鼓風

送風制度是指高爐在具體的冶煉條件下，通過選擇適宜的風口參數和鼓風參數，維持合理的風口迴旋區形狀和大小，從而保證爐缸初始煤氣流的合理分佈，使爐缸工作均勻活躍，爐況穩定順行。因此，風口迴旋區是連接送風制度與爐缸活性的紐帶；風口迴旋區的長度對高爐內煤氣流和温度場的分佈有極其重要的影響，是長期維護爐缸活性狀態良好的必要條件。任何一座高爐，不論冶煉條件如何，都有一個合理的風口迴旋區長度範圍，超出這個範圍，無論如何調劑，也不能保證爐缸活性正常。因此，在外界條件發生變化的情況下，通過及時有效地調整送風制度，始終將風口迴旋區的長度控制在合理的範圍內，保證氣流和温度的合理分佈，維護爐缸工作的均勻活躍，這是需要解決的問題。長期的生產實踐和理論研究表明，風速、鼓風動能和理論燃燒温度是檢驗送風制度是否合理的重要指標，並且結合高爐生產的直觀現象就可以判斷出送風制度的不足之處 ^[1]  。

爐缸活性是指液態渣鐵流入爐缸，並能自爐缸內自由排出的順暢程度。爐缸工作的均勻活躍，是高爐冶煉正常進行的前提條件之一。從高爐操作角度來講，要求高爐操作者對爐缸活性必須做到實時充分地把握，根據不同外圍條件的變化做出相應的調整，實現對爐缸活性良好的長期維護。根據爐缸活性的定義可以知道，影響高爐爐缸活性的因素大致可以分為3個方面：

（1）焦炭所提供“透氣-透液通道”的數量；

（2）渣鐵流動性能；

（3）風口迴旋區的形狀和大小。

3種因素相輔相成，相互影響。

造成焦炭所提供的“透氣-透液通道”減少的主要原因有：

（1）焦炭質量差，冷熱強度低，反應性高，粒度小，粉末多，這是“透氣-透液通道”減少的內因；

（2）長期過量噴吹，未燃煤粉量增大，沉積在死焦堆中，這是“透氣-透液通道”減少的外因；

（3）鹼金屬負荷過重，嚴重破壞焦炭的反應性和熱強度，導致焦炭在下降過程中破損，碎焦增多，這是“透氣-透液通道”減少的外因。

造成渣鐵流動性能變差的主要原因有：

（1）爐缸熱制度長期不合理，爐温持續偏低，渣鐵物理熱不足，過熱度下降，黏度增大，流動性變差；

（2）造渣制度長期不合理，採用高鹼度、高Al₂O₃、低MgO的造渣制度，易形成短渣，爐渣黏度增大，流動性變差；

（3）長期過量噴吹，過量未燃煤粉進入爐渣，以懸浮狀存在於爐渣中，會增加爐渣的黏度，爐渣流動性變差；

（4）長期進行釩鈦磁鐵礦冶煉，由於鈦化物的析出，渣鐵流動性能變差。

造成風口迴旋區形狀和大小不合理的主要原因有：

（1）盲目追求高風量，風口面積過大，長期處於低風速、低鼓風動能的送風制度，風口迴旋區縮小，鼓風吹不透中心，爐缸中心堆積；

（2）長期邊緣過重，風口面積過小，長期處於高風速、高鼓風動能的送風制度，中心煤氣流過分發展，風口迴旋區擴大，中心過吹，爐缸邊緣堆積。

所以，爐缸活性狀態的良好需要長期的關注和維護，迴旋區的位置越合理，整個爐缸就會越通暢，爐缸活性也會越好。由於鼓風動能是決定迴旋區形狀和大小的主要原因，所以合理的鼓風動能不僅是爐缸活性狀態良好的前提條件，更是高爐操作者可控的重要的調節手段 ^[2]  。

風量是指單位時間進入高爐的風在標準狀態下的體積。風量時刻影響着高爐冶煉：

（1）煤氣流速隨風量的增大而增大，可以疏鬆料柱，有利於增加風量，但增大煤氣流對爐料的阻力，對爐料均勻下降不利；

（2）風量越大，加快噴吹燃料的燃燒，有利於提高噴吹量；

（3）熱風帶入高爐的熱量隨風量的增加而增加；

（4）風量應儘量維持在一個較小的區間內波動，保證一定的冶煉強度和維護合理的爐缸熱制度。

不同容積高爐的風量是不同的，高爐風量隨着其容積的增大而增加，且有明顯的線性關係，一般是單位爐容可以接受1.5～2.2 m³/min的風量。中小高爐的風量比和風量係數很高，變化區間很大，大高爐則相對要平穩很多。

高爐所用風量是否在合理範圍內受很多因素的影響，特別是爐料質量和爐頂壓力。近年來，好多企業一味追求產量，不斷提高高爐風量，給高爐冶煉帶來了嚴重的困難：

（1）在原燃料質量變差的情況下，依然追求高風量，焦炭沒有足夠的透氣性，壓差迅速增大，管道行程大量出現，爐況波動頻繁；

（2）焦比升高，煤氣利用率偏低；

（3）邊緣氣流過分發展，爐型波動頻繁，渣皮大面積脱落，威脅高爐長壽。

綜上所述，每個鋼鐵企業的每個高爐，都應按各自的生產條件選取合適的風量。一般3000～5000m³大型高爐，風量比應控制為1.4～1.6，風量係數控制為40～50。爐料質量較好的，按上限掌握；爐料質量較差的，根據情況逐漸降低。高爐冶煉採用合理的風量是維護高爐長期穩定順行、優化各項經濟指標及延長高爐壽命的重要手段 ^[3]  。

選擇合理風口面積是確定合理鼓風動能的中心環節。風口面積應根據不同冶煉條件、冶煉強度、爐況情況來確定，即風口面積應滿足不同情況下鼓風動能的需要。尤其是大型高爐，由於爐缸直徑大多在10m以上，在風量不變的條件下，需要更高的鼓風動能來吹透中心，那麼就需要縮小風口面積，加快中心死焦堆中焦炭的燃燒，減少死焦堆的焦炭數量，減少渣鐵流動阻力，同時提高爐缸中心熱量，從而提高死焦堆中滯留渣鐵的温度和流動性，加快渣鐵流入爐缸的速度，改善整個爐缸的熱交換條件，有效提高爐缸活性。但是，若送風面積調整過小，在風量不變的條件下，實際鼓風動能將大大增加，勢必造成爐缸中心過吹，煤氣利用下降，燃料比上升，指標下降等。所以，風口面積應在滿足合理鼓風動能需求的前提下，根據具體的冶煉條件在一定的範圍內進行調節，最終找到符合生產要求的最佳值 ^[2]  。

鼓風動能是隨着高爐容積的增大而增大的，合理的鼓風動能需要有合理的風量和風口面積。不同的高爐對應不同的鼓風動能，這就需要對合理鼓風動能進行探索和實踐，從而形成合理的送風制度，長期維護爐缸活性。對高爐在不同鼓風動能條件下所產生的各種直觀現象和儀表變化進行了説明，針對這些現象就可以判斷出鼓風動能是否在合理範圍內，以進行相應的調節 ^[1]  。