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(1)高溫鼓風(fēng)(High temperature of blast)
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增加鼓入高爐中空氣的溫度,,可以減少焦炭的消耗,,增加生鐵產(chǎn)量,。其原理甚為簡單,。因?yàn)榧訜峥諝�,,空氣的顯熱(Sensible heat)增高,,于鼓入高爐后,,利用空氣中之顯熱可以取代一部分由焦炭燃燒所發(fā)生之熱量,亦即減少爐中碳(Carbon)之消耗量。自1817年J.B. Neilson首先采用熱風(fēng)以來,,至1955年熱風(fēng)溫度已升高到500~800℃,。近年大型高爐更多將用熱風(fēng)溫度1000℃以上;更配合水蒸汽的添加,,輔助燃料的噴入,,以求大量節(jié)省高爐焦炭的用量。
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(2)調(diào)濕鼓風(fēng)(Moisture addition for blast)* T" X9 x3 z6 [8 u2 r. i
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由于鼓風(fēng)的溫度近年已有相當(dāng)程度的提高,,因此在鼓入高爐中的熱風(fēng)中添加較多量的水蒸汽已成為可能,。
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9 y3 j9 A3 @. P/ X' B當(dāng)熱風(fēng)鼓入高爐后,熱風(fēng)中之水分,,在鼓風(fēng)口附近高溫區(qū),,急速被周圍的焦炭所還原而分解,為一吸熱反應(yīng),。就此而言,,焦炭的消耗量增高,但生成多量的還原性氣體CO及H2,;尤其是H2氣體在高溫時(shí)為比CO氣體更強(qiáng)之還原劑,,能使鐵礦石之還原加速,高爐的生產(chǎn)能力增加,。故就整個(gè)高爐而言,,每噸生鐵所消耗的焦炭量反而可以減低,單位時(shí)間的生鐵產(chǎn)量增加,。當(dāng)然為了補(bǔ)償鼓風(fēng)中水分在鼓風(fēng)口前的分解吸熱,,送風(fēng)的溫度也應(yīng)對應(yīng)提高。! C8 G, t& ^; \( t( o- [
4 G; ]; B& _ `0 ~% m; R2 U2 c. h一般鼓風(fēng)中的水蒸汽添加量大約在20~35g/Nm3之間,。9 F+ y9 l) K a, [5 v; |. K7 e
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(3)氧氣富化鼓風(fēng)(Oxygen enrichment)
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! @5 m- K# Q& Q- @氧氣富化鼓風(fēng)于二次大戰(zhàn)之后迅速發(fā)展,。由于氧氣煉鋼方法的發(fā)展,導(dǎo)至氧氣生產(chǎn)的大量化,,伴隨氧氣價(jià)格的下降,。空氣中原含有約79%的N2氣體,,21%O2氣體,,而事實(shí)上鼓入高爐熱風(fēng)中真正發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的只是氧氣。如增加氧氣在熱風(fēng)中的比例,,則在同一氣體發(fā)生量下CO氣體濃度大,,一氧化碳還原效率增加。雖然在單位時(shí)間內(nèi),,焦炭比例增加,,但就總結(jié)果而言,,因生產(chǎn)率提高,單位生鐵所須之焦炭反稍可減低,。根據(jù)日本高爐實(shí)際操作報(bào)告,,熱風(fēng)中,氧氣富化率每增加1%,,產(chǎn)量約平均可增加4.8%,。至于目前高爐操作氧氣富化的添加量大約在2%以下。
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(4)輔助燃料的噴入(Injection of Auxiliary fuel)
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高爐熱風(fēng)溫度的提升,,及冶金焦炭的缺乏,,導(dǎo)致高爐中噴入輔助燃料技術(shù)的發(fā)展。理論上在高爐鼓風(fēng)時(shí),,于鼓風(fēng)口附設(shè)一噴管(Injecting lance)將含氫的輔助燃料伴隨熱風(fēng)一起吹入高爐燃燒帶中反應(yīng)生成大量的還原性氣體CO+H2可節(jié)省焦炭之消耗,。目前世界各國所采用的輔助燃料大都為重油,煤焦油,、天然氣,、煉焦?fàn)t氣(Coke-oven gas)、粉煤(Pulverized coal)等,。一般多采用重油噴入,,通常每噴入一公斤的油,大約可節(jié)省1.0~1.6公斤的焦炭,,視操作條件及噴入量多寡而不同。理論上最大的噴油量,,對每生產(chǎn)一噸生鐵而言約為300公斤左右,。也就是說,所有鼓入高爐中的熱風(fēng)中的氧氣全部只用來氣化燃油生成CO及H2,。但事實(shí)上在高爐操作中,,此為不可能達(dá)到的,因燃油噴入在燃燒帶造成強(qiáng)吸熱現(xiàn)象,,噴入量過多,,爐內(nèi)溫度大降,此時(shí)反將耗用更多的焦炭來維持高爐熔解區(qū)必需之溫度,。今日世界上各新式高爐燃油噴入量,,通常亦僅在20~80公斤/噸生鐵之間。 |
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