本发明涉及钢铁工业高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种高效节能的热风炉烧炉方法。
背景技术：
高炉热风炉是炼铁厂高炉重要的附属设备,其工作原理是先燃烧煤气，用产生的烟气加热蓄热室的格子砖，再将冷风通过炽热的格子砖进行加热，然后将热风炉轮流交替地进行燃烧和送风，使高炉连续获得高温热风，从而保证高炉中燃烧的焦炭将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁,能够能将降低焦比、增加产量。随着高炉大型化，高炉炼铁技术正向髙效、长寿、髙风温方向发展。提高风温有利于高炉生产，可降低焦比，提高产量，降低生产成本。髙风温技术在世界各主要产钢国家得到普遍应用。
但实现髙风温需要消耗大量的煤气，生产成本较高。若消减煤气的使用量，热风温度会大幅度下滑且在换炉周期内出现大的起落，并且会使热风炉下部、中上部的温度大幅度下降，同时会引起热风炉在燃烧期和送风期的温差加大，热风炉中上部温度会在低于600℃和高于600℃反复波动，热风炉中上部砌筑的耐火材料是硅转，如此反复热风炉寿命就会受到极大的影响。
技术实现要素：
本发明提供一种高效节能的热风炉烧炉方法，无需改变热风炉的设备与工艺参数，在大幅度消减煤气使用量的条件下，不影响热风炉的使用寿命，确保热风炉达到高风温。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种高效节能的热风炉烧炉方法，无需改变热风炉现有设备与工艺参数，通过提高热风炉燃烧使用的助燃空气温度，提高空燃比来提高热风炉燃烧总量，在热风炉换炉时，将通入单一燃烧的热风炉煤气量提高到极限，同时提高空燃比，增加助燃空气量，在限制煤气使用量的条件下，使热风炉达到高风温，具体包括如下步骤：
(1)大幅度提高热风炉需要的助燃空气预热温度，无需改变热风炉现有设备与工艺参数，确保热风炉炉顶温度达到高风温要求，提高空气预热炉炉顶温度至1050～1200℃，将热风炉燃烧时需要的助燃空气预热到上限340～400℃。
(2)提高空燃比0.9～1.0，增加助燃空气量30～80％，在限制煤气使用量的条件下，使热风炉燃烧总量基本保持不变。
(3)设定高炉热风炉换炉时间为10～30分钟，每40～70分钟换一次炉。
(4)热风炉换炉时，将通入单一燃烧的热风炉煤气量提高到极限，提高空燃比至0.95～1.0，增加助燃空气量30～80％，进而提高热风炉燃烧总量。
与现有方法相比，本发明的有益效果是：
1)充分利用了热风炉现有设备和工艺参数，在热风炉限制煤气使用量的情况下，通过提高热风炉燃烧使用的助燃空气温度，进而提高热风炉燃烧的理论燃烧温度；
2)解决了煤气限制使用时热风炉中、上部硅砖砌体温度在600℃左右反复上升和下降，导致硅砖砌体爆裂或脱落的问题，确保了热风炉的高温长寿；
3)降低了高炉煤气消耗量，减少了企业电力外购，降低了吨钢成本。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：
一种高效节能的热风炉烧炉方法，充分利用热风炉热风炉现有设备与工艺参数，通过提高热风炉燃烧使用的助燃空气温度，提高空燃比来提高热风炉燃烧总量，在热风炉换炉时，将通入单一燃烧的热风炉煤气量提高到极限，同时提高空燃比，增加助燃空气量，在限制煤气使用量的条件下，使热风炉达到高风温，具体包括如下步骤：
(1)大幅度提高热风炉需要的助燃空气预热温度，无需改变热风炉现有设备与工艺参数，确保热风炉炉顶温度达到高风温要求，提高空气预热炉炉顶温度至1050～1200℃，将热风炉燃烧时需要的助燃空气预热到上限340～400℃。
(2)提高空燃比0.9～1.0，增加助燃空气量30～80％，在限制煤气使用量的条件下，使热风炉燃烧总量基本保持不变。
(3)设定高炉热风炉换炉时间为10～30分钟，每40～70分钟换一次炉。
(4)热风炉换炉时，将通入单一燃烧的热风炉煤气量提高到极限，提高空燃比至0.95～1.0，增加助燃空气量30～80％，进而提高热风炉燃烧总量。
本项发明充分利用了热风炉现有的设备和工艺参数，在热风炉限制煤气使用量的情况下，利用提高热风炉燃烧使用的助燃空气温度，从而提高热风炉燃烧的理论燃烧温度。理论燃烧温度提高以后，热风炉炉顶温度就会上升，为了炉顶能够控制在要求的范围内，在热风炉燃烧时在高炉煤气量不变的情况下就会提高空气配比来控制炉顶温度。在这样情况下热风炉的煤气和空气的燃烧总量就会提高，从而弥补了在热风炉限制高炉煤气使用的情况下热风炉的燃烧总量，使热风炉蓄热和放热达到相对平衡。本发明实施后基本解决了热风炉在限制高炉煤气使用量的情况下，导致热风炉蓄热量持续降低的问题。特别是解决了煤气限制使用时热风炉中、上部硅砖砌体在600℃左右反复上升和下降，导致硅砖砌体爆裂或脱落的问题，从而确保了热风炉的高温长寿。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用的方法无特别说明均为常规方法。
实施例：
鞍钢2高炉热风炉现配置4座新日铁式热风炉，还配置了两座顶燃式预热炉，用来预热热风炉燃烧时使用的助燃空气。热风炉燃烧时使用的助燃空气预热上限为350℃。而热风炉正常生产使用的煤气量达到18×104m3/h，助燃空气预热到160℃就能够满足高炉对1225℃的风温需要。但现在热风炉只能使用15×104m3/h的高炉煤气，缺口3×104m3/h，按照正常烧炉方法热风炉的蓄热量就会逐渐减少，不但热风温度会大幅度下滑且在换炉周期内出现大的起落，并且会使热风炉下部、中上部的温度大幅度下降，同时会引起热风炉在燃烧期和送风期的温差加大，热风炉中上部会在低于600℃和高于600℃反复波动，热风炉中上部砌筑的耐火材料是硅转，如此反复热风炉寿命就会受到极大的影响。如何利用好热风炉现有的设备和工艺参数上来弥补煤气量的缺口,使热风炉的蓄热量不降或少降已迫在眉睫。
一种高效节能的热风炉烧炉方法，具体包括如下步骤：
(1)大幅度提高热风炉需要的助燃空气的预热温度。在确保热风炉炉顶温度在1320℃以上的情况下，提高空气预热炉炉顶温度至1100℃，把热风炉燃烧时需要的助燃空气预热到上限350℃。
(2)相应的提高空然至0.95，进而提高热风炉燃烧总量。限量煤气前热风炉烧18×104m3/h高炉煤气时，空然比为0.6，助燃空气量为10.8×104m3/h，燃烧总量为28.8×104m3/h。现在限量为15×104m3/h高炉煤气，空然比为0.95，助燃空气量为14.25×104m3/h，燃烧总量为29.25×104m3/h，燃烧总量基本一样。但由于其它高炉休风需要减量和预热炉输出热量需要5000m3煤气填补，故高炉煤气缺口还是存在。
(3)2高炉热风炉换炉时间为20分钟，每1小时换一次炉。一般热风炉正常换炉期间燃烧的一座热风炉煤气量为9×104m3/h，空气量为6×104m3/h，燃烧总量为15×104m3/h。高炉煤气限量后要充分利用好换炉的20分钟。在热风炉换炉时，把单一燃烧的热风炉通入煤气量加到极限14.5×104m3/h，空然比为0.95，助燃空气量为13.78×104m3/h，燃烧总量为28.28×104m3/h，换炉期间燃烧总量比限量前提高了13.27×104m3/h，平均到每天可以增加燃烧总量1.47×104m3/h。从而进一步补偿其它高炉休风减量和预热炉增加高炉煤气量而缺失的煤气。
表1：热风炉重要参数对照表
热风炉重要参数对照表
如上表所示，热风炉限制煤气量前2高炉使用高炉煤气量平均18×104m3/h，热风炉从开始燃烧10分钟拱顶温度就能平均1320℃，废气温度363℃，硅砖界面温度平均1150℃，风温水平全年达到1220℃以上。热风炉限制使用煤气量只能最高使用15×104m3/h，7天后拱顶温度燃烧开始后1.5h后才能勉强能够上升到1320℃，废气温度燃烧末期平均195℃(冷风温度185℃左右)，硅砖界面温度平均580℃，达到了硅砖的不稳定值以下，热风炉长寿受到严重影响。风温降最低降到1120℃且波动较大，且热风炉的蓄热量还在持续下滑。据此说明热风炉蓄热和放热以严重失衡。
利用本发明3天后，炉顶30分钟达到1320℃，废气上升到230℃，硅砖界面温度平均上升到最低780℃，炉顶硅砖砌体以大大高于“晶格转换”区间的温度，热风炉长寿已得到可靠保障。风温以达到平均1180℃，且各项关系到热风炉蓄热量的参数还在上升，预示着热风炉蓄热量还在提高，就此说明热风炉长寿问题已得到解决。
使用本项方法一个月后提高风温57℃。每降低100℃风温，每吨铁就会增加焦15kg，高炉日产生铁7500吨，每吨焦炭800元，高炉煤气0.038元/nm3，可节约煤气3×104m3/h,热风炉每天燃烧期16小时。高炉每月平均日历作业时间29天，月效益如下：
风温效益＝57℃÷100×15kg/t.fe÷1000×7500t/天×800元/t.c×29天
＝148.77万元；
煤气效益＝30000m3/h*0.038元/nm3*29天*16小时
＝52.89万元；
总效益＝148.77万元+52.89万元
＝201.66万元。
本发明在限制煤气量的情况下，利用热风炉现有设备和工艺参数，同样满足高炉热风炉正常工作的温度，节约了电力成本，降低了吨钢成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。