綠色環(huán)保、高效節(jié)能、減排降碳是時(shí)代對(duì)鋼鐵行業(yè)發(fā)展的新要求。高爐煉鐵是長流程鋼鐵冶金的主要工藝環(huán)節(jié)，熱風(fēng)爐作為高爐煉鐵的主要配套設(shè)備，能否為高爐穩(wěn)定提供1200℃以上的高溫?zé)犸L(fēng)，是高爐節(jié)能降耗、減排降碳的關(guān)鍵。

　　經(jīng)過多年創(chuàng)新改進(jìn)，我國熱風(fēng)爐技術(shù)已發(fā)展到較高水平，但是隨著科技進(jìn)步和時(shí)代發(fā)展，用戶需求日益提高，熱風(fēng)爐仍存在一些亟待解決的共性問題：熱風(fēng)出口鋼殼發(fā)紅甚至內(nèi)襯坍塌、熱風(fēng)輸送管道（尤其是三岔口位置）內(nèi)襯坍塌影響熱風(fēng)爐穩(wěn)定送風(fēng)；熱風(fēng)爐燃燒器燃燒效率低、氮氧化物排放濃度高……

　　中冶京誠作為冶金建設(shè)國家隊(duì)排頭兵，以技術(shù)為先導(dǎo)，以創(chuàng)新為核心，始終致力推動(dòng)鋼鐵行業(yè)綠色高效發(fā)展，針對(duì)新時(shí)期新需求，對(duì)原有專利產(chǎn)品旋切式頂燃熱風(fēng)爐創(chuàng)新升級(jí)，開發(fā)了四段式旋切頂燃熱風(fēng)爐系列技術(shù)，解決了相關(guān)痛點(diǎn)問題：

　　01  四段式頂燃熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)——分解荷載，抗變長壽

　　頂燃式熱風(fēng)爐熱風(fēng)出口組合磚所處環(huán)境惡劣，高溫、周期性溫度及壓力變化、頂部大荷載易使組合磚變形，從而導(dǎo)致竄風(fēng)、爐殼發(fā)紅甚至爐殼開裂。中冶京誠在保留其專有技術(shù)三段式頂燃熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)具有完全軸對(duì)稱性等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了“四段式頂燃熱風(fēng)爐”專利技術(shù)（ZL201721862988.8），并結(jié)合“鎖扣獨(dú)立拱頂結(jié)構(gòu)和窯爐”專利技術(shù)（ZL20172 1862979.9），進(jìn)一步將燃燒室分為相互獨(dú)立的熱風(fēng)出口直段和錐段。四段式頂燃熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)避免了燃燒室錐段大墻的荷載直接作用于熱風(fēng)出口組合磚上。以3000m3級(jí)別高爐熱風(fēng)爐為例，該技術(shù)將拱頂錐段大墻~370t的重量分解于爐殼上，使熱風(fēng)出口組合磚頂部荷載由320kN/㎡降低至50 kN/㎡，有效改善熱風(fēng)出口組合磚在高溫、高壓環(huán)境的受力狀態(tài)，大幅延長熱風(fēng)出口組合磚的使用壽命。

　　旋切頂燃式熱風(fēng)爐燃燒器是由中冶京誠研發(fā)、并不斷發(fā)展完善的一種陶瓷燃燒器，通過強(qiáng)化燃燒和強(qiáng)化換熱方式，在空氣過剩系數(shù)低至1.03條件下即可保證煤氣完全燃燒，空煤氣混合更加充分均勻，最大限度提高煤氣燃燒溫度和煤氣利用效率，顯著延長燃燒器使用壽命。該燃燒器不僅可以在單燒高爐煤氣的情況下實(shí)現(xiàn)1250℃的平均送風(fēng)溫度，而且較低的空氣過剩系數(shù)可有效降低燃燒后煙氣中的O?濃度，避免大量形成NOx，滿足NOx超低排放要求。

　　中冶京誠針對(duì)熱風(fēng)管道關(guān)鍵部位（如三岔口位置）鋼殼溫度高甚至內(nèi)襯坍塌的問題，研發(fā)了“一種熱風(fēng)管道結(jié)構(gòu)和熱風(fēng)輸送系統(tǒng)”專利技術(shù)（ZL201820323422.6），將熱風(fēng)管道砌體分段管理，避免了管道耐材膨脹對(duì)三岔口組合磚的擠壓，并采用“熱風(fēng)管道的內(nèi)襯砌筑結(jié)構(gòu)和熱風(fēng)管道三岔口內(nèi)襯砌筑結(jié)構(gòu)”專利技術(shù)（ZL201820324179.X），增加了熱風(fēng)管道三岔口組合磚的強(qiáng)度。通過合理布置通長拉緊裝置、各種形式的支座和補(bǔ)償器，保證熱風(fēng)管道鋼殼在可控范圍內(nèi)受熱膨脹，最終實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)管道耐材和鋼殼的雙重穩(wěn)定，大幅延長熱風(fēng)管道的使用壽命。

　　04  熱風(fēng)爐燃燒控制模型——智能穩(wěn)定，節(jié)能降碳

　　中冶京誠熱風(fēng)爐燃燒控制模型基于熱焓燃燒數(shù)學(xué)模型結(jié)合專家系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度，可實(shí)現(xiàn)無人工干預(yù)全自動(dòng)燒爐，燒爐過程平穩(wěn)，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。獨(dú)特的煤氣平衡算法，在煤氣不夠的情況下，保證熱風(fēng)爐順利燒爐。

　　熱風(fēng)爐燃燒控制模型應(yīng)用效果顯著，燒爐時(shí)間誤差在±3min以內(nèi)，熱風(fēng)溫度在±4℃以內(nèi)；節(jié)約煤氣、減少CO?排放3%~8%；煙氣殘氧含量在0.20%以下，降低了因煤氣成分、壓力波動(dòng)造成的煤氣過剩或不足，煤氣燃燒更完全，提高風(fēng)溫3℃~20℃。

　　中冶京誠四段式旋切頂燃熱風(fēng)爐系列技術(shù)產(chǎn)品已成功應(yīng)用于3000m3級(jí)別高爐熱風(fēng)爐。經(jīng)實(shí)測，在長期送風(fēng)溫度~1200℃的操作條件下，熱風(fēng)爐拱頂爐殼最高溫度＜100℃，熱風(fēng)出口爐殼最高溫度＜105℃，管道三岔口管殼最高溫度＜120℃，單位標(biāo)立加熱風(fēng)量高爐煤氣消耗0.329m3，氮氧化物滿足超低排放要求，有效解決了熱風(fēng)爐亟待解決的共性問題，大幅提升熱風(fēng)爐使用壽命，助推鋼鐵行業(yè)綠色高效發(fā)展。