沖天爐的節(jié)能與環(huán)保

1、沖天爐的節(jié)能與環(huán)保 1沖天爐節(jié)能與環(huán)保的現(xiàn)狀 沖天爐是鑄鐵車間首要的熔煉設(shè)備，無論在過去，現(xiàn)在，還是可 以預(yù)期的將來，它的地位都是無可取代的。因?yàn)樵阼T鐵熔煉中，沖天 爐具有比電爐更優(yōu)越的綜合性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。但是，在生產(chǎn)實(shí)踐 中，我國大多數(shù)沖天爐并沒有充分發(fā)揮出它的優(yōu)越性能，因而達(dá)不到 其應(yīng)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。出現(xiàn)鐵水溫度偏低，鐵水成分不穩(wěn)，元素?zé)?損較大，熔煉工藝成本過高，鑄件質(zhì)量差，廢品率高，環(huán)境污染嚴(yán)重 等一系列問題，這些問題在我國絕大多數(shù)的鑄鐵車間中已是司空見慣 了。 我國是鑄造大國，鑄鐵件年產(chǎn)量幾年來均居世界各國之首位，而 其能耗在成本中所占比例卻比工業(yè)發(fā)達(dá)國家高出 2 倍 3倍，沖

2、天爐的 能耗占了其中的大部分。主要原因是小容量沖天爐所占比例太大，而 其中采用煙塵凈化和余熱回收裝置的微乎其微，實(shí)現(xiàn)高水平熔煉和計(jì) 算機(jī)控制的更少了。我國鑄鐵生產(chǎn)車間一萬多個，每個車間年平均產(chǎn) 量不足 1000t ，沖天爐開爐時間短。在沖天爐結(jié)構(gòu)方面，由于我國鑄造 廠點(diǎn)過多，限制了大容量沖天爐的使用；由于產(chǎn)量低，效益差，限制 了性能優(yōu)越的現(xiàn)代化沖天爐及其配套設(shè)備的采用。很多對提高沖天爐 性能卓有成效的結(jié)構(gòu)，如龍卷風(fēng)風(fēng)口、雙層自熱供風(fēng)、蝸螺式風(fēng)箱、 曲線爐膛、附加煤粉裝置、高效旋流除塵器、熔煉過程微機(jī)控制系統(tǒng) 等等，沒有得到推廣應(yīng)用；更有一些結(jié)構(gòu)比較先進(jìn)的沖天爐，在 使用過程中主要參數(shù)得不到保持

3、，尤其風(fēng)口參數(shù)常被做出不良改變； 許多沖天爐不設(shè)自動配加料裝置。 第 1 頁 共 15 頁 操作不當(dāng)不但對沖天爐性能造成不良影響，也是增加沖天爐能耗 和環(huán)境污染的重要原因，在我國為數(shù)眾多的小容量沖天爐上，更是普 遍存在的現(xiàn)象。沖天爐操作是一項(xiàng)復(fù)雜而瑣碎的工作，從爐料制備到 修爐、烘干、加底焦、點(diǎn)火暖爐、上料、開風(fēng)熔煉、出鐵、放渣、爐 況觀測、故障判斷及處理等，每一步都要求認(rèn)真做好。而每個環(huán)節(jié)都 可能出現(xiàn)不當(dāng)操作；比如爐料中混有泥沙、雜質(zhì)而未被清除，塊度過 大；砌爐時泥口寬而不實(shí)，搪襯料稀軟而比例不當(dāng)；開爐前爐襯不預(yù) 熱烘干；底焦不搗實(shí)，焦塊不均勻；暖爐時間不夠或過長；上料前不 測量底焦高度是否

4、合適：不及時按比例加料而不能保持滿料熔煉；不 按工藝要求出鐵放渣；焦炭塊度不分級混雜使用；不注意觀察風(fēng)眼內(nèi) 底焦燃燒狀況和渣、鐵流動情況及出爐鐵水、爐渣的量和狀態(tài)，不分 析出現(xiàn)反常現(xiàn)象的原因及可能存在的故障，不能及時采取有效措施排 除故障等。 產(chǎn)生不當(dāng)操作的原因除責(zé)任心外主要就是技術(shù)水平不高。近十幾 年來，我國高水平技術(shù)工人的匱乏已是各行業(yè)普遍存在的事實(shí)，而在 沖天爐的操作上，問題更加突出，由此造成的我國沖天爐粗放操作的 現(xiàn)象十分普遍。直至日前，我國絕大多數(shù)的沖天爐仍沒有自控設(shè)備， 其熔煉性能對操作人員的依賴性很大，由操作不當(dāng)引起的各種問題長 期得不到比較徹底的解決。 沖天爐耗能過高主要體現(xiàn)在

5、焦鐵比過高，也體現(xiàn)在耗焦量過大。 很多人以為，多加焦炭是改善爐況的萬能法。一旦爐子狀態(tài)不佳，就 增加層焦量，而不是從爐子結(jié)構(gòu)、鼓風(fēng)量、爐料狀況、操作情況等方 面分析產(chǎn)生問題的原因，從而有針對性的采取有效措施解決問題。相 當(dāng)多的沖天爐長期在 1：51：6 的焦鐵比下工作，而穩(wěn)定在 1：7-1： 第 2 頁 共 15 頁 10的爐子很少。其實(shí)，在我國目前條件下，完全有可能在 1：10-12 的 狀態(tài)下穩(wěn)定地保持鐵水的出爐溫度在 1420以上。小容量沖天爐是低 產(chǎn)量造成的，而低產(chǎn)量是廠點(diǎn)過多的結(jié)果。依平均數(shù)看，我國每個廠 的年產(chǎn)量約 1000t ，一臺 3t h的沖天爐每天熔煉時間僅需 1h。我國

6、3t h以下的沖天爐數(shù)量上占 80以上，而其中大部分是 1t h-2t h 者。小爐子熔煉時間短，熱量損失大是焦耗高的重要原因，結(jié)構(gòu)不合 理，操作不適當(dāng)則更增大了焦炭的浪費(fèi)。 沖天爐是鑄鐵車間主要的耗能設(shè)備，也是污染環(huán)境的主要設(shè)備， 二者之間存在著一定的因果關(guān)系。沖天爐熔煉過程中，對環(huán)境產(chǎn)生的 污染包括爐氣排入大氣中的粉塵、 CO、 C02和少量的硫、氮的氧化物 等；也包括向周圍環(huán)境輻射的熱量和鼓風(fēng)噪音。這些污染的危害是顯 而易見的，因此沖天爐被城市所拒絕，只能在人煙少的偏遠(yuǎn)區(qū)域立 足。其實(shí)，這并不能從根本上解決問題，也許還會帶來新問題。從根 本上解決污染問題，應(yīng)從防”、“治”兩方面人手。防是

7、從源頭上減 少污染物的排放，治則是對排放出的污染物實(shí)行封閉、轉(zhuǎn)化、清除。 人們常常重視治而忽視防。長期以來，對沖天爐煙塵排放的要求一直 很嚴(yán)，但指標(biāo)并不高，要求每立方米煙氣中粉塵不超過 200rug ，是歐 洲現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的十倍，比印度還高 50rug ，即使這樣，能達(dá)標(biāo)的沖天爐的 數(shù)量也不多。我國配備較完善的余熱回收和煙氣凈化設(shè)備的沖天爐在 數(shù)量上不足 5，多限于 10th 以上的大型沖天爐。在數(shù)量眾多的小 沖天爐上，配備煙氣凈化設(shè)備的極少見，但其中多數(shù)裝有火花熄滅 器，近來也有一些廠在火花熄滅器的基礎(chǔ)上做了一些改進(jìn)，使其除塵 能力得到了不同程度的提高。 第 3 頁 共 15 頁 其實(shí)沖天爐煙塵

8、污染最有害的部分是有害氣體和小于 1 的微細(xì) 粉塵，這些物質(zhì)長期浮在空氣中不易沉降，并且隨風(fēng)向各處飄散。不 用性能良好的凈化裝置是不易排除的。無論何種類型的凈化裝置，建 造費(fèi)用都是不菲的，還有維護(hù)費(fèi)用。而且一般認(rèn)為，環(huán)保投資并不能 直接帶來經(jīng)濟(jì)效益，所以一些業(yè)主們不肯在環(huán)保上花錢。 但是，沖天爐的污染與其能耗有直接的關(guān)系，過高的能耗不僅僅 是焦炭的浪費(fèi)，也會造成有害氣體、粉塵和熔渣等污染物的增加。從 這方面來看，污染是能量不合理轉(zhuǎn)化的結(jié)果。從防止或減少污染產(chǎn)生 的角度，就是要合理地利用能量。減少能量的浪費(fèi)，從而減少污染物 的排放。防之嚴(yán)、治之省，減輕了凈化裝置的負(fù)荷，就減少了它的建 造運(yùn)行費(fèi)用

9、。顯然，從防上實(shí)現(xiàn)沖天爐環(huán)保，在提高沖天爐經(jīng)濟(jì)效益 的同時也獲得了社會效益，實(shí)在是一舉兩得的好事。 目前，我國在沖天爐節(jié)能上的認(rèn)識還有一些分歧，存在著認(rèn)識上 的片面性。有些人認(rèn)為，強(qiáng)調(diào)節(jié)能就會降低鐵水溫度，影響鑄件質(zhì) 量。這是片面的。節(jié)能是減少能量浪費(fèi)，而絕不是減少有用的能耗， 也就是達(dá)到鐵水質(zhì)量要求所必須的能耗。 2 影響沖天爐節(jié)能及環(huán)保的因 素 對于沖天爐熔煉的現(xiàn)狀而言，能量的浪費(fèi)主要體現(xiàn)在焦鐵比過高 和焦耗量過大。底焦耗量過大是小容量沖天爐的缺陷，也是我國不能 很快改變的國情。但對于大多數(shù)中小型沖天爐卻存在著很大的節(jié)能空 間和很重的環(huán)保任務(wù)。 眾所周知，風(fēng)量是影響沖天爐熔煉最活躍的因素。

10、一定的焦鐵比 在最惠送風(fēng)強(qiáng)度下對應(yīng)著最高鐵水溫度，這時改變焦鐵比而不相應(yīng)改 第 4 頁 共 15 頁 變風(fēng)量將使鐵水溫度下降，無論是增焦還是減焦都是一樣的。同樣， 改變風(fēng)量而不相應(yīng)改變焦量也會使鐵水溫度下降。 爐料的質(zhì)量對焦鐵比有很大影。向，如果焦炭固定碳低、灰份 高，或者塊度不均勻，過于細(xì)碎，或者砂土等雜質(zhì)過多，或者石灰石 過量，都要求提高焦鐵比。 焦鐵比是我們制定的熔煉工藝參數(shù)，對生產(chǎn)條件有很強(qiáng)的針對 性。確定焦鐵比時，應(yīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中反復(fù)摸索，根據(jù)爐子結(jié)構(gòu)、爐料 情況，對鐵水和熔化率的要求等，尋求最惠送風(fēng)強(qiáng)度下的最低的焦鐵 比，也就是尋求一定要求下的最佳風(fēng)炭比例。這個比例并不是一成不 變的

11、，它將隨爐況的改變而改變，根據(jù)爐況調(diào)整，才能保持其處于最 佳狀態(tài)。 爐子結(jié)構(gòu)對焦鐵比的影響主要是風(fēng)口、有效高度和爐膛形狀。 一般來說，風(fēng)口比及風(fēng)口數(shù)量和風(fēng)口布置 （排數(shù)、排距、傾角 ） 應(yīng) 保證風(fēng)口區(qū)爐膛內(nèi)送風(fēng)均勻并有足夠的動力清除焦炭表面灰垢及熔 渣；形成熱量集中的高溫區(qū)；取得較高的燃燒比；降低爐氣附壁效 應(yīng)。風(fēng)口結(jié)構(gòu)應(yīng)牢固且耐高溫，不至因熔渣沖蝕或工藝操作而改變風(fēng) 口直徑及傾角。風(fēng)口的布置影響著爐內(nèi)熱量的分布，合理的布置應(yīng)為 鐵料的熔化和鐵水的過熱提供充分而合理的熱量。 有效高度決定了最大料柱高度。足夠的有效高度能保證爐氣的熱 量被爐料充分吸收，使煙氣帶走盡可能少的熱量。 爐膛形狀影響爐氣

12、流速和爐內(nèi)熱量分布，也影響爐料的運(yùn)動。各 種形狀曲線爐膛的共同特點(diǎn)是縮小氧化帶爐徑，在減少底焦量的同時 又可獲得熱量更集中的高溫區(qū)，有利于鐵水的過熱；擴(kuò)大熔化帶爐徑 使?fàn)t氣流速降低，有更充分的時間加熱熔化中的料塊。 第 5 頁 共 15 頁 操作影響沖天爐的焦炭消耗，滿料操作與否是一個重要因素。如 果沖天爐料柱降低，則爐氣熱量不能被爐料充分吸收，煙氣帶走的熱 量增多。在使用定壓式風(fēng)機(jī)的情況下，還將增大入爐風(fēng)量，使?fàn)t況波 動，爐氣流速增大會帶出更多的粉塵。發(fā)生棚料而不能及時排除也會 產(chǎn)生類似的后果。爐料不稱量也可能造成焦碳浪費(fèi)、爐況波動。金屬 料的質(zhì)量對焦鐵比也有影響，銹蝕和雜質(zhì)需要熱量來熔化和

13、還原；過 大的料塊不但易造成棚料，也因?yàn)槠浔缺砻娣e小而使吸熱速度下降， 不能充分利用爐氣熱量，甚至造成落生。 焦炭的質(zhì)量是影響其耗量的主要因素之一。固定碳含量低的焦 炭，發(fā)熱值也低，只有增加消耗量才可能滿足熔煉對熱量的要求；灰 份高的焦炭燃燒過程中，表面形成了更厚的惰性膜，對氧氣與碳的接 觸造成更大的障礙；反映能力強(qiáng)的焦炭，更易使 CO2還原，使煙氣中 的 CO量增高，不但浪費(fèi)了熱量，而且增加了對環(huán)境的污染；塊度過小 和塊度混雜不等的焦炭，對鼓風(fēng)產(chǎn)生更大的阻力，常常造成底焦燃燒 不均勻和爐壁效應(yīng)加重，使氧化區(qū)縮小而還原區(qū)加大，也會增加煙氣 中的 CO含量。 沖天爐污染環(huán)境最嚴(yán)重的是煙塵對大氣的

14、污染，它不僅涉及廠 區(qū)，也會影響到周圍乃至更廣闊區(qū)域的大氣質(zhì)量。 煙塵的成分及其比例和排放量取決于爐內(nèi)焦炭的質(zhì)量和燃燒反應(yīng) 的情況。也受爐料狀況、有效高度、送風(fēng)強(qiáng)度、操作情況、煙氣凈化 裝置的性能等因素的影響。反應(yīng)性強(qiáng)、強(qiáng)度不高的焦炭還原能力強(qiáng)， 煙氣中 CO含量高；風(fēng)口布置不合理、鼓風(fēng)動力不足，也會使 CO增 加；灰份高的焦炭、銹蝕嚴(yán)重和雜質(zhì)多的爐料，大送風(fēng)強(qiáng)度，低的有 效高度以及料柱的大幅度波動等都會增加煙氣中粉塵的含量。焦炭中 第 6 頁 共 15 頁 揮發(fā)份、爐料中夾雜的有機(jī)物，如有機(jī)粘結(jié)劑殘砂等是煙氣中有機(jī)化 合物的主要來源。 熱輻射和鼓風(fēng)噪聲污染常常不引起關(guān)注。雖然這些污染不象煙氣

15、 污染的影響面大，但在工部及車間的范圍內(nèi)，它們的危害也是不容忽 視的。它們不但惡化工作環(huán)境，影響勞動者的工作效率和身心健康， 而且也反映了能量的浪費(fèi)。不設(shè)置隔熱層的爐體、不做隔熱包敷的熱 風(fēng)管都使熱輻射增加；過大的渣量既浪費(fèi)熱量也增大熱輻射。 噪聲污染主要來自鼓風(fēng)機(jī)，結(jié)構(gòu)不合理的送風(fēng)系統(tǒng)也會產(chǎn)生噪 聲。 綜上所述可見，沖天爐的熔煉質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益和對環(huán)境的污染都 與它的能量消耗密切相關(guān)。充分合理的利用能量，是提高熔煉質(zhì)量和 經(jīng)濟(jì)效益、減少對環(huán)境污染的關(guān)鍵。 311 合理的爐型結(jié)構(gòu) 沖天爐最佳熔煉性能應(yīng)有最合理的爐型結(jié)構(gòu)與之相適應(yīng)。爐型結(jié) 構(gòu)是由鑄件技術(shù)要求和爐料、燃料等情況決定的。一般熔化型沖天

16、爐 不依其冶金過程獲得鑄件要求的成分，主要是 C、 Si 含量。爐料按鑄 件成分要求配置，多采用兩排大間距或多排風(fēng)口，造成氧化性的爐內(nèi) 氣氛，以提高燃燒比，充分利用燃料熱量。為使?fàn)t料充分預(yù)熱，爐子 應(yīng)有足夠的有效高度，一般為平均爐徑的 5倍-10 倍（小爐取大值 ）。為 防止鐵水降溫和過量增碳，爐缸深度一般不宜過大。而冶金型沖天爐 是以低 C、低 Si 爐料為主，鐵水的碳、硅含量大部分依賴熔煉中增 加。因此爐型必須保證爐內(nèi)的還原性氣氛。采用單排或兩排大間距風(fēng) 口形成較大還原帶； 4叩 cC以上的預(yù)熱送風(fēng)補(bǔ)充爐內(nèi)熱量并加速焦炭 燃燒，使氧化帶更短，溫度更高。 第 7 頁 共 15 頁 風(fēng)口比及風(fēng)

17、口傾角取決于焦炭塊度與強(qiáng)度，強(qiáng)度低、塊度小的焦 炭送風(fēng)阻力大，采用小的風(fēng)口比如 1-3 可增大送風(fēng)動力以吹透底 焦。向下傾角可減輕爐壁效應(yīng)。曲線爐膛除節(jié)省底焦、過熱帶熱量集 中外，爐徑更大的熔化帶減緩了爐氣上升速度。使煙塵有利于向渣中 轉(zhuǎn)移，減少有害物質(zhì)的排放量。 爐襯應(yīng)選擇高耐火度、高強(qiáng)度材料，尤其搪襯材料，應(yīng)采用合理 的成分配比，使其只有高耐火度和抗侵蝕性。越抗侵蝕的爐襯，爐膛 尺寸、形狀改變得越慢，產(chǎn)生的渣量越少，污染少，熱量損火也少。 減少爐壁散熱既減少能量浪費(fèi)也減少熱污染。為此，在爐殼爐襯之間 應(yīng)認(rèn)真設(shè)置隔熱層，并不要吝惜選用導(dǎo)熱率更低而可能價(jià)格較高的絕 熱材料。如果是預(yù)熱送風(fēng)，則應(yīng)

18、該用絕熱材料嚴(yán)密包敷熱風(fēng)管道及換 熱器外殼。水冷爐壁對于長時間連續(xù)熔煉的沖天爐尤其是無爐襯沖天 爐是必要的，可以減緩爐襯侵蝕，保護(hù)爐殼，但同時損失了大量熱 量。在冷卻水的循環(huán)中設(shè)置熱能利用環(huán)節(jié)可回收一部分熱量。 噪聲是動力的浪費(fèi)。選擇高效低噪音風(fēng)機(jī)、采用稍大些的送風(fēng)管 徑并在其布置上減少轉(zhuǎn)彎、縮短距離，都可收到節(jié)能和降低噪聲的效 果。 312 改善送風(fēng)制度 風(fēng)炭配合是沖天爐熔煉的第一要素。而送風(fēng)制度必須符合焦炭的 燃燒條件和鐵料熔化、鐵水過熱及冶金要求所需要的爐內(nèi)熱量分布和 爐內(nèi)氣氛。因此，鼓風(fēng)機(jī)的輸出壓力必須稍大于送風(fēng)管路和熔煉時爐 內(nèi)總阻力之和，以保證進(jìn)入爐內(nèi)的風(fēng)量滿足送風(fēng)強(qiáng)度的要求，送風(fēng)

19、強(qiáng) 度取決于焦鐵比，過大的送風(fēng)強(qiáng)度能形成更大的氧化帶和更高的爐氣 流速，也增強(qiáng)了爐內(nèi)的氧化氣氛，增加了元素的燒損。過去曾大力推 第 8 頁 共 15 頁 薦“滿風(fēng)足壓”，送風(fēng)強(qiáng)度甚至超過最惠送風(fēng)強(qiáng)度 30-50 是與當(dāng)時 使用低強(qiáng)度、高灰份、高反應(yīng)性的土焦及多排小風(fēng)口爐型相適應(yīng)的， 也是過分強(qiáng)調(diào)節(jié)焦使然。在節(jié)焦的同時，也常帶來鐵水氧化的不良后 果。目前，我國沖天爐爐料中，廢鋼、尤其是輕薄廢鋼的比例很大。 要求沖天爐有一定的還原性氣氛，以更有利于鐵水增 C和增 Si ，所 以，用較低的送風(fēng)強(qiáng)度及采用預(yù)熱送風(fēng)、脫濕、富氧送風(fēng)等方法縮短 氧化帶，增大還原帶。在這種情況下，焦鐵比一般較高，常在1：7

20、左 右；專用于熔煉鋼屑的小容量爐子，焦鐵比高至 1： 2。 在熔煉過程中，送風(fēng)強(qiáng)度不是恒定的，它隨爐襯的侵蝕而減小； 使用定壓式風(fēng)機(jī)時，也會隨爐內(nèi)阻力的變化而增減；使用定容式風(fēng)機(jī) 則會因?yàn)樗惋L(fēng)系統(tǒng)的泄漏 （ 如打開風(fēng)眼窗、開渣口等 ）而變化。在小批 量、多品種車間，對鐵水的流量要求往往是變化的，有時也會通過改 變風(fēng)量及調(diào)整焦鐵比而調(diào)整熔化率和出鐵溫度。 鑄件的產(chǎn)量和質(zhì)量要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是決定焦鐵比和送風(fēng)強(qiáng)度的主 要因素。根據(jù)熔化率、鐵水溫度、鐵水和熔渣狀態(tài)及時調(diào)整風(fēng)量和層 焦量，可以取得好的經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效果。 風(fēng)量的分配是影響爐內(nèi)熱量分布和氣氛的重要因素。多排小風(fēng)口 沖天爐的主風(fēng)口設(shè)置在底焦柱稍偏

21、下部位；各排風(fēng)口間距離保證它們 的氧化區(qū)相接，從而形成連續(xù)的氧化帶；上排風(fēng)口進(jìn)風(fēng)量更關(guān)注爐氣 中的 CO的燃燒，以控制較高的燃燒比。過高的氧化氣氛惡化了冶金環(huán) 境，但提高焦炭熱量的利用率；較小的風(fēng)口形成較高的進(jìn)風(fēng)速度，更 適合使用灰份較高、塊度小、反應(yīng)性高的焦炭。兩排大間距風(fēng)口沖天 爐的主風(fēng)口設(shè)置在上排，形成兩個氧化高溫區(qū)，熱量比較集中，可將 鐵水過熱至更高溫度；兩排風(fēng)口之間有較大的還原區(qū)，形成良好的冶 第 9 頁 共 15 頁 金環(huán)境；上排風(fēng)口的進(jìn)風(fēng)比例大，除焦炭燃燒外，也使還原區(qū)上來的 CO充分燃燒，保證提供鐵水過熱和熔化帶爐料熔化所需要的熱量。兩 排大間距沖天爐煙氣中 CO含量較高，焦炭

22、熱量的利用率不及多排小風(fēng) 口；但是它出鐵溫度高，元素?zé)龘p少；更適于反應(yīng)性差，塊度較大且 均勻，強(qiáng)度較高的焦炭。由于其較好的冶金性能，當(dāng)采用高溫預(yù)熱鼓 風(fēng)時，可全部使用廢鋼及大量鋼屑熔制鑄鐵。 單排風(fēng)口沖天爐熱量集中，還原帶很大，是冶金型沖天爐，用鋼 鐵切屑和輕薄料熔煉灰鑄鐵。為了增強(qiáng)還原氣氛，盡量提高風(fēng)口區(qū)溫 度，風(fēng)溫多在 600以上，并僅設(shè)置 1個2 個水冷、內(nèi)突式風(fēng)口。這 種爐子熔化強(qiáng)度較低。 313 提高操作技術(shù) 操作對沖天爐性能的影響很大，規(guī)范合理的操作在保障沖天爐優(yōu) 越熔煉性能的同時能獲得節(jié)能、環(huán)保的良好效果。不同的爐子對操作 的要求也不盡相同，針對爐子的特點(diǎn)和相關(guān)條件，如爐料情況、

23、產(chǎn)品 要求等，制定詳細(xì)的、切實(shí)可行的操作規(guī)程，做到有章可循，對保證 規(guī)范、合理的操作是十分必要的。操作規(guī)程中，應(yīng)對從修爐、備料到 熔煉、停爐全過程每個對熔煉有影響步驟提出明確的技術(shù)要求和指 標(biāo)。這些要求和指標(biāo)至少應(yīng)包括： 1）各種材料選擇的標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)處理工藝內(nèi)容及達(dá)到的指標(biāo)：主要包 括耐火材料的種類、配比；焦炭、石灰石和金屬爐料的成分、塊度及 其均勻度，雜質(zhì)、銹蝕的清除程度等； 2）對砌爐、搪襯的工藝要求和質(zhì)量要求；如爐膛尺寸誤差、砌塊 泥口最大寬度及充實(shí)度，風(fēng)口直徑及傾角，過橋前后端口徑及底面傾 角，鐵、渣出口的 結(jié)構(gòu)尺寸，前、后爐襯烘干要求等。 第 10 頁 共 15 頁 3）送風(fēng)前的熔煉準(zhǔn)

24、備要求。如底焦的填加次數(shù)，總重量及高度， 底焦的點(diǎn)火，批料量、層焦量、石灰石量及加料順序；滿料后暖爐要 求；鐵水包、工具、輔助材料的準(zhǔn)備工作要求等。 4）熔煉中，對爐況觀測、控制的要求。如對觀察風(fēng)口內(nèi)燃燒情 況、鐵水及熔渣狀態(tài)、加料口爐氣狀態(tài)、鐵水熔化量及其狀態(tài)、爐渣 量及其狀態(tài)、熔化速度等提出的要求；測試風(fēng)量、風(fēng)壓、風(fēng)溫、鐵水 溫度等參數(shù)的要求；對控制底焦高度、風(fēng)量、層焦量改變、補(bǔ)焦應(yīng) 用、開渣口操作、以及爐前鐵水檢驗(yàn)的要求。 5）對故障處理的要求。如排除常見故障的方法；不可排除故障的 確定及處理；產(chǎn)生故障的責(zé)任認(rèn)定等。 6）停爐操作要求。如放凈前爐內(nèi)鐵水和熔渣；滿料壓爐；停風(fēng)打 爐；開放風(fēng)

25、口窗；殘料分揀處理等。 同時，應(yīng)該建立并責(zé)成專人填寫沖天爐記錄，記載每次開爐 的詳細(xì)情況，如爐料、鐵水牌號、修爐情況、焦鐵比、批料量及上料 批次、接力焦使用數(shù)量及批次、點(diǎn)火時間、上料時間、暖爐時間、送 風(fēng)時間、出鐵時間及出鐵量、放渣時間、渣量及性狀、風(fēng)量風(fēng)壓及其 變化、鐵水溫度、風(fēng)溫、爐氣成份、停爐打爐時間、出現(xiàn)故障的情況 及時間、排除故障的方法及時間、環(huán)境溫度濕度等氣象參數(shù)等。記錄 必須真實(shí)。 沖天爐記錄能客觀反映沖天爐的工作情況，是分析沖天爐性能和 操作水平的依據(jù)，對提高沖天爐性能和操作水平，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、 降低鐵水成本、取得更好的節(jié)能環(huán)保效果，都能發(fā)揮積極的促進(jìn)作 用。 314 應(yīng)用先

26、進(jìn)技術(shù)，鞏固節(jié)能環(huán)?；A(chǔ)，提高節(jié)能環(huán)保效果 第 11 頁 共 15 頁 目前，能有效提高沖天爐性能的先進(jìn)技術(shù)很多，但推廣應(yīng)用的很 少。分析其原因，小型爐子綜合效益較差是一個因素，但處于低水平 運(yùn)行或缺乏技術(shù)力量則是更主要的原因。技術(shù)進(jìn)步必然帶來綜合效益 的增長，努力采用先進(jìn)技術(shù)才能在市場競爭中立于不敗之地。深入的 了解沖天爐的運(yùn)行規(guī)律，完善爐子結(jié)構(gòu)，是應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的前提；提 高沖天爐自動化水平是應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的主要內(nèi)容；提高鐵水質(zhì)量、降 低熔煉成本、減輕污染環(huán)境、減輕勞動強(qiáng)度是目的。 沖天爐自動化運(yùn)行包括兩個方面：一是配加料自動化，二是風(fēng)量 自動控制。在這兩方面已有較多成果可資利用，其它方面的自

27、動操作 尚無成熟技術(shù)。目前的計(jì)算機(jī)智控系統(tǒng)，通過采集分析料位信號、爐 氣成份信號以及溫度風(fēng)壓甚至鐵水成份等信號，計(jì)算并判斷爐況，發(fā) 出加料、調(diào)整焦鐵比和風(fēng)量、甚至調(diào)整金屬爐料比例的指令，控制配 加料系統(tǒng)和送風(fēng)系統(tǒng)工作，實(shí)現(xiàn)沖天爐自動在最佳狀態(tài)工作，這樣的 爐子現(xiàn)在僅限于少數(shù)大容量者，對大多數(shù)中小企業(yè)尚不具備使用的技 術(shù)力量。不是說中小企業(yè)的沖天爐不能應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，針對爐子小， 產(chǎn)量低的生產(chǎn)特點(diǎn)，可以采用配、加料機(jī)械化。也可以實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)料 位、風(fēng)量風(fēng)壓、風(fēng)溫、鐵水溫度等重要參數(shù)的顯示和報(bào)警提示，幫助 操作人員及時掌握爐況，做出正確的判斷和操作決策。沖天爐節(jié)能的 重要措施之一是熱量的回收利用。常用方

28、法是： 1）用爐膽換熱器回收預(yù)熱帶爐氣的一部分物理熱，用來加熱鼓 風(fēng)?？蓪L(fēng)溫加熱至 200左右。換熱器減少了爐壁散失的熱量；降低 了預(yù)熱帶的爐溫，阻礙了 CO2的還原，減少了焦炭化學(xué)熱損失和煙氣 中 CO的排放量。爐膽的內(nèi)壁光滑，可有效防止棚料。使用爐膽應(yīng)在結(jié) 構(gòu)和安裝上盡力避免熱應(yīng)力和外加負(fù)荷，并不宜離熔化帶過近；工作 第 12 頁 共 15 頁 中注意防止和及時排除使其熱負(fù)荷過大的因素，以保持其適當(dāng)?shù)氖褂?壽命。 2) 用管式換熱器回收煙氣的物理熱和化學(xué)熱。用來加熱鼓風(fēng)，可 將風(fēng)溫預(yù)熱至 400- 900。內(nèi)熱式管式換熱器安裝在沖天爐加料口以 上，可單獨(dú)使用于還原型沖天爐，與預(yù)熱帶爐膽串

29、聯(lián)使用，可用于兩 排風(fēng)口沖天爐，效果更好。外熱式管式換熱器單獨(dú)設(shè)置換熱室，爐氣 與空氣一起引入室內(nèi)，使?fàn)t氣中的 CO燃燒，加熱蛇型管或其它型式的 換熱管，使其中的鼓風(fēng)預(yù)熱。 管式換熱器主要回收煙氣的化學(xué)熱，所以必須保證煙氣中的CO充 分燃燒，當(dāng)進(jìn)入換熱室的煙氣濃度不夠或達(dá)不到著火溫度時，應(yīng)補(bǔ)充 氣體燃料并安裝引燃噴咀。 裝備外熱式換熱器的爐子目前主要是大容量沖天爐，與熱風(fēng)系統(tǒng) 配套有完善的除塵系統(tǒng)，爐子只有良好的綜合性能，通常用于大批大 量生產(chǎn)中，實(shí)行連續(xù)作業(yè)。簡易的換熱器用于專門熔煉鋼鐵切屑和輕 薄料的小容量還原型化鐵爐。 近年來，有在換熱室內(nèi)采用瓷珠做為換熱介質(zhì)的案例，可以獲得 高達(dá) 1000的風(fēng)溫，瓷珠的壽命也比換熱管長。 3) 用