[发明专利]一种高炉热风炉炼铁全流程供热工艺

说明书

发明公开了一种高炉热风炉炼铁全流程供热工艺，在热风炉燃烧期内，空气与煤气进入热风炉的燃烧室混合燃烧，产生的高温烟气经蓄热室换热后，再经空气烟气切换室由热风炉烟气管道引出；其中，由所述热风炉烟气管道引出的炉后烟气分成4个部分：第1部分炉后烟气引入冶金渣微粉系统中微粉磨的烟气混合室内干燥并助磨冶金渣；第2部分炉后烟气引入高炉喷吹煤制粉系统的煤磨烟气炉干燥并助磨喷吹煤料；第3部分炉后烟气进入空气换热器预热助燃送入热风炉前的空气；第4部分炉后烟气进入煤气换热器热进入热风炉前的高炉煤气。本发明工艺简单、投资省、运行成本低、对环境友好、节能降耗、可节省设备投资、降低运行成本、有效回收烟气余热余能。

技术领域

本发明涉及冶金装备及冶金能源环保领域，具体的说是一种高炉热风炉炼铁全流程供热工艺。

背景技术

高炉热风炉是炼铁厂高炉主要配套的设备之一，一般一座高炉配3-4座热风炉，热风炉的作用是为高炉持续不断的提供1000℃以上的高温热风。目前先进的现代热风炉风温可以达到1300℃。鼓入高炉内的热风是高炉最廉价、利用率最高的能源。提高风温、增加喷煤量是目前钢厂降低工序能耗常规的技术手段。以某钢厂高炉2016年统计数据为例，吨铁消耗焦炭：303kg；喷煤：181kg；热风带入的热焓：1.8GJ；高炉冶炼的综合能耗约14.5GJ。也就是说高炉热风带入高炉内的能量占高炉总能量消耗的12.4％以上。

高炉热风炉按工作原理可分为蓄热式和换热式两种。

换热式热风炉，主是使用耐高温换热器为核心部件，此部件不能使用金属材质换热器，只能使用耐高温陶瓷换热器，高炉煤气在燃烧室内充分燃烧，燃烧后的热空气，经过换热器，把热量换给新鲜的冷空气，可使新鲜空气温度达到1000℃以上。

蓄热式热风炉，按热风炉内部的蓄热体分球式热风炉(简称球炉)和采用格子砖的热风炉，按燃烧方式可以分为顶燃式，内燃式，外燃式等几种，提高热风炉热风温度是高炉强化冶炼的关键技术。如何提高风温，是业内人士长期研究的方向。常用的办法是混烧高热值煤气，或增加热风炉格子砖的换热面积，或改变格子砖的材质、密度，或改变蓄热体的形状(如蓄热球)，以及通过种种方法将煤气和助燃空气预热。

蓄热式格子砖热风炉是现代高炉、尤其是现代大高炉最常用的热风炉形式。蓄热式热风炉按燃烧方式可以分为顶燃式，内燃式，外燃式等几种。其工作原理是先燃烧煤气，用产生的烟气加热蓄热室的格子砖，再将冷风通过炽热的格子砖进行加热，然后将热风炉轮流交替地进行燃烧和送风，使高炉连续获得高温热风。

近几年，国内钢铁企业高炉的热风温度逐年升高，特别是新建设的一批大高炉(大于2000立方米)热风温度均超过1200℃，达到国际先进水平。

鼓入热风炉的空气或富氧空气或氧气经蓄热体换热后形成温度在1200℃左右的高炉热风通过高炉炉腹区域风口进入高炉内与喷入的煤粉混合燃烧，参入高炉冶炼。

以顶燃式燃烧方式的蓄热式热风炉为例，对煤气、助燃空气低温双预热到200℃左右进入热风炉燃烧室内燃烧产生高温烟气加热蓄热体，经蓄热体换热后，温度降到400℃左右排出热风炉，并采用废气含氧量分析作为系统的反馈环节，参加闭环控制，随时校正空燃比。【https://wenku.so.com/d/9b36e50fa40d8aec19c486dc8a9436d7-450立方米热风炉设计计算】所以，高炉热风炉在为高炉提供高温热风的同时，还产生有大量的热风炉烟气，其烟气量约1400-1500Nm³/t-铁水，这些烟气经空气换热器和煤气换热器分别与助燃空气和煤气换热温度降到120-150℃后，除少量进入高炉喷吹煤制粉系统串级利用外，其余直接外排。