我國鋼鐵企業煉鐵高爐現在運行的熱風爐絕大部分都是用高爐鼓風機的風進行充壓換爐
，在實際操作中
，當打開充壓（均壓）閥時，高爐鼓風機的風壓將突然降低，會造成高爐風壓
、風量
、爐內氣流
、透氣性指數、爐頂壓力等指標波動，影響高爐爐況穩定，這會導致高爐能耗增加、產量降低，同時也會降低熱風爐風溫和縮短使用壽命。河南省豫興熱風爐工程技術有限公司（下文簡稱豫興公司）自主創新研發的專利技術——一種使用獨立供風係統的無波動換爐技術及其方案，經過高爐生產實踐證明，這種無波動換爐技術可以穩定高爐爐況
、增加產量、提升熱風爐風溫
、穩定熱風爐熱負荷、延長熱風爐壽命，增加鋼鐵企業利潤，具有良好的節能增產效果。

　　在(zai)煉(lian)鐵(tie)高(gao)爐(lu)生(sheng)產(chan)實(shi)踐(jian)中(zhong)，采(cai)用(yong)最(zui)廣(guang)泛(fan)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)把(ba)高(gao)爐(lu)鼓(gu)風(feng)機(ji)鼓(gu)出(chu)的(de)風(feng)鼓(gu)入(ru)高(gao)溫(wen)蓄(xu)熱(re)的(de)熱(re)風(feng)爐(lu)蓄(xu)熱(re)體(ti)進(jin)行(xing)換(huan)熱(re)，再(zai)將(jiang)高(gao)溫(wen)熱(re)風(feng)鼓(gu)入(ru)高(gao)爐(lu)進(jin)行(xing)冶(ye)煉(lian)。實(shi)踐(jian)證(zheng)明(ming)，鼓(gu)入(ru)風(feng)溫(wen)越(yue)高(gao)節(jie)省(sheng)的(de)焦(jiao)炭(tan)越(yue)多(duo)，節(jie)能(neng)增(zeng)產(chan)的(de)效(xiao)果(guo)就(jiu)越(yue)好(hao)
，因(yin)此(ci)高(gao)風(feng)溫(wen)一(yi)直(zhi)是(shi)高(gao)爐(lu)工(gong)作(zuo)者(zhe)的(de)追(zhui)求(qiu)。蓄(xu)熱(re)式(shi)熱(re)風(feng)爐(lu)就(jiu)是(shi)為(wei)高(gao)爐(lu)提(ti)供(gong)持(chi)續(xu)、穩定高風溫的關鍵設備。實踐中高爐熱風爐常用的配置及運行方式主要有2種：即配置3座熱風爐實施兩燒一送，配置4座熱風爐實施兩燒兩送。其運行方式由燃燒轉換為送風過程必然有一個換爐環節。換爐前蓄熱（燃燒）的熱風爐爐內壓力為低壓（微正壓），而熱風主管、冷風管道內則是高壓（壓力在 0.4MPa~0.5MPa）；冷風閥、熱風閥靠熱風爐側為低壓，靠近熱風主管、冷風管道側為高壓，這樣就會造成冷風閥
、熱風閥兩側壓力相差幾十倍，無法打開
，因此必須對蓄熱（燃燒轉送風）的熱風爐進行高壓充壓，使冷風閥、熱風閥兩側的壓力相等
，冷風閥、熱風閥才能打開進行換爐送風。我國鋼鐵企業現在運行的熱風爐絕大部分都是用高爐鼓風機的風進行充壓，在實踐操作中當打開充壓（均壓）閥時，由於均壓時分流了部分鼓風機冷風，又因熱風爐的容積較大，使高爐鼓風機的風壓突然降低，會造成高爐風壓、風量
、爐內氣流、透氣性指數、爐頂壓力等指標波動，這樣對高爐的穩定運行造成破壞。為了降低波動

，有的采用高爐鼓風機風量預留15%~25%的富餘量用於充壓；有(you)的(de)將(jiang)高(gao)爐(lu)鼓(gu)風(feng)機(ji)的(de)風(feng)均(jun)壓(ya)閥(fa)門(men)開(kai)小(xiao)
，以(yi)小(xiao)流(liu)量(liang)進(jin)行(xing)均(jun)壓(ya)，這(zhe)種(zhong)操(cao)作(zuo)均(jun)壓(ya)時(shi)間(jian)非(fei)常(chang)長(chang)
，雖(sui)然(ran)波(bo)動(dong)減(jian)小(xiao)
，但(dan)是(shi)縮(suo)短(duan)了(le)熱(re)風(feng)爐(lu)的(de)有(you)效(xiao)燒(shao)爐(lu)時(shi)間(jian)，降(jiang)低(di)了(le)熱(re)風(feng)爐(lu)的(de)使(shi)用(yong)效(xiao)率(lv)。

　　具體說
，傳統熱風爐換爐技術的弊端有以下幾種：

　　一是利用高爐鼓風機的風進行充壓換爐會影響高爐爐況，降低高爐產量，增加消耗。高爐在正常運行時

，會形成塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、fengkoudaidengwudai。qizhongruanrongdaiduiyelianguochengzuiweiguanjian，yeshiyingxianggaolulukuangshunxinghegaochandihaodeguanjian。ruobucaiyongqitajishucuoshi，erzaigaolumanfuheshengchandetiaojianxiaduirefenglujinxingchongya
，gaolugufengyalihuichansheng60kPa以上的壓力降
，這種壓力降會破壞高爐內W型或倒V型軟熔帶，高爐必須經過一段時間運行才能形成新的W型或倒 V型軟熔帶，如此必然會增加高爐消耗，降低高爐產量。

　　二是采用將高爐鼓風機留出12%以上富餘量
，以降低換爐時對高爐爐況的波動。以河北某廠1號高爐為例，正常生產時鼓風量為5250Nm³/min，風量富餘率13%，則高爐鼓風機風量為 6000Nm³/min，風壓為440kPa
，鼓風機需配電機38000kW，實踐操作中60分鍾換一次爐。高爐鼓風機配有變頻器（理論富餘量節電率為40%）
，則每小時鼓風機電機將浪費2964kWh的電能，實踐中變頻器基本達不到節電40%的目標，因此實際浪費的電能將超過3000kWh。即便如此
，該廠1號高爐在充壓3分鍾時
，高爐風壓依然降低了26kPa，還會對高爐爐況產生較大影響，如果要進一步降低這種影響就必須進一步提高鼓風機富餘量
，浪費的電量也將會更多。

　　三(san)是(shi)均(jun)壓(ya)換(huan)爐(lu)時(shi)間(jian)受(shou)高(gao)爐(lu)值(zhi)班(ban)室(shi)限(xian)製(zhi)。由(you)於(yu)高(gao)爐(lu)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)要(yao)求(qiu)風(feng)量(liang)和(he)風(feng)壓(ya)處(chu)於(yu)相(xiang)對(dui)穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態(tai)，因(yin)此(ci)熱(re)風(feng)爐(lu)換(huan)爐(lu)操(cao)作(zuo)受(shou)到(dao)高(gao)爐(lu)值(zhi)班(ban)室(shi)的(de)嚴(yan)格(ge)控(kong)製(zhi)
，操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)在(zai)進(jin)行(xing)熱(re)風(feng)爐(lu)換(huan)爐(lu)操(cao)作(zuo)前(qian)需(xu)發(fa)一(yi)信(xin)號(hao)至(zhi)高(gao)爐(lu)和(he)燃(ran)氣(qi)部(bu)門(men)，得(de)到(dao)認(ren)可(ke)後(hou)方(fang)可(ke)進(jin)行(xing)。工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)在(zai)進(jin)行(xing)換(huan)爐(lu)操(cao)作(zuo)時(shi)需(xu)按(an)照(zhao)既(ji)定(ding)程(cheng)序(xu)根(gen)據(ju)每(mei)次(ci)換(huan)爐(lu)時(shi)的(de)不(bu)同(tong)情(qing)況(kuang)準(zhun)確(que)控(kong)製(zhi)多(duo)個(ge)閥(fa)門(men)的(de)開(kai)合(he)程(cheng)度(du)
，包(bao)括(kuo)調(tiao)節(jie)風(feng)機(ji)靜(jing)葉(ye)開(kai)度(du)、調節均壓閥開度
、觀察熱風爐內壓力變化控製充壓時間、開關冷熱風閥門等多個步驟以完成換爐操作。

　　四是容易造成設備故障。一方麵均壓時風機負荷提升，容易對機械及電氣係統造成衝擊
，造成電網波動；另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)換(huan)爐(lu)操(cao)作(zuo)時(shi)需(xu)頻(pin)繁(fan)調(tiao)整(zheng)靜(jing)葉(ye)和(he)防(fang)喘(chuan)閥(fa)，造(zao)成(cheng)靜(jing)葉(ye)磨(mo)損(sun)大(da)和(he)防(fang)喘(chuan)閥(fa)易(yi)損(sun)壞(huai)，影(ying)響(xiang)高(gao)爐(lu)生(sheng)產(chan)，在(zai)出(chu)鐵(tie)前(qian)換(huan)爐(lu)還(hai)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)風(feng)口(kou)倒(dao)灌(guan)事(shi)故(gu)。

　　為克服上述熱風爐換爐技術的弊端，豫興公司研發了“一種熱風爐無波動換爐高效轉化裝置及控製方法”的專利技術專利號為CN202110862040.7）。該技術使用一套獨立的供風係統，由獨立的高壓氣罐、空壓機、調tiao壓ya閥fa組zu及ji相xiang關guan管guan道dao閥fa門men組zu成cheng。采cai用yong這zhe種zhong換huan爐lu技ji術shu，熱re風feng爐lu換huan爐lu充chong壓ya不bu用yong高gao爐lu鼓gu風feng機ji的de風feng，而er另ling加jia一yi台tai空kong壓ya機ji對dui熱re風feng爐lu進jin行xing充chong壓ya，空kong壓ya機ji的de風feng與yu鼓gu風feng機ji的de風feng同tong屬shu壓ya縮suo空kong氣qi，充chong壓ya介jie質zhi的de性xing質zhi沒mei有you發fa生sheng改gai變bian。改gai造zao時shi
，隻zhi需xu將jiang壓ya縮suo空kong氣qi管guan連lian接jie在zai冷leng風feng支zhi管guan上shang（冷風閥與熱風爐之間），原管道及係統不做調整
，在管道上增加一個液動或氣動閥門，即可滿足用壓縮空氣進行充壓的要求，熱風爐原工藝不做改變。

　　這種無波動換爐技術除了換爐時不引起高爐鼓風壓力波動外，還具有以下特點：

　　一yi是shi可ke避bi免mian風feng口kou倒dao灌guan。采cai用yong高gao爐lu鼓gu風feng機ji的de風feng充chong壓ya換huan爐lu會hui引yin起qi高gao爐lu鼓gu風feng爐lu壓ya突tu然ran降jiang低di，如ru果guo鐵tie水shui罐guan不bu到dao位wei，高gao爐lu快kuai出chu鐵tie時shi，爐lu壓ya突tu然ran降jiang低di會hui引yin起qi風feng口kou倒dao灌guan
，因yin此ci目mu前qian熱re風feng爐lu換huan爐lu必bi須xu受shou高gao爐lu值zhi班ban室shi控kong製zhi。如ru采cai用yong無wu波bo動dong換huan爐lu後hou
，熱re風feng爐lu換huan爐lu時shi不bu會hui引yin起qi高gao爐lu熱re風feng壓ya突tu然ran降jiang低di而er保bao持chi無wu壓ya力li波bo動dong狀zhuang態tai，從cong而er避bi免mian風feng口kou倒dao灌guan事shi故gu的de發fa生sheng。

　　二er是shi可ke實shi現xian全quan自zi動dong無wu人ren操cao作zuo
，穩wen定ding熱re風feng的de熱re負fu荷he
，延yan長chang熱re風feng爐lu壽shou命ming。采cai用yong無wu波bo動dong換huan爐lu後hou
，熱re風feng爐lu換huan爐lu不bu會hui引yin起qi高gao爐lu爐lu壓ya波bo動dong，熱re風feng爐lu保bao證zheng高gao爐lu的de風feng溫wen即ji可ke。混hun風feng調tiao節jie閥fa和he風feng量liang調tiao節jie閥fa可ke以yi由you高gao爐lu值zhi班ban室shi直zhi接jie控kong製zhi。熱re風feng爐lu可ke以yi采cai取qu定ding時shi或huo定ding溫wen全quan自zi動dong換huan爐lu，因yin此ci熱re風feng爐lu可ke實shi現xian全quan自zi動dong無wu人ren操cao作zuo。熱re風feng爐lu如ru能neng保bao證zheng按an時shi換huan爐lu
，也ye就jiu穩wen定ding了le熱re風feng的de熱re負fu荷he。比bi如ru高gao爐lu要yao求qiu1250℃的風溫
，拱頂溫度燒到1350℃，開始送風時混風閥自動開大
，保證1250℃的風溫，在運行中混風閥自動關小，當混風閥全關閉而不能滿足1250℃的風溫時將自動換爐。這確保了送風末期1250℃風溫底溫

，不會發生延時換爐把底溫降低到1200℃甚至更低的情況。因此無波動換爐穩定了熱風的熱負荷
，延長了熱風爐壽命。

　　三是可以提高風溫。對於滿負荷的高爐，原來的換爐技術換爐充壓會占用13分鍾~15fenzhong，suoduanlerefenglushaolushijian
，yejiujiangdileqixurenengli。caiyongwubodonghuanluhou
，keyiyanchangshaolushijian，huoshidangsuoduansongfengshijian，ketigaosongfengwendu。

　　四(si)是(shi)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)產(chan)量(liang)。采(cai)用(yong)無(wu)波(bo)動(dong)換(huan)爐(lu)後(hou)爐(lu)況(kuang)穩(wen)定(ding)順(shun)行(xing)，可(ke)以(yi)增(zeng)產(chan)降(jiang)耗(hao)。對(dui)於(yu)已(yi)建(jian)成(cheng)的(de)高(gao)爐(lu)，如(ru)果(guo)已(yi)滿(man)負(fu)荷(he)運(yun)行(xing)，采(cai)用(yong)無(wu)波(bo)動(dong)換(huan)爐(lu)後(hou)可(ke)將(jiang)高(gao)爐(lu)鼓(gu)風(feng)機(ji)用(yong)於(yu)向(xiang)熱(re)風(feng)爐(lu)充(chong)壓(ya)的(de)風(feng)用(yong)於(yu)煉(lian)鐵(tie)，充(chong)壓(ya)使(shi)用(yong)的(de)風(feng)量(liang)與(yu)熱(re)風(feng)爐(lu)的(de)大(da)小(xiao)、熱風爐的座數有關，一般可增產0.3%~0.5%。對於預留鼓風機風量富餘 15%~25%的高爐，采用無波動換爐後可實現滿負荷運行，產量可提高15%~25%。

　　五是無波動換爐可以降低投資。對於新建高爐采用無波動換爐，可采用滿負荷設計

，高爐風機可不留15%~25%的充壓富餘量，可選用小一號的鼓風機，其設備投資在扣除空壓機費用後
，可減少10%以上投資。以河北縱橫豐南1號高爐為例
，原方案裝機容量為38000kW
，若使用無波動換爐技術裝機容量僅需33650kW。這樣加上變頻器等配套設備

，新方案可節約投資11%以上。

　　山西呂梁建龍實業有限公司煉鐵廠（下文簡稱呂梁建龍）1800m³高爐及其配套的3座熱風爐，在采用無波動換爐係統後，換爐時間從18分鍾縮短到5 分鍾，風溫從1170℃提高到1210℃
，高爐爐況運行數據曲線得到全麵改善
，生鐵質量得到明顯提高
，每年可增加利潤1000餘萬元：一是呂梁建龍采用無波動換爐後，延長燒爐時間，可提高風溫 20℃，降低焦比0.5%，以目前燃料比520千克/噸計算，燃料比可降低2.6千克/噸；高爐以日產4500噸計
，日節焦11.7噸，年節焦4095噸，以焦炭價格為2500元/噸計，一年節約焦炭價值1023.75萬元。二是利用壓縮空氣代替熱風爐冷風均壓，相當於高爐增加了風量，每日可增加生鐵產量44噸，每年可增鐵15400噸，生鐵利潤按照150元/噸
，每年增產生鐵利潤為231萬元。三是使用壓縮空氣進行均壓，每次均壓需要壓縮空氣1600立方米，壓縮空氣成本為0.1元/立方米。每次均壓成本為160元，40分鍾換爐，每年壓縮空氣費用為201.6萬元。每年利潤合計為1053.15萬元，因此，呂梁建龍工程投資（利舊空壓站）回收期僅需4個月。

　　實踐證明：采用獨立空壓機充壓的無波動換爐技術，可以避免高爐爐況波動
，縮短充壓時間，提高風溫
，降低能源消耗

，提高生鐵質量和生鐵產量；同tong時shi熱re風feng爐lu換huan爐lu不bu受shou高gao爐lu值zhi班ban室shi限xian製zhi

，可ke按an時shi或huo按an溫wen度du換huan爐lu，穩wen定ding了le熱re風feng爐lu熱re負fu荷he，延yan長chang熱re風feng爐lu壽shou命ming。山shan西xi呂lv梁liang建jian龍long無wu波bo動dong換huan爐lu技ji術shu實shi踐jian取qu得de了le巨ju大da的de經jing濟ji效xiao益yi，證zheng明ming此ci技ji術shu是shi一yi項xiang可ke行xing、可推廣的節能增產的好技術。（劉力銘 劉力源 符政學 艾水生）

圖為豫興公司為中鐵裝備公司的3X2500m³高爐熱風爐無波動換爐裝置配套的儲氣罐設備。

圖為由豫興公司建設的遼寧鞍山寶得鋼鐵公司1080m³高爐熱風爐無波動換爐裝置配套的儲氣罐設備。