在分析了锰铁高炉产生“上热下凉”的原因和现有炉温调控措施的弊端后,认为合理的炉温调控措施,应该是既有利于提高下部温度,又有利于降低上部温度,使锰铁高炉纵向温度分布趋向合理。可引用理论燃烧温度的经验公式来加以说明,即:
T理=1 570+0.808T风?5.85W湿+4.37V氧?2.5W煤-4.4W油
式中,T风--热风温度,℃;
W湿--鼓风湿分,g/M3;
V氧--每千立米风富氧量,m3/1 000m3;
W煤,W油--每千立米风喷煤、喷油量,kg/1 000 m3。
从(6)式可知高风温、富氧和脱湿鼓风是提高炉缸温度的有效措施,同时通过下面的分析,还可证明这些措施能有效降低炉顶温度。
提高风温
提高风温可以增加鼓风显热,提高燃烧产物温度,并可因焦比降低,减少单位产品煤气发生量,既臣增加高炉下部热量收入,又提高理论燃烧温度,还可以降低炉顶温度,减少煤气带走的物理热。锰铁高炉焦比高,约为生铁高炉的3-3.5倍,吨铁耗风量亦为生铁的3-3.5倍,加上炉缸温度提高,促进锰的还原,高风温降低焦比的数值比生铁高炉大得多。2003年廊坊会议有人通过计算认为每提高1℃风温可降低焦比1kg/t,而生铁高炉风温在1000-1100℃时,每提高100℃风温降低焦比3.5%,当原焦比为500kg/t时,降低焦比值只有17.5kg/t。若以生铁冶炼中风温对焦比的影响量,去看待锰铁高炉高风温的使用效果,在技术上就会失策。
锰铁高炉由于下部直接还原消耗热量大,容易接受高风温;其煤气富余且发热值高,又容易获得高风温。采用高风温获得节焦增产的效果,无需增加变动成本,只需一次大修改造投入,可使两代高炉受益。广康公司高温热风炉项目,应先做好技术准备,把设计委托出去,一旦时机成熟,立即组织实施,风温目标可按1200-1250℃确定。如能将现有风温水平提高150-200℃,回报将是非常可观的。
富氧鼓风
笔者曾就锰铁高炉富氧鼓风理论依据,实践依据和对指标改善的作用、经济效益等向法国股东方作了全面的论述。锰铁高炉富氧的主要作用是减少了燃烧产物的体积,极大地提高了理论燃烧温度和减少了高温区和炉顶煤气带走的热量。新余的试验得出在富氧4.23%时,每富氧1%,焦比降低2.76%,增产9%,回收率提高1.13%,且整个试验期炉况顺行。这一结果充分证明了锰铁高炉富氧对增产、节焦的作用远远大于生铁高炉,它丰富了高炉锰铁冶炼的实践,鼓舞了锰铁高炉从业者对实施富氧鼓风的信心。
脱湿鼓风
锰铁高炉脱湿鼓风,减少炉缸中水分解所消耗的热量,提高了理论燃烧温度,有利于降低焦比和增加产量。在广康公司实施前,作者曾就提高鼓风质量与脱湿鼓风问题作了论证,根据广康公司和绍兴公司提供的数据,每脱湿1g/m3,可降低焦比11-14kg/t。2000年下半年在广康公司2*高炉实施后,验证了这一节焦效果。这比生铁高炉每脱湿1 g/m3降低焦比0.75-1.05kg/t的数值高出10倍以上,并且由于负荷加重,焦比降低和顶温下降,相应还增加了产量。
高风温、富氧、脱湿三项措施,直接增加了高炉下部热量收入或减少下部热量支出,有效提高了理论燃烧温度,同时又降低了炉顶温度。从三项措施对节焦增产的量化数据中可以看到下部热量不足由下部直接补给最为经济,可以收到事半功倍的效果。