能提高送風(fēng)風(fēng)溫20℃～50℃。在爐役的中后期，還可以在1座熱風(fēng)爐檢修的情況下，采用另外3座熱風(fēng)爐工作，使高爐生產(chǎn)不會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的波動(dòng)。國(guó)內(nèi)外許多大型高爐都配套建設(shè)了4座熱風(fēng)爐。

采用3座熱風(fēng)爐可以大幅度降低建設(shè)投資，減少占地面積，也同樣具有非常大的吸引力。3座熱風(fēng)爐的操作模式為“兩燒一送”，風(fēng)溫的調(diào)節(jié)控制依靠混風(fēng)實(shí)現(xiàn)，也同樣達(dá)到了高風(fēng)溫的效果，這已經(jīng)是國(guó)內(nèi)外中小型高爐熱風(fēng)爐配置的趨勢(shì)。

現(xiàn)代熱風(fēng)爐的發(fā)展方向是降低投資、延長(zhǎng)熱風(fēng)爐壽命、強(qiáng)化燃燒能力、縮短送風(fēng)時(shí)間、回收廢氣熱量、提高總熱效率。另外，盡量縮短送風(fēng)時(shí)間的操作方式也得到重視，卡盧金公司正在全球推廣的20毫米孔徑格子磚頂燃式熱風(fēng)爐，是這種新型現(xiàn)代熱風(fēng)爐發(fā)展的典型代表，已經(jīng)在俄羅斯北方鋼廠5500立方米高爐、中國(guó)濟(jì)南鋼鐵公司3200立方米高爐等多個(gè)實(shí)際工程項(xiàng)目上應(yīng)用。

熱風(fēng)爐技術(shù)發(fā)展歷程。20世紀(jì)50年代，我國(guó)高爐主要采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃式熱風(fēng)爐。這種熱風(fēng)爐存在著諸多技術(shù)缺陷，風(fēng)溫較低；20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的外燃式熱風(fēng)爐，將燃燒室與蓄熱室分開(kāi)，顯著地提高了風(fēng)溫，延長(zhǎng)了熱風(fēng)爐壽命。20世紀(jì)70年代，荷蘭霍戈文公司（現(xiàn)達(dá)涅利公司）開(kāi)發(fā)了改造型內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，在歐美等地區(qū)得到應(yīng)用并獲得成功。與此同時(shí)，我國(guó)煉鐵工作者自行研制的無(wú)燃燒室的頂燃式熱風(fēng)爐，并于上世紀(jì)70年代末在首鋼2號(hào)高爐（1327立方米）上成功應(yīng)用。自2002年中國(guó)引進(jìn)的第一座KALUGIN頂燃式熱風(fēng)爐（無(wú)燃燒室的第二代卡式熱風(fēng)爐）投入運(yùn)行，結(jié)構(gòu)先進(jìn)、風(fēng)溫提高、運(yùn)行穩(wěn)定的卡盧金頂燃式熱風(fēng)爐迅速在中國(guó)推廣開(kāi)來(lái)，迄今為止在中國(guó)已經(jīng)有超過(guò)100座原創(chuàng)的卡式熱風(fēng)爐在運(yùn)行，近5年新建的大高爐和超大高爐（例如曹妃甸京唐公司1#、2# 5500立方米高爐）普遍使用了卡式熱風(fēng)爐，在中國(guó)以外的日本、俄羅斯、烏克蘭等國(guó)家也有100多座KALUGIN（卡魯金）頂燃式熱風(fēng)爐投入使用，其中俄羅斯北方鋼廠的5500立方米高爐、日本JFE公司的5000立方米高爐改造工程，都使用了卡式熱風(fēng)爐。頂燃式熱風(fēng)爐是最具發(fā)展?jié)摿Φ臒犸L(fēng)爐。截至，卡式頂燃式熱風(fēng)爐由于具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、氣流分布均勻、布置緊湊、占地面積小、投資省、熱效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，已成為世界上最具發(fā)展?jié)摿Φ臒犸L(fēng)爐。生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，卡式頂燃式熱風(fēng)爐是一種長(zhǎng)壽型的熱風(fēng)爐，完全可以滿足兩代高爐爐齡壽命的要求。但是，國(guó)內(nèi)對(duì)于高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐管系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還存在一些問(wèn)題，耐材質(zhì)量不高、施工質(zhì)量差也日益成為影響熱風(fēng)爐質(zhì)量的關(guān)鍵；針對(duì)國(guó)內(nèi)有的企業(yè)高爐煤氣含水量高、煤氣質(zhì)量差的情況，對(duì)熱風(fēng)爐高溫?zé)犸L(fēng)出口、熱風(fēng)管道的可靠性設(shè)計(jì)，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)；高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐出現(xiàn)后，大高爐接受高風(fēng)溫的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，也正在進(jìn)一步研究中。

前已述及，熱風(fēng)爐是一個(gè)為工藝過(guò)程提供熱風(fēng)的完成燃燒過(guò)程與傳熱過(guò)程的熱工裝置，其結(jié)構(gòu)一定應(yīng)該包含為燃料在其中燃燒的燃燒裝置，和氣流在其中進(jìn)行熱量交換的傳熱裝置。對(duì)于為高爐提供熱風(fēng)的蓄熱式熱風(fēng)爐而言，就必須有實(shí)現(xiàn)燃燒過(guò)程的燃燒室與燃燒器，以及堆放能完成傳熱過(guò)程的蓄熱體的蓄熱室；為了組織氣流和實(shí)現(xiàn)氣流過(guò)程的切換，實(shí)現(xiàn)氣流分配的冷風(fēng)室和各種進(jìn)出口與閥門也是必不可少的。此外，由于高爐所需的熱風(fēng)具有一定的壓力，為此一個(gè)能夠承受壓力的金屬外殼也是必不可少的。因此，熱風(fēng)爐就是一個(gè)在金屬外殼內(nèi)砌筑耐火材料的承壓容器。下面將熱風(fēng)爐的各個(gè)重要組成部分一一加以描述如下。

燃燒器與燃燒室

高爐熱風(fēng)爐的燃燒器基本上都是適于氣體燃料燃燒的裝置。按照氣體燃料燃燒的模式，可分為預(yù)混燃燒的無(wú)焰燃燒器、半預(yù)混燃燒的短焰燃燒器、以及擴(kuò)散燃燒的長(zhǎng)焰燃燒器等。按照其結(jié)構(gòu)的形式可分為圓形燃燒器、矩形燃燒器、環(huán)形燃燒器、以及其他形狀的燃燒器等。按照燃燒氣流的組織形態(tài)可分為旋流燃燒器、直流燃燒器、對(duì)沖燃燒器、回流燃燒器、以及其它組合型流場(chǎng)的燃燒器等。

為了完成燃燒過(guò)程和組織氣流的形態(tài)在燃燒器后提供一個(gè)燃燒空間是必然的，這就是燃燒室。通常不同的燃燒器都配備有不同結(jié)構(gòu)的燃燒室。

蓄熱體與蓄熱室

從燃燒室出來(lái)的煙氣流向下進(jìn)入堆放著蓄熱體的蓄熱室，蓄熱室為豎向放置的筒狀結(jié)構(gòu)。蓄熱體主要以多孔棱柱形的格子磚堆砌而成，或者由球狀耐火球隨機(jī)堆放而成。

爐箅子及其支撐與冷風(fēng)室

蓄熱室中的格子磚或耐火球是放置在蓄熱室底部的爐箅子上，爐箅子本身是由爐箅子橫梁與支柱來(lái)支撐的。爐箅子及其支撐通常由耐熱鑄鐵（RQTSi4Mo，RTCr2等）鑄造加工而成。由于熱風(fēng)爐墻體磚是砌筑在熱風(fēng)爐的爐底的耐熱混凝土基礎(chǔ)上的，這樣爐底到爐箅子之間就有了一個(gè)相應(yīng)的空間，常稱為冷風(fēng)室。通過(guò)此空間，高爐鼓風(fēng)由此進(jìn)入熱風(fēng)爐,再通過(guò)格子磚而被加熱為熱風(fēng)后送入高爐，而從蓄熱體流出的煙氣也通過(guò)它而流進(jìn)熱風(fēng)爐的煙道。因此,冷風(fēng)室是高爐冷鼓風(fēng)進(jìn)入和爐內(nèi)熱煙氣流出的一個(gè)過(guò)渡空間。

熱風(fēng)爐各管口

熱風(fēng)爐因其交替地完成爐內(nèi)蓄熱體的加熱過(guò)程（燃料燃燒與蓄熱體吸熱）與送風(fēng)過(guò)程（冷鼓風(fēng)加熱與蓄熱體放熱），設(shè)置不同氣流的進(jìn)、出口管并設(shè)置閥門以調(diào)節(jié)氣流大小和實(shí)現(xiàn)氣流的切換時(shí)是熱風(fēng)爐完成其向高爐輸送熱鼓風(fēng)所必不可少的裝置。主要管口與閥門為：

煤氣、助燃空氣進(jìn)口管——是接入熱風(fēng)爐燃燒器主要管口，對(duì)于外置式燃燒器他們是由金屬管制成，期內(nèi)進(jìn)行防腐內(nèi)噴涂；如果是進(jìn)入諸如預(yù)燃室或環(huán)形耐材砌筑的陶瓷燃燒器，是采用金屬外殼內(nèi)由耐火磚砌筑而成，因其所處溫度不高，可用普通耐火粘土磚砌筑，對(duì)于溫度變化較大的情況，可采用紅柱石粘土磚砌筑；

煙氣出口管——是煙氣排出的通道，開(kāi)口于冷風(fēng)室的墻體上，通常是在金屬外殼內(nèi)用普通的耐火粘土磚砌筑，金屬外殼一定要采用防腐內(nèi)涂層；

冷風(fēng)進(jìn)口管——冷風(fēng)管可以單獨(dú)設(shè)置，也可以借助煙氣出口而進(jìn)熱風(fēng)爐，其砌筑結(jié)構(gòu)與用材與煙氣出口管一樣。

由于這些管口均采用圓管對(duì)接熱風(fēng)爐圓筒體的幾何結(jié)構(gòu)，也就是大、小圓筒體對(duì)接的形狀，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，多采用組合磚結(jié)構(gòu)（俗稱花瓣磚），用其作為磚體結(jié)構(gòu)的過(guò)度帶，以保證結(jié)構(gòu)的完整性和分散結(jié)構(gòu)應(yīng)力的作用。

高風(fēng)溫是現(xiàn)代高爐的重要技術(shù)特征。提高風(fēng)溫是增加噴煤量、降低焦比、降低生產(chǎn)成本的主要技術(shù)措施。隨著引進(jìn)卡盧金頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)高爐的熱風(fēng)溫度逐年升高，特別是新建設(shè)的一批大高爐（大于2000立方米）熱風(fēng)溫度均超過(guò)1200℃，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。如曹妃甸京唐公司5500立方米高爐采用卡盧金頂燃式熱風(fēng)爐，熱風(fēng)溫度達(dá)到了1300℃的世界水平。

熱風(fēng)爐基本結(jié)構(gòu)。熱風(fēng)爐是為高爐加熱鼓風(fēng)的設(shè)備，是現(xiàn)代高爐不可缺少的重要組成部分?，F(xiàn)代大高爐最常用的是蓄熱式格子磚熱風(fēng)爐，蓄熱式熱風(fēng)爐按燃燒方式可以分為頂燃式，內(nèi)燃式，外燃式等幾種。其工作原理是先燃燒煤氣，用產(chǎn)生的煙氣加熱蓄熱室的格子磚，再將冷風(fēng)通過(guò)熾熱的格子磚進(jìn)行加熱，然后將熱風(fēng)爐輪流交替地進(jìn)行燃燒和送風(fēng)，使高爐連續(xù)獲得高溫?zé)犸L(fēng)。蓄熱式熱風(fēng)爐有燒爐、送風(fēng)兩種主要操作模式：將高爐煤氣燃燒對(duì)蓄熱室的格子磚進(jìn)行加熱，即為“燒爐”操作模式，用蓄熱室格子磚對(duì)冷風(fēng)進(jìn)行加熱并送風(fēng)到高爐，即為“送風(fēng)”操作模式。

先進(jìn)熱風(fēng)爐的特征。高風(fēng)溫、低投資、長(zhǎng)壽命是現(xiàn)代熱風(fēng)爐的基本特征。理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明，頂燃式熱風(fēng)爐是最先進(jìn)的熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)形式，采用頂燃式熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)，可以提高熱風(fēng)爐熱效率、降低設(shè)備投資、延長(zhǎng)熱風(fēng)爐壽命。

熱風(fēng)爐一般采用高爐煤氣加焦?fàn)t煤氣作燃料?，F(xiàn)代熱風(fēng)爐在僅使用高爐煤氣的條件下，采用預(yù)熱助燃空氣和煤氣的方法，也可提高風(fēng)溫至1200~1300℃以上。

高爐熱風(fēng)爐按工作原理可分為蓄熱式和換熱式兩種。

蓄熱式熱風(fēng)爐，按熱風(fēng)爐內(nèi)部的蓄熱體分球式熱風(fēng)爐（簡(jiǎn)稱球爐）和采用格子磚的熱風(fēng)爐，按燃燒方式可以分為頂燃式，內(nèi)燃式，外燃式等幾種，提高熱風(fēng)爐熱風(fēng)溫度是高爐強(qiáng)化冶煉的關(guān)鍵技術(shù)。如何提高風(fēng)溫，是業(yè)內(nèi)人士長(zhǎng)期研究的方向。常用的辦法是混燒高熱值煤氣，或增加熱風(fēng)爐格子磚的換熱面積，或改變格子磚的材質(zhì)、密度，或改變蓄熱體的形狀（如蓄熱球），以及通過(guò)種種方法將煤氣和助燃空氣預(yù)熱。

蓄熱式格子磚熱風(fēng)爐是現(xiàn)代高爐、尤其是大高爐最常用的熱風(fēng)爐形式。

優(yōu)點(diǎn)：換熱溫度高、熱利用率高、工作風(fēng)量大，適合于大高爐生產(chǎn)需要。

缺點(diǎn)：體積大，占地面積大，購(gòu)置成本高。

換熱式熱風(fēng)爐，主是使用使用耐高溫?fù)Q熱器為核心部件，此部件不能使用金屬材質(zhì)換熱器，只能使用耐高溫陶瓷換熱器，高爐煤氣在燃燒室內(nèi)充分燃燒，燃燒后的熱空氣，經(jīng)過(guò)換熱器，把熱量換給新鮮的冷空氣，可使新鮮空氣溫度達(dá)到1000度以上。

優(yōu)點(diǎn)：換熱溫度高，熱利用率高，體積小，購(gòu)置成本低。缺點(diǎn)：換熱溫度沒(méi)有蓄熱式高，使用規(guī)模較小。

熱風(fēng)爐顧名思義就是為工藝需要提供熱氣流的集燃燒與傳熱過(guò)程于一體的熱工設(shè)備，一般有兩個(gè)大的類型,即間歇式工作的蓄熱式熱風(fēng)爐和連續(xù)換熱式熱風(fēng)爐。在高溫陶瓷換熱裝置尚不成熟的當(dāng)今，間歇式工作的蓄熱式熱風(fēng)爐仍然是 熱風(fēng)爐的主流產(chǎn)品。蓄熱式熱風(fēng)爐為了持續(xù)提供熱風(fēng)最起碼必須有兩座熱風(fēng)爐交 替進(jìn)行工作。熱風(fēng)爐被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)的諸多領(lǐng)域，因工藝要求不同、燃料 種類不同、熱風(fēng)介質(zhì)不同而派生出不同用途與不同結(jié)構(gòu)的熱風(fēng)爐。這里要介紹的是為高爐冶煉提供高溫?zé)犸L(fēng)的熱風(fēng)爐，且都是蓄熱式熱風(fēng)爐，因其間歇式的工作方式，必須多臺(tái)配合以實(shí)現(xiàn)向高爐連續(xù)提供高風(fēng)溫。

一般普通的高爐熱風(fēng)爐，投資成本高，而且需要切換，溫度不穩(wěn)定，且體積大，占用面積也大；易堵塞、更換成本高。

然而動(dòng)輒幾百甚至上千萬(wàn)的熱風(fēng)爐讓許多中小型煉鐵廠望塵莫及，因此就讓許多可利用的能源白白地浪費(fèi)掉了。不過(guò)，榮華節(jié)能陶瓷換熱器有限公司生產(chǎn)的陶瓷熱風(fēng)爐已攻克這一難關(guān)。陶瓷熱風(fēng)爐，體積小，熱風(fēng)溫度高，而且穩(wěn)定，適合各種煉鐵企業(yè)使用。

1．在煉鐵高爐煤氣，用熱風(fēng)爐也預(yù)熱助燃空氣，助燃空氣溫度一般情況下可達(dá)到1100——1250度，陶瓷熱風(fēng)爐可以達(dá)到此溫度。

2．使用壽命上，一般情況下陶瓷熱風(fēng)爐是其他熱風(fēng)爐幾倍或幾十倍。

3．使用方法簡(jiǎn)單，直接快捷，并使用壽命長(zhǎng)，投資小，免人工操作，免機(jī)械操作，不漏氣，不堵塞，維修快捷。

（1）燃燒控制

用微機(jī)控制的自動(dòng)燃燒形式和方法很多，應(yīng)用較為普遍的是采用廢氣含氧量修正空燃比，熱平衡計(jì)算、設(shè)定負(fù)荷量的并列調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它是根據(jù)高爐使用的風(fēng)量、需要的風(fēng)溫、煤氣的熱值、冷風(fēng)溫度，熱風(fēng)爐廢氣溫度，經(jīng)熱平衡計(jì)算，計(jì)算出設(shè)定煤氣量和空氣量。燃燒過(guò)程中隨煤氣量的變化來(lái)調(diào)節(jié)助燃空氣量，采用最佳空燃比，盡快使?fàn)t頂溫度達(dá)到設(shè)定值，并保持穩(wěn)定，以逐步地增加蓄熱室的儲(chǔ)熱量，當(dāng)廢溫度達(dá)到規(guī)定值時(shí)(350℃)熱風(fēng)爐準(zhǔn)備換爐。采用廢氣含氧量分析作為系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)，參加閉環(huán)控制，隨時(shí)校正空燃比。

（2）高爐熱風(fēng)溫度的控制

當(dāng)熱風(fēng)爐采用"兩燒兩送"、"一燒二送（最新）"的"交錯(cuò)（叉）熱并聯(lián)"送風(fēng)制度時(shí)，靠調(diào)節(jié)兩座送風(fēng)爐的冷風(fēng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，來(lái)控制先行(涼)爐、后行(熱)爐的送風(fēng)流量，保持高爐熱風(fēng)溫度的穩(wěn)定。使用該制度時(shí)混風(fēng)大閘可以關(guān)閉。當(dāng)熱風(fēng)爐采用"兩燒一送"或"三燒一送"的送風(fēng)制度時(shí)，需靠調(diào)節(jié)混風(fēng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，兌入冷風(fēng)來(lái)穩(wěn)定高爐的熱風(fēng)溫度。

（3） 換爐控制

按時(shí)間指令進(jìn)行換爐的自動(dòng)控制：當(dāng)先行熱風(fēng)爐送風(fēng)時(shí)問(wèn)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，發(fā)出換爐指令，將先行燃燒爐按停止燃燒轉(zhuǎn)送風(fēng)程序，轉(zhuǎn)入送風(fēng)狀態(tài)。然后將先行送風(fēng)爐，按停止送風(fēng)轉(zhuǎn)燃燒程序，轉(zhuǎn)入燃燒狀態(tài)。如果是采用“兩燒一送”的送風(fēng)制度，送風(fēng)爐送風(fēng)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)發(fā)出換爐指令，按程序換爐。按溫度指令進(jìn)行換爐的自動(dòng)控制：當(dāng)先行送風(fēng)爐的送風(fēng)溫度低于設(shè)定值時(shí)(測(cè)點(diǎn)在熱風(fēng)出口)發(fā)出換爐指令，按停止燃燒轉(zhuǎn)送風(fēng)的程序，將先行燃燒爐轉(zhuǎn)送風(fēng)狀態(tài)，然后按停止送風(fēng)轉(zhuǎn)燃燒的程序，將先行送風(fēng)爐轉(zhuǎn)入燃燒狀態(tài)。如果采用“兩燒一送”的送風(fēng)制度，送風(fēng)爐的風(fēng)溫低于設(shè)定值后發(fā)出換爐指令，進(jìn)行換爐操作。

（4） 休風(fēng)控制

一般休風(fēng)控制為半自動(dòng)操作，分以下兩種：

A、倒流休風(fēng)；

B、正常休風(fēng)。

2015年12月10日，《高爐熱風(fēng)爐熱平衡測(cè)定與計(jì)算方法》發(fā)布。

2017年1月1日，《高爐熱風(fēng)爐熱平衡測(cè)定與計(jì)算方法》實(shí)施。

本書(shū)可供從事高爐熱風(fēng)爐自動(dòng)化系統(tǒng)研究、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)維護(hù)等工作的科技人員使用，也可供大專院校的自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用和相關(guān)工藝專業(yè)的師生參考。