浅析富氧对高炉炼铁的影响
高炉富氧对高炉的影响
高炉富氧的最大效果是提高产量。
富氧鼓风将给炉内带来二个方面的变化,一是风口前理论燃烧温度(Tf)的升高,二是吨铁煤气量的下降。
另外,增加富氧率,也有利于改善煤粉的燃烧。
鼓风中氧的浓度增加，燃烧单位碳所需的鼓风量减少；鼓风中氮的浓度降低，也使生成的煤气量减少，煤气中CO浓度因此而增大。
这些变化，对冶炼过程产生多方面的影响：1）、由于煤气体积少，煤气对炉料下降的阻力也减少，为加大鼓风量、提高冶炼强度创造了条件。
2）、随鼓风中含氧量的提高，煤气中CO浓度增加，煤气的还原能力提高，有助于间接还原过程的发展，但因煤气量减少，在某种程度上扩大了低于700℃的区域，又限制了间接还原的发展。
所以富氧能否降低燃料消耗，要由实际生产结果来定，不同冶炼条件，结果也不相同。
3）、富氧鼓风改变了冶炼中的热平衡。
从分区看，由于富氧提高了理论燃烧温度，下部高温区热交换显著改善，热量集中于炉腹以下。
但由于煤气体积减少，会使中温区相对缩短，从而使低温区扩大。
从总体看，由于单位生铁的鼓风量减少，热风带入的热量也会减少；但煤气量减少使顶温降低，可减少热支出；同时因富氧1%，可增产4%左右，单位生铁各部热损失也可以减少一些，所以总的热量消耗仍然是降低的。
4）、富氧鼓风对顺行产生影响。
因为富氧鼓风使燃烧带的焦点温度提高，炉缸半径方向的温度分布不合理，以及产生SiO气体剧烈挥发，到上部重新凝结、降低料柱透气性，从而破坏炉况顺行。
所以在富氧又采用高风温时，用喷吹燃料控制理论燃烧温度是经济合理的。
若无喷吹燃料装置，则应采用加湿鼓风。
高炉富氧鼓风的特点和作用[文秘家园-www,,找范文请到文秘家园]高炉冶炼是高温物理化学反应，参与反应的主要元素是Fe-C-O。
Fe来源于矿石，包括烧结矿、球团矿、块矿等。
碳来源于燃料，包括焦炭及各种喷吹物。
O2来源于高炉鼓风和富氧。
原先矿石和燃料是由高炉上部装入的，而从高炉下部进入炉内的仅是鼓风，后来发展高炉综合鼓风技术，即从高炉下部进入炉内的不仅有鼓风，还有富氧及各种可燃的碳氢化合物，甚至还有含铁、含CaO的粉状物质。
富氧和富氢对高炉内部冶炼特征影响规律的数值模拟
富氧和富氢对高炉内部冶炼特征影响规律的数值模拟目录一、内容概要 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 高炉中的氧与氢 (4)1.3 数值模拟方法概述 (5)二、实验设计和方法 (6)2.1 富氧和富氢处理对高炉内部环境影响的假设 (7)2.2 数学建模和物理模型定义 (8)2.3 模拟软件与数值方法介绍 (9)2.4 输入参数和边界条件设定 (10)2.5 计算模型验证与精确度检查 (11)三、数值模拟结果分析 (12)3.1 富氧条件下高炉内部气体成分分布 (13)3.2 富氢条件下高炉内部气体成分分布 (15)3.3 温度场和流场在各种条件下的变化 (16)四、结果讨论和对比分析 (17)4.1 不同条件对冶炼效率的影响 (18)4.2 能量利用率与烟气处理 (19)4.3 环境友好性分析 (20)五、富氧和富氢优化策略 (21)5.1 富氧条件下优化策略的探讨 (23)5.2 富氢条件下优化策略的探讨 (24)5.3 综合富氧与富氢效果 (25)六、结论与展望 (26)6.1 结论概要 (27)6.2 研究局限及未来研究方向 (28)一、内容概要本数值模拟研究旨在深入探讨富氧和富氢在高炉内部冶炼过程中的作用及其对冶炼特征的影响规律。
通过构建数学模型，结合实验数据和实际操作经验，系统地分析了富氧和富氢浓度、添加方式以及操作参数等因素对高炉冶炼过程的影响。
研究过程中，我们首先定义了高炉内部的关键变量，如温度、压力、气体成分等，并建立了相应的数学表达式来描述这些变量的变化规律。
利用先进的数值模拟技术，对不同富氧和富氢浓度下的冶炼过程进行了模拟计算。
通过对比分析富氧和富氢单独作用以及联合使用时的冶炼效果，我们发现富氧能够显著提高炉内温度和气体还原度，促进矿石的还原和渣的优化；而富氢则在降低炉内温度的同时，提高了气体的还原性和炉料的透气性。
我们还探讨了富氧和富氢的添加方式以及操作参数对冶炼效果的影响，为优化高炉冶炼工艺提供了理论依据。
高炉富氧炼铁前景
高炉富氧炼铁前景来源：张化义文章发表时间：2010-12-21时至今日，通过增加喷煤量和提高生产率以降低铁水生产成本仍然是高炉炼铁生产的焦点。
目前，最好的高炉利用系数已超过3t/m3d，典型的低焦比为260 kg/tHM ~270kg/tHM。
Corus IJMuiden高炉富氧炼铁已达到35%~40%。
实践证明，与传统的Rankine循环相比，利用高炉炉顶煤气进行联合循环发电可提高热效率35%~40%，有利于进一步降低铁水成本。
联合循环发电可有效利用低发热值（约4500kJ/Nm3）高炉煤气。
通过富氧满足“高炉贫N2操作”，降低焦比，提高生产率和减少CO2排放。
1 前言在未来许多年里，高炉炼铁仍将继续占据着主导地位，其主要原因是：1）替代高炉炼铁工艺的研究进展缓慢。
考察了冶炼-还原工艺后认为，至今仍然只有Corex、Finex和HIsmelt工艺达到了商业生产水平。
因为商业投资风险比BF大，因而替代炼铁工艺的应用可能继续受到限制。
2）因为维修和更新现有高炉需要的投资，比建设一座全新的替代高炉及其附属设备的投资低许多。
3）提高现代高炉炼铁生产率和降低铁水成本方面还存在着很大的潜力。
因此，未来几年将从以下几个方面对高炉炼铁进行深入研究：1）降低铁水生产成本。
如果铁矿石成本一定，铁水成本主要取决于还原剂（焦炭与煤）的消耗量和高炉利用率。
因此，研究如何将喷煤量（PC1）和高炉利用率分别提高到230kg/tHM和3t/m3d以上是节约能源、降低铁水成本的关键。
2）减少CO2排放。
通过资源的有效利用，也就是减少能源损失，提高能源和再生资源的使用效率以减少CO2排放将是研究工作的重点。
为此本文将重点介绍高炉低N2运行前景，即提高热风炉送风含氧量，即超过喷煤需要的最低含量。
2 当前的粉煤喷吹和热风富氧量表1是利用物质和热量平衡模型计算获得的消耗参数和冶炼1吨铁水的操作消耗（OPEX-operational expenditures）。
吸附制氧及机前富氧在炼铁高炉的研究与应用
吸附制氧及机前富氧在炼铁高炉的研究与应用摘要：针对目前广泛应用的高炉机后富氧方式存在的电能消耗过度问题，本文介绍了变压吸附制氧的原理、优点及机前富氧的概念、优点，给出了变压吸附制氧与机前富氧相结合应用于高炉富氧的技术方案，机前富氧在应用时需要考虑的安全措施，既减少了深冷空分制氧的氮气过量问题及现有机后富氧氧压机电能浪费。
关键词高炉富氧机前富氧变压吸附制氧高炉富氧是指在高炉冷风中加入一定量的纯度较高的氧气，使冷风中的氧浓度升高，从而提高高炉的冶炼强度，增加高炉铁产量。
高炉以提高富氧率作为高炉提产增效降低成本为重要手段。
由于公司配套深冷空分制氧产量不能满足高炉大量、稳定富氧生产的需要，鉴于高炉富氧氧气纯度要求不高的特点，通过对比深冷制氧及变压吸附制氧的介质平衡投资效益分析拟采用变压吸附制氧方式为高炉提供氧气。
为了节省氧压机电耗，拟采用鼓风机前管道混氧方式。
该套系统直接提高电拖风机冷风含氧量。
同时作为企业氧气供应的调节器，如深冷空分产氧气有余量或不足时，真空变压吸附制氧装置可随时启停来控制增减产量为高炉提供氧气。
1 变压吸附及高炉机前富氧优点1. 1 变压吸附制氧变压吸附制氧的基本原理：原料空气经罗茨鼓风机进口过滤器去除杂质后进入鼓风机，被鼓风机增压后，通过管道和气动切换阀门进入吸附剂床层，原料空气中的水分和二氧化碳被底部的PU-8/TS吸附剂吸附，净化后的空气在吸附器内继续上升，经过PU-8制氧吸附剂的过程中氮气逐渐被吸附，从而在吸附器顶部富集到氧气。
产品氧气从吸附器顶部流出后，进入氧气缓冲罐，供用户使用。
为了连续获得氧气，一般设两个或两个以上的吸附器，一个吸附器在较高压力下吸附空气中的氮气，从吸附器出口端获得产品氧气；其他的吸附器在较低压力下解吸或升压，以便在下一个周期内吸附原料空气中的氮气。
几个吸附器轮流切换，从而达到连续产氧的目的。
1. 2 高炉机前富氧高炉富氧方式根据氧气混入高炉冷风的位置不同，分为机前富氧和机后富氧。
富氧对烧结生产的作用
富氧对烧结生产的作用摘要本文研究富氧烧结对烧结矿产质量指标、烧结烟气成分的影响。
研究表明随着富氧浓度的增加，垂直烧结速度加快，烧结利用系数提高，成品率提高，固体燃耗降低。
随着富氧时间段向后推移，垂直烧结速度和利用系数呈先提高后降低的趋势，成品率降低，固体燃耗升高，从有利于烧结的角度考虑，宜在烧结过程前中期进行富氧，同时选择高富氧浓度。
关键词富氧烧结利用系数成品率固体燃耗1前言我国高炉炼铁原料结构中，烧结矿入炉比占70%～85%甚至更高，烧结矿产质量指标成本指标直接关系到高炉冶炼指标和铁前整体效益，而烧结矿质量指标主要由其矿物组成、性质和结构决定，烧结成本指标主要由原料成本、燃耗、电耗、点火煤气消耗等指标组成，为了提高烧结矿产质量和降低能耗指标，烧结工艺研究富氧烧结。
2富氧烧结的研究2.1 富氧烧结的意义富氧烧结是在烧结风量中通入一定比例的过量氧气，促使烧结固体燃料充分燃烧，使烧结过程化学反应更加彻底。
富氧烧结工艺的目的是提高烧结过程的氧位，以生成更多的铁酸钙系液相，进而提高烧结矿产质量。
国内外很多学者开展富氧烧结杯试验和工业生产实践，（1）富氧7m3/t时，烧结矿综合指标最佳，随着富氧率的增加，成品率反而有降低趋势。
（2）富氧烧结时，再生赤铁矿增加，低温还原粉化率RDI-3.15mm升高，FeO含量降低。
（3）钒钛磁铁精矿粉富氧烧结试验研究表明，随着富氧时间的延长，垂直烧结速度、利用系数、成品率、转鼓强度和还原度均提高，但低温还原粉化性会变差。
（4）我国梅山钢铁、酒钢、韶钢和日本神户等钢铁企业开展富氧烧结工业性试验研究，取得提高成品率和利用系数的效果。
本文重点研究富氧率和富氧阶段对烧结过程、成品烧结矿质量指标等方面的影响，分析富氧对烧结烟气成分中CO和O2浓度的影响机理，为厚料层烧结条件下实施富氧烧结、节能减排提供技术支持。
烧结速度取决于碳燃烧速度和空气传热速度中慢的一方面，正常配碳量条件下，料层气流速度达到一定值时，碳燃烧速度往往落后于空气传热速度，富氧烧结提高空气中的氧含量，促进碳的快速燃烧，使碳燃烧速度与空气传热速度相匹配，达到烧结速度最快、烧结温度较高优质高产的目的。
大富氧技术在高炉冶炼中的应用与效益分析
管理及其他M anagement and other摘要：大富氧技术是一种在高炉冶炼中应用的先进技术，通过增加炉内氧气浓度来提高燃烧效率和炉渣性能，从而提升高炉冶炼效率和环境保护水平。
在高炉炉缸内，大富氧喷吹系统的设计和布置对燃烧过程、高炉温度和炉渣性能产生影响。
在高炉炉外，大富氧预处理系统的设计和运行对炉料性能和冶炼过程有影响。
大富氧技术的应用可以提高高炉冶炼效率、改善燃烧效率和炉渣性能，提高产量和质量，同时减少烟气排放、处理固体废弃物，降低能源消耗，对环境保护有积极贡献。
未来的研究方向应该是提高大富氧技术的稳定性和可靠性，优化喷吹系统和预处理系统的设计，进一步提高高炉冶炼效率和环境保护水平。
关键词：大富氧技术；高炉冶炼；实践应用；效益分析高炉冶炼是钢铁生产过程中的关键环节，其效率和质量直接影响着钢铁产品的生产成本和市场竞争力。
随着社会经济的发展和环境保护意识的提高，对高炉冶炼过程中的能源消耗和环境污染问题的关注日益增加。
因此，寻找一种能够提高高炉冶炼效率、降低能源消耗和减少环境污染的技术变得尤为重要。
1 大富氧技术的原理与特点1.1 大富氧技术的基本原理大富氧技术是一种在高炉冶炼过程中利用高浓度富氧气体进行燃烧的技术。
其基本原理是通过将空气中的氮气部分或全部替换为富氧气体，提高燃烧过程中氧气的浓度，从而增加燃烧反应的速率和效率。
在高炉冶炼中，大富氧技术主要应用于燃烧炉顶煤气和煤气发生炉燃烧过程中，通过富氧气体的使用，实现高炉内燃烧过程的强化和优化。
1.2 大富氧技术的特点及优势（1）提高燃烧效率。
富氧气体中氧气的浓度高于空气中的氧气浓度，使得燃烧反应更加充分，燃烧效率得到提高。
（2）减少燃料消耗。
由于燃烧反应更加充分，燃料的利用率提高，燃料消耗量减少。
（3）降低燃烧产物中的氮氧化物排放。
富氧气体中氮气的含量较低，燃烧过程中产生的氮氧化物排放量相对较少。
（4）减少炉渣量和炉渣碱度。
富氧气体的使用可以减少燃料中的灰分含量，降低炉渣量和炉渣碱度，有利于高炉冶炼的稳定进行。
济钢350m3高炉高富氧生产分析
/8 1113 1117 1016 1079 1086 1120 1126 1071 1096 1140 1075
/% 0.000 2.600 1.568 1.155 4.631 2.040 2.799 1.022 0.000 0.000 4.782
/9:.t_ 1 /9:.t_ 1 温度 /; 324 358 364 366 368 396 336 351 355 364 370 381 182 163 160 125 151 143 179 160 149 139 160 149 2091 2025 2139 2087 2068 2230 2080 2154 2061 2059 2052 2215
/< 1014 1039 1028 1081 1085 1089 1088 1086 1095 1072 1063 1065
/% 2.337 2.363 2.204 2.353 3.074 3.217 3.355 4.631 4.782 4.570 5.063 4.986
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
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风温 /" 煤比 /#$%&’ ( 富氧率 )*
燃烧温度做近似计算 ( 见表 3)( 可以发现 , 同类型 * 焦 比 优 异 高 炉 理 论 燃 烧 温 度 在 3:-:N38::O 左 右 , 与之相比 ,济钢高炉焦比偏高 , 其理论燃烧温度也偏 高 ( 表 H 列出了 3::1 年济钢第一炼铁厂利用系数突 破 1%:&)(GH P) 高炉的部分指标 , 可以看出 , 这些高炉 ’ 尽管实现了较高的利用系数 , 但焦比相对于先进高 炉仍然偏高 , 且焦比高的高炉对应理论燃烧温度水 平 也 比 较 高 , 除 / 月 份 实 现 了 较 低 焦 比 的 1Q 高 炉 外 , 这些高炉理论燃烧温度水平 都在 33-:R 左右 , 个别高炉理论燃烧温度超过了 3H::S(
炼铁高炉富氧能力提升的研究与实施
炼铁高炉富氧能力提升的研究与实施发布时间：2022-01-04T01:45:15.529Z 来源：《福光技术》2021年21期作者：贺龙龙窦广伸[导读] 对于高炉提产，增加高炉富氧量是很有效的手段，目前国内钢铁企业高炉富氧量均提升明显，大风大氧提高炉产量已成为趋势。
河钢邯钢设备动力部 056000摘要：对于高炉提产，增加高炉富氧量是很有效的手段，目前国内钢铁企业高炉富氧量均提升明显，大风大氧提高炉产量已成为趋势。
但是目前部分钢铁企业的高炉，受原富氧管道设计流量小的影响，阻碍的高炉富氧量的提升，本文拟以邯钢炼铁部的5#、7#高炉为例，通过能源介质设备改造与工艺优化攻关，消除管道对高炉富氧量提升的影响，提升氧气管道通流量，保障高炉富氧量有效提升。
关键词：高炉；富氧；提升；机前富氧一、提升炼铁高炉富氧的意义富氧喷煤技术在我国高炉生产中应用较为普遍。
高炉操作中，提高鼓风富氧量能够富化鼓风的氧含量，进而提高风口前煤粉的燃烧率，提高煤粉的置换比，降低焦比及铁前成本。
同时，还可以解决因煤粉的挥发分在风口前高温裂解时造成高炉风口前理论燃烧降低的问题，强化高炉冶炼，提高铁水产量，增强炉缸的蓄热能力，提高铁水物理热，改善渣铁的流动性。
二、主要研究内容方向及拟采取的措施由于高炉富氧管道末端压力，受管道流量影响较大。
这是因为管道介质流量与管道阻力产生的压力降成正比，高炉富氧流量越高，至高炉鼓风富氧环管末端时的氧气压力损失越大。
当富氧管道末端压力下降至与高炉冷风压力基本持平时，高炉富氧流量将难以提升。
改造与攻关实施前，炼铁部高炉提产所需氧气量受限，炼铁部5#高炉最大富氧流量由16000m3/h，炼铁部7#高炉最大富氧流量由11000m3/h。
本文针对邯钢老区炼铁部的5#、7#高炉原富氧管道设计流量与当前高炉富氧需求流量不匹配的现状，通过技术改造与工艺优化攻关，消除管道及附属设施对高炉富氧量提升的影响，同时考虑充分利用机前富氧等新型手段，提升富氧管道的最大通流量，保障高炉富氧量有效提升。
高炉富氧对炉身上部的影响
高炉富氧对炉身上部的影响李肇毅;姜伟忠【摘要】通过分析高炉热流比的技术特征,从理论和国内外的实践方面对富氧高炉的生产状态变化进行了探讨.重点集中在高富氧情况下炉身上部煤气加热炉料的能力不足的问题.热流比(ωs/ωg)升高的明显特征是炉顶温度的急剧下降,热滞区不复存在引起炉况失常,低燃料比高炉更要当心,大高炉的实绩进一步证明了这一点.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P70-73)【关键词】高炉;富氧;热流比【作者】李肇毅;姜伟忠【作者单位】宝山钢铁股份有限公司炼铁厂,上海200941;宝山钢铁股份有限公司炼铁厂,上海200941【正文语种】中文【中图分类】TF538.5在氧气对炼钢技术产生了革命性变化后,高炉炼铁也尝到了鼓风富氧在提产、综合鼓风的甜头。
然而当高炉试图探索全氧炼铁时,遇到了前所未有的困难,困难的关键是高炉炉身上部气体加热炉料能力的严重不足。
本文通过热流比的分析探讨不同高炉冶炼条件下可适用的富氧空间,有助于生产过程对稳定炉况的掌控。
1.1 高炉的富氧技术简介起初炼钢厂用氧有余时,适当给高炉富氧以免浪费资源。
富氧对高炉提产的贡献已有相关文献论述[1-2]。
随后富氧作为高炉风口喷吹燃料的重要辅助手段长期使用,进而成为大型高炉设计生产工艺时的标配设计。
通常高炉设计喷煤比为200 kg/t,相应的富氧水平按3%～5%配置。
1.2 实际高炉富氧情况高炉的富氧程度,不同厂家之间差异极大。
有的厂家长期高富氧运行在8%～10%,有的厂家低富氧在2%～3%。
不过要维持100 kg/t以上的喷煤比,基本上都要用到氧。
通过一段时间的摸索后,炼铁工作者清楚了用氧的目的,首先是维持风口前的理论燃烧温度,其次可获得额外的产能。
至于为何有的厂家长期高富氧,有的厂家长期低富氧,究其本质并不是各家有所偏好这么简单,本文试图对其内部规律加以探讨。
富氧后高炉的炉腹煤气量有了变化,单位产量的煤气量及单位时间的煤气量的变化都受到重视。
包钢4号高炉富氧喷煤强化冶炼实践
１５ ｍ／左右， 氧率１ 月份达到３７％， ３ ０ ｈ ０ ３ 富 １ ． 如图 ９
１ 所示。
用氧后产量大幅度增加， 月份４ １ ０ 号高炉日 产 生铁４２．ｔ ８１２， 利用系数达到２１ ， ．９ 人炉焦比降到 ０
通 几 ｑ 口 ｎＱ ｎ 勺 白 ｎ ‘ － １ Ｊ ￣ｏ ０ ５ ｎ Ｕ 』亡 Ｃ ５ Ｊ 二 ０
具体如图 １ 所示。
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１４０ 印 。
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２７ ．０ ２印 ． ２防 ． ２６ ４
富氧率，％
图３ 包钢４ 号高炉透气性与富氧率的关系
录， 首次超过１ ２ ｍ） ２ ｍ） 号（２ ３ 号（２ ３高炉。 ０ ０ ， ３ ０ ０
１ 月产量继续走高， １ 平均日 产生铁４ ｔ ， ９３ 利用系 １／ ｄ 数达到２２３又刷新了１ 月份的记录。具体技术 ． ， ３ ０ 经济指标见表２ ０
表 １ 全国重点钢铁企业高炉生产技术经济指标
一ｍ 火
０ ０ ０
５７ 印 ６１
８１
０
７６
０
８
８１
富氧率， ％ Ｊ． ０２ 且 ‘． ５８ １ ．． ８６ １ 内 ３９ ｊ 丹 ７９ ｊ
２ 富氧对高炉冶炼的影响
富氧是强化高炉冶炼的有效措施之一。富氧
后， 由于鼓风含氧量的增加， 氮的含量减少， 致使单 位生铁的风量、 煤气量都减少， 煤气对炉料下降的阻
·３ ５·
的次数， 使烧结矿的人炉粉末大大减少， 见表３ ０ （） ２ 提高焦炭质量。 ０６ 月， ２０ 年９ 公司新上７８ ， 号焦炉， 缓解了焦炭供应不足的局面， 使焦炭的质量 有很大的改观。同时， 月份， １ ０ 干熄焦的投人使用， 使人炉焦炭水分降低很多（ 具体见表４ ， ）为高炉强 化创造了良 好的外部条件。但由于初期干焦和湿焦 混上， 焦炭水分不稳定， 对高炉生产产生一定的影 响， 炉温波动大， 影响高炉顺行。
富氧在冶炼行业的作用和纯度关系
富氧在冶炼行业的作用和纯度关系
氧气不仅有助燃的作用，而且可以起到节能减排的，增产增效的作用
1、钢铁行业
1.1、电弧炉：电弧炉炼钢需要最低93%纯度的氧气
1.2、高炉富氧：高炉富氧可以提高煤比，降低焦比，这样可以降低炼铁过程中的焦炭成本。
富氧每增加1%，产量增加3%，每吨铁增加喷煤20Kg
2、有色冶炼行业和窑炉
2.1、提高炉温，提高熔炼率，主要是降低了每炉冶炼的时间。
2.2、减少氮气进入量，减少氮氧化物排放量，这点可以参考锅炉的做法（如果一味的在空气中增加氧气含量，就会造成炉温过高，同
样增加氮氧化物产生，这里可以将烟气回收与空气掺和后进入冶炼炉）
3.、化工
提高效率，降低消耗，降低排放。
富氧对高炉冶炼的影响
空气预热 燃 烧 热 风 炉 ， 使 火 焰 温 度 达 1550 ～
高发热值燃料 1700℃
对
策
结构
热风炉结构能承受高 温
材质（钢、耐火材料） 热风阀
喷煤对高炉冶炼的影响
a. 风口前燃料燃烧的热值↓
b.扩大燃烧带 c.风口前理论燃烧温度 ↓ d.直接还原度↓ e. 煤气阻力损失（△P）↑ g.存在热滞后现象
富氧对高炉冶炼的影响
往高炉鼓风中加入工业氧气
富氧对高炉冶炼的影响
a. 提高产量 每富氧1％增产3～5％ b. 提高t理 每富氧1％, t理↑45～50℃ (炉缸煤气量↓所致) c. 燃烧带有缩小的趋势 (N2↓, t理↑→加快碳的燃烧过程) d. 高温区下移，炉身、炉顶温度↓（煤气量↓所致）
e. 直接还原度略有升高
对于不喷吹燃料的高炉 加湿鼓风不失为一种调剂炉况的手段
喷吹煤粉 高风温 高压操作 富氧鼓风
t理
↓
↑
—
↑
t顶
↑
↓
—
↓
rd
↓
↑
↓
↑
△P
↑
↑
↓
↑
高压操作对高炉冶炼的具体影响
(1)燃烧带减小 (2)对还原的影响(rd↓，[Si]↓) (3)料柱阻力损失△P↓ (4)大幅度减少炉尘吹出量
(5) 降 低 焦 比
f.炉内温度场变化
高温区 上移
原因
炉身温度 炉顶温度
略有上升 → W气 ↑所致 W料
炉缸温度 趋于均匀
炉缸边缘温度↓ → 风口理论燃烧温度下降所致
炉缸中心温度↑ → 煤气穿透能力增强所致
（煤气量、煤气含氢、鼓风动能↑）
影响喷煤置换比的因素
对高炉富氧鼓风的几点认识
对高炉富氧鼓风的几点认识（刘卫国）1、概述富氧鼓风一种高炉强化冶炼技术。
在高炉大气鼓风中加入工业氧，以提高鼓风含氧浓度，强化风口区燃料燃烧，从而提高生铁产量。
1913年比利时乌格尔厂第一次进行了高炉富氧鼓风试验，鼓风含氧增加到23%，产量提高12%，焦比降低2.5%~3%。
60年代以来，随着高炉喷吹燃料技术的发展，我国鞍山钢铁公司、马鞍山钢铁公司、上海钢铁厂等先后在高炉上采用富氧鼓风。
2、富氧对高炉生产的影响2.1 对高炉内热平衡的影响单位碳素燃烧生成的热量升高，高炉内气固相比减少，因此炉缸热状态好转、炉缸和炉腹下部温度升高，煤气量减少，风口前理论燃烧温度上升。
但由于煤气体积减少，会使中温区相对缩短，从而使低温区扩大。
从总体看，由于单位生铁的鼓风量减少，热风带入的热量也会减少；但煤气量减少使顶温降低，可减少热支出；同时因富氧1%，可增产4%左右，单位生铁各部热损失也可以减少一些，所以总的热量消耗仍然是降低的。
炉腹下部、炉缸温度上升，对硅、锰等一些难还原元素十分有利，因此适宜于冶炼锰铁、硅铁等铁种。
2.2 对回旋区的影响高炉一般通过控制风速和鼓风动能来稳定回旋区的形状，达到稳定煤气流的目的。
首先在风量不变时，随鼓风中含氧量增加，炉腹煤气量时逐渐增加的，为保证炉况顺行，应控制好炉腹煤气量和炉腹煤气流速。
因此在大量富氧时，应适当减少入炉风量。
其次是富氧使炉缸的煤气量减少，炉缸温度上升。
这两方面的原因导致高炉富氧后的回旋区缩短，使煤气流的初始分布趋向于边缘。
故富氧后要调整布料制度以维持合理的煤气流分布。
2.3 对料柱透气性的影响富氧后，炉缸煤气体积少，煤气对炉料下降的阻力也减少，但是富氧鼓风使燃烧带的焦点温度提高，炉缸半径方向的温度分布不合理，以及产生SiO气体剧烈挥发，到上部重新凝结，大大的降低了料柱透气性。
2.4 对燃料比的影响A、随鼓风中含氧量的提高，煤气中CO浓度增加，煤气的还原能力提高，有助于间接还原过程的发展，有利于降低燃料比。
高炉富氧对炉身上部的影响
态变化进行 了 探讨。重点集 中在高富氧情况下炉身上部煤气加热炉料的能力不足的问题 。热 流比（ ／ （ 【 ， ） 升高的明显特征是炉顶温度的急剧 下降， 热滞 区不复存在引起炉况失常， 低燃料 比高炉 更要 当心 ， 大 高炉的 实绩进 一步证 明 了这一 点。
关键 词 ： 高 炉 ；富氧 ；热流 比 中图分 类号 ： Ｔ Ｆ ５ ３ ８ ． ５ 文 献标 志码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ０ ０ ８— ０ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ５— ０ ０ ７ ０— ０ ４
ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｅ ｃ ｌ ｉ ｎ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｎａ ｒ ｃ ｅ ｔ ｏ ｐ．Ｎｏ ｌ ｏ ｎｇ ｅ ｒ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｈ ｙ ｓ ｔ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｕｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ ｆ ｕｒ ｎ ａ ｃ ｅ ｏ ｆ ｌ ｏ ｗ ｆ ｕ ｅ ｌ ｒ ａ ｔ ｅ ｍｕ ｓ ｔ ｂ ｅ ｍｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｒ ｅ ｆ ｕ １ ． Ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ ｏ ｆ ｂｌ ａ ｓ ｔ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐｏ ｉ ｎ ｔ ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ｂ ｌ ａ ｓ ｔ ｆ ｕ ｎａ ｒ ｃ ｅ；ｏ ｘ ｙ ｇ ｅ ｎ ｅ ｎ ｒ ｉ ｃ ｈ ｍｅ ｎ ｔ ；ｈ ｅ ａ ｔ ｌｏ ｆ ｗ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ
010 再次认识富氧对炼铁的影响
再次认识富氧对炼铁的影响臧向阳焦刚(日照钢铁有限公司技术中心)摘要：对于富氧的认识，很大企业存在各种看法，对于富氧是否经济和适用，本文从成本和技术两个方面阐述了在不同情况下富氧对炼铁的具体影响。
通过风口前理论燃烧温度，分析了富氧、喷煤的相互作用。
对极限煤比，极限富氧量，提出了限制条件和解决办法。
关键词：富氧喷煤成本影响1 前言富氧与喷煤技术的广泛应用均始于上世纪60年代，特别是喷煤技术，由于近几年煤粉和焦炭的差价不断拉大，几乎所有企业对于提高煤比没有异议。
但对于富氧的认识，很多企业还停留在全焦冶炼或者低煤比的时代，认为富氧主要作用是提高产量，降低少量燃料比，但总体富氧是不经济的，会增加生铁的实际成本，这种导向下，大多高炉的富氧都是炼钢的剩余氧气，很少有企业单独建制氧机组供高炉富氧使用，造成高炉富氧率一直在低水平徘徊。
随后，多数企业又积极的认为，富氧对以降低生铁成本有非常巨大的空间，把高炉富氧率提高到很高的程度。
其实，对于富氧的评价，应该结合煤比，煤、焦差价等综合条件，重新认定富氧对炼铁的影响。
2 富氧对生铁成本的影响4．5年前，煤粉与焦炭的价格差只有～400元／t，近几年，焦煤供应日趋紧张，焦炭价格不断攀升，焦炭与煤粉的价格差拉大，到2008年6月，差价逐步拉大到1000～1300元／吨。
但到2008年10月时，由于钢铁市场疲软，焦炭与煤粉的价格差又缩小到仅200元／吨左右，所以一成不变的认定富氧对于高炉冶炼生铁是否经济就不具科学性。
高炉在喷吹燃料的同时采用富氧鼓风，从技术角度看肯定是合理的，现在就从成本方面重新计算分析。
高炉采用富氧鼓风以后，每吨生铁的燃料和主要动力费用将发生如下变化：(1)对燃料及动力费用的直接影响——富氧鼓风可以增加喷煤量，以更多廉价的煤粉代替昂贵的冶金焦，其结果将降低生铁成本中的燃料费用。
而氧气的使用虽然可以降低每吨生铁的耗风量，但由于它们的价格相差悬殊，动力费用将是增加的。
机前富氧在高炉系统的实践应用康哲
机前富氧在高炉系统的实践应用康哲发布时间：2021-12-26T06:05:33.114Z 来源：基层建设2021年第27期作者：康哲[导读] 随着工业技术的不断发展，稳定的高炉富氧率可以强化高炉冶炼；随着机前富氧全自动方式技术不断完善成熟，已应用到高炉，大幅降低焦比、降低成本，稳定高炉，增加收益。
陕西龙门钢铁有限责任公司陕西韩城 715405摘要：随着工业技术的不断发展，稳定的高炉富氧率可以强化高炉冶炼；随着机前富氧全自动方式技术不断完善成熟，已应用到高炉，大幅降低焦比、降低成本，稳定高炉，增加收益。
本文着重介绍机前富氧改造和的实际应用效果，并广泛推广。
关键词：高炉；机前富氧；风机；安全1前沿高炉富氧鼓风，就是在高炉大气鼓风中加入工业氧，以提高高炉鼓风含氧浓度，强化风口区燃料燃烧，从而提高鼓风含氧浓度。
它是一种高炉强化冶炼技术，高炉鼓风含氧量，提高高炉燃烧焦炭和煤粉的能力提高，也就提高了高炉的冶炼强度。
由于冷风和富氧的含氧量不同，富氧率提高 1%，冶炼强度就能提高 4.76%目前，国内大部分高炉采用的供氧方式：利用氧气压缩机压缩增压至 2.5MPA，调压至 1.6MPA 后送至炼铁，再经炼铁高炉调压至 0.6MPA，送入高炉鼓风后风管，以供高炉机前富氧鼓风。
机前富氧则是维持高炉鼓风机鼓风量不变，将制氧站低压氧气（一般是 10~15kpa 左右）从高炉的风机机前吸入侧混入，从而使鼓风中的氧气含量增加，以达到高炉富氧鼓风。
此项技术最早是在日本某钢铁公司首先采用，国内已有钢厂引入此项技术，已成功投入使用，运行效果良好。
2 某钢厂机前富氧改造从氧气站敷设氧气管道（15kPa），架空敷设至高炉鼓风机站旁（氧气压力不小于 10Pa），管道采用无缝钢管材质为 20#钢。
在高炉鼓风机站旁，通过切断阀、减压阀、流量控制阀、流量计等两组阀组，三支氧气支管管道分别输送至高炉风机房内的三座鼓风机机前进风管道（三台风机两开一备），在鼓风机进气管道与空气充分混合后，经鼓风机压缩，送往高炉冷风管道。
影响高炉炼铁焦比的诸多因素
1.入炉矿含铁品位的影响：入炉矿品位提高1%，焦比下降~%，产量提高2~%.2.烧结矿碱度（CaO/SiO2）的影响：烧结矿碱度降低（当CaO/SiO2＜时）， ..焦比升高3~%，产量下降3~%.3.烧结矿的FeO的影响: 烧结矿的FeO升高1％，高炉焦比升高~%.和产量降低~%.4.烧结矿＜5mm粉末含量的影响：＜5mm粉末增加1%，焦比升高％，产量下降~%.5.烧结及球团转鼓每提高1%，高炉燃料比下降%。
6.矿石含S每增加1%，燃料比上升5%。
7.烧结矿RDI的影响：当烧结矿的RDI＋≤72%时，RDI＋每提高10%，高炉降低焦比%，产量提高%（RDI≥72%以后，幅度递减）。
8.含铁炉料还原性对焦比的影响：含铁原料还原度降低10％，焦比升高8～9kg/t，烧结矿的MgO每升高1％，还原性下降5%.9.入炉料SiO2和渣量对焦比的影响：入炉料SiO2升高1％，渣量增加30～35kg/t ，渣量每增加100kg/t，焦比升高~%,（校正值20kg）。
10.热风温度的影响：高炉热风温度提高100℃（在950℃～1300℃风温范围内），入炉焦比下降8~20kg/t，并随风温水平提高而递减。
11.鼓风湿度的影响：高炉鼓风湿度提高1g/m3，焦比降低1kg/t铁，产量提高~%.12.富氧的影响：高炉鼓风富氧1%，焦比下降%，产量提高~%.（随着富氧率提高递减）。
13.炉顶煤气压力的影响：顶压提高10kpa，焦比下降~%.14.高炉炉顶温度上升100℃，燃料比上升30 kg/t.15.高炉煤气利用率的影响：煤气利用率提高1%，入炉焦比下降5kg/t铁。
CO2含量增加1%，焦比下降20 kg/t.16.焦炭固定碳含量的影响：C固下降1%，焦比升高2%，产量下降 3%.17.焦炭含水分的影响：焦炭含H2O提高1%，焦比升高~%，产量降低~%.18.焦炭S含量的影响：焦炭S含量升高%，焦比升高~%，产量降低~%.19.焦炭灰分的影响：焦炭灰分（A）升高1%，焦比升高~%，产量降低~%.20.焦炭M40的影响：焦炭M40升高1%，焦比下降t，产量提高%.21.焦炭M10的影响：焦炭M10降低%，焦比下降7kg/t，产量提高%.22.焦炭热态性能的影响：焦炭反应性CRI升高1%，焦比上升3kg/t铁，产量降低%，焦炭反应后的强度CSR下降1%，焦比上升3~6kg/t，产量下降 %.23.生铁含Si量的影响：生铁Si含量下降%，入炉焦比下降4~5kg/t铁。
浅谈高炉富氧喷煤
浅谈高炉富氧喷煤浅谈高炉富氧喷煤顾爱军王世达张文青王亚利（宣钢炼铁厂）摘要：高炉富氧喷煤是实现高炉生产稳产、高产、优质、低耗的必要手段，是高炉炼铁技术进步的重要标志。
高炉的富氧和喷煤是互为条件，互为依存的。
喷煤量不断增加，就需要有足够的氧气来促进煤粉的燃烧，以提高煤焦置换比和保证高炉顺行。
关键词：高炉富氧喷煤冶炼操作高炉富氧鼓风是指往高炉中加入工业氧，使鼓风中的氧含量超过大气中的含氧量。
高炉使用富氧鼓风可以加速碳燃烧，在燃料比不变的情况下使产量增加。
但富氧鼓风使进入高炉的风量减少，带入高炉的热量也减少。
因此，高炉鼓风中的富氧率也受到一定限制。
高炉富氧鼓风的目的是：提高冶炼强度；增加产量；强化喷吹燃料在风口前燃烧。
1 富氧鼓风对高炉的影响1.1 提高了冶炼强度。
由于风中含氧量增加，因而每吨铁所需风量减少。
若保持入炉风量不变，冶炼强度可以提高。
1.2 有利于高炉顺行。
富氧后因带入氮减少，所以单位生铁的煤气量减少，富氧鼓风并定风量时，压差降低，利于顺行。
1.3 提高了理论燃烧温度。
富氧后虽然风量减少使鼓风带入热量减少，但煤气量也相应减少，故能提高理论燃烧温度。
1.4 增加了煤气中CO的含量，有利于间接还原。
富氧鼓风改变了煤气中CO和N2的比例，CO升高，有利于间接还原的发展。
当富氧鼓风与喷吹燃料相结合时，炉缸煤气中CO和H2增加，对间接还原更有利。
1.5 降低了炉顶煤气温度。
富氧后单位生铁煤气量减少，上部热交换区扩大，炉顶煤气温度降低。
高温区集中在高炉下部，这使高炉竖向温度场发生变化。
这个影响与喷吹燃料的影响相反，因而富氧鼓风与喷吹燃料相结合可优势互补2 高炉富氧喷煤的冶炼特征富氧鼓风使理论燃烧温度升高，鼓风焓变小，煤气量减少，高温区下移，炉顶温度降低，冶炼行程加快，炉料在炉内停留时间缩短；而喷吹煤粉则使理论燃烧温度降低，鼓风焓变大，煤气量增加，中心气流发展，炉缸温度均匀，高中温区扩大，炉顶温度升高，焦比降低，料柱矿焦比例增加，炉料在炉内停留时间增长。
高富氧率对大型高炉节能的贡献
国家重点研发计划课题：钢铁流程物质流智能协同调配技术（２０１７ＹＦＢ０３０４００５）收稿日期：２０２０－０５－０６吴礼云（１９７２－ ），高级工程师；０６３００９河北省唐山市。
高富氧率对大型高炉节能的贡献吴礼云 胡兰辉 王伟业（首钢京唐钢铁联合有限责任公司）摘 要 高富氧率是高炉提产增效的重要措施。
以国内某５０００ｍ３以上大型高炉为例，通过对高炉现场数据的收集和分析，得出富氧率与高炉焦比、喷煤比、煤气发生量、ＴＲＴ发电量和吨铁净电耗之间的关系，进而分析高富氧率对大型高炉节能的有利作用。
关键词 大型高炉 高炉富氧 节能 燃料 高炉煤气文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－１６１７（２０２０）０６－００１８－０３ＣｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｏｘｙｇｅｎｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｒａｔｅｔｏｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｆｏｒｌａｒｇｅｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅＷｕＬｉｙｕｎ ＨｕＬａｎｈｕｉ ＷａｎｇＷｅｉｙｅ（ＳｈｏｕｇａｎｇＪｉｎｇｔａｎｇＵｎｉｔｅｄＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｈｉｇｈｏｘｙｇｅｎｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｒａｔｅｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｓｕｒｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅ．Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ｔａｋｉｎｇａｌａｒｇｅｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｏｆｍｏｒｅｔｈａｎ５０００ｍ３ｉｎＣｈｉｎａａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｏｘｙｇｅｎｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｒａｔｅｏｆｔｈｅｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｏｎｆｕｅｌ，ｇａｓ，ＴＲＴｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐｒｅ ｈｅｎｓｉｖｅｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｆｉｅｌｄｄａｔａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｌａｒｇｅｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅ ＢＦｈｉｇｈｏｘｙｇｅｎ ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇ ｆｕｅｌ ＢＦｇａｓ 高炉富氧鼓风是现代高炉炼铁技术中强化冶炼的重要技术手段。
变压吸附制氧在高炉富氧中的应用
制氧在高炉炼铁中的应用及情景分析一、氧气在高炉中的应用情况高炉富氧鼓风具有提高产量、增加煤比、降低焦比的显著作用。
1．富氧鼓风的增产作用众所周知，富氧鼓风的最直接和最显著的作用是提高高炉产量。
在保持风量不变和焦比不变的条件下，理论计算，富氧1%可增产4.76%。
实际生产的增产幅度要低些。
新版“高炉炼铁的手册”中介绍，在风中含氧21~25%时，富氧1%，增产3.3%，鼓风中含氧25~30%时,富氧1%,增产3%。
如下列举国内一些钢厂高炉富氧相关情况。
2007年武钢上半年4#高炉(2519m3)指标情况2007年鞍钢7#高炉(2593.21m3)指标情况2006.7-2007.4沙钢1#高炉(2618m3)指标情况2006.10-2007.4南钢新厂2#高炉(2666m3)指标情况当比较国内外高炉操作参数时，我们会发现，在富氧率上的差距是最大的。
我国企业的富氧率〈3%，多数在0~2%。
使用的氧气是炼钢剩余氧，供应不稳定，时有时无。
而国外一些高炉的富氧率在5%左右，甚至更高。
如：瑞典SSAB的高炉富氧率为4.5%, 芬兰Rautaruukki为5~6%, 荷兰康力斯高炉的鼓风全氧为30.3%, 相当于富氧近10%。
如以相差4个百分点为例，同等条件下，我国的高炉利用系数要低12%以上。
由于钢铁工业的快速发展，我国的高炉炼铁面临着巨大的产量压力。
一些行之有效的增产措施都已在生产中得到应用。
虽说这些措施仍有进一步发挥作用的余地，但空间和效果均有限。
如最有效的入炉品位已提高到59~60%，再提高1~2个百分点已相当困难。
新建高炉是一个不得已而为之的办法，不仅投资巨大、周期长，而且还会有日后生铁总量下降时，高炉设备闲置的风险。
相比之下，只有富氧具有较大的提升空间，能够达到显著的增产效果，同时可以减少大量新建高炉所带来的一系列问题。
值得高兴的是，我国的一些企业已充分认识到富氧的增产作用, 并在生产中加以实施。
宝钢3号高炉的利用系数已>2.5t/m3d，其中最重要的措施是富氧率达到4.5%以上。
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〈〉0引言富氧喷煤技术在我国高炉生产中应用较为普遍[1-2]。
高炉操作中，提高鼓风富氧量能够富化鼓风的氧含量，进而提高风口前煤粉的燃烧率，提高煤粉的置换比，降低焦比及铁前成本。
同时，还可以解产量点。
根据理论燃烧温度计算方法可知，富氧和喷煤对高炉冶炼过程的影响是相反的，两者之间可以优势互补，所以在调整富氧率时也要相应调整喷煤才能保证高炉稳定顺行；富氧率增加后，煤气量减少，上部热交换区域扩大，炉顶温度降低，当温度降到结露温度将会影响高炉除尘系统的正常运行。
1.1富氧率与吨铁氧量根据已有的研究结果可知，一般来说富氧率在一定范围内的时候鼓风中富氧率每提高1%，铁水产量可以提高2.5%耀3%[3-4]。
但是富氧率和高炉铁水产量存在一个相关的关系，可以实现产量和富氧利用的最佳比例，因此有必要寻找到最佳的富氧和产量对比关系，用来指导高炉的日常生产，从而优化高炉生产的经济指标。
吨铁氧量的计算：q=Q t（1）式中，Q为每天高炉的富氧流量，m3；t为铁水日产浅析富氧对高炉炼铁的影响郭晓鹏（德龙钢铁有限公司，河北邢台054009）[摘要]根据高炉物料平衡和热平衡，计算出高炉冶炼过程中，富氧率对高炉产量、顶温的影响，富氧、煤比与理论燃烧温度的关系，得出随着富氧率的增加，顶温逐渐降低，煤比逐渐升高；富氧率和铁水产量关系存在缓变区域，最高值对应的最佳富氧率值为4.2%。
[关键词]高炉；富氧；顶温；理论燃烧温度；煤比Brief Analysis on the Effect of Oxygen Enrichment on IronmakingGUO Xiao-peng（Delong Iron and Steel Co.,Ltd.,HEBEI054009）Abstract According to the relationship of material balance and heat balance of blast furnace,the effect of oxygen enrichment rate on blast furnace output and the temperature at the furnace throat and the the relationship of oxygen enrichment,coal ratio and theoretical combustion temperature in ironmaking are calculated.The results show that the temperature at the furnace throat gradually decreases and the coal ratio gradually increases with the oxygen enrichment rate increase,The relationship between oxygen enrichment rate and molten iron output has a slow change region,and the best oxygen enrichment rate corresponding to the highest value is4.2%.Key words blast furnace，oxygen enrichment，top temperature，theoretical combustion temperature，coal ratioDOI:10.3969/j.issn.1006-110X.2019.01.003从事财务方面的研究工作。
18--〈〉量，t 。
根据统计结果，对数据进行分析，同时，对统计得到的数据进行吨铁氧量-产量统计进行了MINITAB 回归，分析出富氧-产量之间的关系，回归曲线见图1。
对图1回归曲线进行分析可知，吨铁富氧量为0~55m 3时，处于产量的激变区，此时产量随富氧量变化趋势显著；吨铁富氧量为55~65m 3时，产量随着富氧量增加明显变缓；吨铁富氧量为65m 3以上时，产量随富氧变化的微变区，此时产量几乎不再随富氧量的增加而增加。
这样就可以获得最佳铁水产量和富氧成本之间的相应关系，并可根据氧气的价格测算富氧成本，实现铁前富氧成本的优化。
富氧的成本计算见公式（2）。
P O 2=Q O 2×C O2（2）式中，P O 2为高炉吨铁的富氧成本，元/t ；Q O 2为吨铁富氧量，m 3；C O 2为氧气单价，元/m 3。
由此分析出最佳铁水产量和富氧成本之间的相应关系，并可以根据氧气的价格测算富氧成本，实现铁前富氧成本的优化。
1.2富氧率和喷煤比由于高炉炉容和炉型，以及各自原燃料条件和操作理念的不同，导致各个工厂高炉的喷吹煤比也各不相同，每个高炉所控制的理论燃烧温度也不尽相同。
一般来说，每提高1%富氧率可以增加煤比20kg ，通过行业内的长期摸索，目前我公司同类型高炉风口前理论燃烧温度一般控制在2250~2300℃[5-6]，既保证了炉况的稳定顺行，又能满足炉缸热制度，确保产品合格。
根据理论燃烧温度经验公式，结合我公司实际生产，进行了如下修改：T 理=1560+0.816t 风+50O 2-2.12M 煤（3）式中，t 风为高炉使用风温，℃；O 2为高炉富氧率，%；M 煤为高炉喷吹煤比，kg/t 。
通常操作中，为减少风温波动对炉况的影响，高炉风温基本保持在一个稳定区间（这里取平均温度1150℃），因此当理论燃烧温度一定时，富氧和煤比就会呈现一种线性关系，公式（3）可列成一个一次方程，具体见公式（4）、公式（5）：①当理论燃烧温度控制在2250℃时：M 煤=23.585O 2+117.170（4）②当理论燃烧温度控制在2350℃时：M 煤=23.585O 2+93.585（5）目前高炉冶炼过程中一般均采用提高煤比的方式来节约焦比，所以二者之间的关系可以根据差价，利用公式（6）来计算提高煤比和降低焦比关系是否有利于成本的降低：Q 变=A ×C 煤-B ×C 焦（6）式中，A 为高炉提高的煤比量，kg/t ；C 煤为高炉喷吹煤单价，元/t ；B 为高炉降低的焦比量，kg/t ；C 焦为高炉焦炭单价，元/t 。
通过对公式（4）和公式（5）的计算，根据统计结果，对数据进行了统计分析，可知：①富氧率-煤比呈现线性关系，即随着富氧率的增加，煤比随富氧量呈现持续升高的变化趋势。
②可以根据同一富氧率条件下，在高炉可以接受的理论燃烧温度范围内选择合理的喷吹煤比。
③在保证风口理论燃烧温度的前提下，可以根据煤粉和焦炭的差价来选择合适的煤比，降低铁前成本，即保证Q 变<0。
1.3富氧率对顶温的影响一般来说，富氧率越高，高炉的料速就越快，能够对冶炼强度起到推动作用。
但是，随着富氧率的提高，往往伴随着炉顶温度的降低，达到结露条件时，会引起高炉除尘箱体放灰困难，除尘布袋糊死。
另外，过湿的粉尘会沉降富集在煤气管道中，影响透平机正常运行，因此高炉富氧率并不是越高越好，而是针对不同高炉有着不同的合适区域。
高炉富氧-顶温的关系可以根据高炉物料平衡和热量平衡为计算基础，从而找出二者之间的相关性，通过对高炉上下部分热量收支情况进行研究，把高炉分为热量总收入和热量总支出两部分，在满足一定约束条件的前提下，分别求出热量总收入和热量的总支出，然后建立高炉总体的热量平衡数学模型，从而求出富氧-顶温的关系，见公式（7）。
∑i Q intotali=∑j Q outtotalj（7）式中，Q i 包括鼓风、炉料、碳素燃烧热等；Q j 包括铁水、炉渣、高炉煤气、炉尘显热，鼓风水分解热，元素图1炼铁厂吨铁氧量和产量关系2800260024002200200018001600140012001000ⅠⅡⅢ40455055606570吨铁氧量m 3/t浅析富氧对高炉炼铁的影响19--溶解热净值，脱硫耗热，水蒸发吸热，喷吹物分解热，热损失等。
同时，为了计算热平衡公式，需要确定一定的边界条件，以及一些相关的具体计算公式。
1.3.1鼓风量和煤气量的确定本次计算富氧和顶温关系的重点在于计算高炉鼓风量与富氧的关系，以及实际鼓入高炉风量和炉顶煤气的关系，只有确定这些带入、带出显热的不确定因素，才能更加准确地确定热平衡公式的计算结果。
Q煤气=Q鼓风×N鼓风×（1-O2）÷N煤气（8）Q鼓风=Q吨铁耗风-（V氧气含氧-V空气含氧）×Q吨铁氧量（9）式中，Q鼓风为炼铁吨铁实际鼓风量，m3；N鼓风为炼铁鼓风富氧后实际的含氮量，v/v，%；N煤气为高炉煤气含氮量，v/v，%；O2为鼓风富氧率，v/v，%；V氧气含氧、V 空气含氧为富氧含氧量、空气含氧量，v/v，%；Q吨铁耗风为炼铁的吨铁理论耗风量，m3/t；Q吨铁氧量为炼铁的吨铁理论耗风量，m3/t。
1.3.2一些固定参数的确定方程（8）和方程（9）在计算中所使用的的各个参数均采用理论数据，物质的化学成分采用化验室分析实验累计平均数据。
其它一些需要数据采用如下固定值，见表1。
氧率变化关系为：富氧率每变化1%，顶温相应影响20.75℃，因此高炉可以根据顶温与富氧率的关系，结合煤气处理系统的工作情况，进行富氧率的正确选择，确保顶温在确保正常产生的温度区间内。
同时，可以根据季节气温的变化、原料差价、物料入炉水当量不同而选择合适的原燃料结构（如天然生矿的比例选择），降低铁前成本。
2结论根据上述分项研究可以得到产量-吨铁富氧的情况，富氧率应选择在4.2%以下，可以保证铁水产量处于吨铁氧量变化的微变区之前且成本较优。
富氧率每变化1%，炉顶顶温相应影响20.75℃，因此高炉可以根据顶温与富氧率的关系进行富氧率的正确选择。
同时根据原燃料含水对顶温影响的情况，可以针对性地选择富氧情况，确保高炉顶温不影响高炉煤气处理系统正常工作。
可以根据自身的生产特点建立数学模型，寻找到炉顶温度和富氧率之间的相关关系，用于指导生产，采用何种原燃料结构来降低铁前成本。
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