高爐冶煉是高溫物理化學(xué)反應(yīng)，參與反應(yīng)的主要元素是Fe-C-O。Fe來源于礦石，包括燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦等。碳來源于燃料，包括焦炭及各種噴吹物。O2來源于高爐鼓風(fēng)和富氧。原先礦石和燃料是由高爐上部裝入的，而從高爐下部進(jìn)入爐內(nèi)的僅是鼓風(fēng)，后來發(fā)展高爐綜合鼓風(fēng)技術(shù)，即從高爐下部進(jìn)入爐內(nèi)的不僅有鼓風(fēng)，還有富氧及各種可燃的碳?xì)浠衔?，甚至還有含鐵、含CaO的粉狀物質(zhì)。
富氧的目的原先主要為提高風(fēng)中含氧，強(qiáng)化高爐冶煉，后來由于噴吹燃料技術(shù)發(fā)展，高爐噴吹的天然氣、重油或煤粉量過大時(shí)，導(dǎo)致高爐理論燃燒溫度過度下降，使高爐過程困難，同時(shí)也難于繼續(xù)提高噴煤量。而高爐富氧之后，可以相應(yīng)提高理論燃燒溫度，提高反映區(qū)的氧化氣氛，形成富氧噴吹技術(shù)，特別是富氧噴煤技術(shù)，更適合國內(nèi)的實(shí)際。
現(xiàn)在國內(nèi)高爐噴煤量已普遍達(dá)到100kg/t，而寶山高爐達(dá)到200kg/t的國際水平，還有一大批高爐煤比超過了150kg/t，從高爐噴吹煤粉的實(shí)踐可知道，在無富氧的條件下，煤比一般能達(dá)到100kg/t，個(gè)別可達(dá)到120kg/t，若想達(dá)到更高的水平必須配備富氧，否則將導(dǎo)致高爐噴煤置換比降低。目前國內(nèi)高爐富氧一般在1—3%的水平，個(gè)別可能高些。國外有的國家電力充足，富氧可達(dá)到10%，甚至更高。敬業(yè)高爐這次富氧仍然是用煉鋼余氧，但更大的目的在強(qiáng)化高爐冶煉，多出鐵，當(dāng)然也應(yīng)相應(yīng)提高煤比，所以一旦富氧，立即達(dá)到較高水平，富氧率達(dá)到2-3%，沒有多余的實(shí)踐時(shí)間，更要求預(yù)先能掌握較多的富氧噴煤知識(shí)。
一、氧氣的特點(diǎn)和制備方法
氧氣是自然界一種普通重要的物質(zhì)元素，存在于大氣中，存在于水中，存在于地殼的各種氧化物中，是人類生存的必備條件，也是自然界變化的必備條件。
氧氣和自然界的其他物質(zhì)一樣，有三種存在狀態(tài)，一般為氣態(tài)。在溫度高于-183℃其為氣態(tài)，無色透明，比重為1.429g/cm3。溫度在-183℃— -219℃之間其為蘭色的液體，當(dāng)溫度低于-219℃時(shí)，其為淡蘭色的固體。就像水蒸氣、水和冰一樣。
氧元素在元素周期表中處在第二周期，第Ⅵ族。原子序號(hào)為8，原子量為16，其原子核有8個(gè)質(zhì)子和8個(gè)中子，核外有8個(gè)電子繞核旋轉(zhuǎn)，電子層為2層，第一層有2個(gè)電子（飽和時(shí)為2個(gè)）第二層為6個(gè)電子（飽和時(shí)為8電子）因此極需從別處拉過2個(gè)電子，使外層電子飽和、穩(wěn)定。在一定的條件下，極易和其他物質(zhì)產(chǎn)生化合反應(yīng)，生成相應(yīng)的氧化物，CO、CO2、H2O、……。其中應(yīng)特別注意的是CO和CO2。任何氧化物或其他化合物的分子，隨溫度升高，原子間的結(jié)合力變?nèi)?，即容易將其原子分開。唯CO和CO2完全相反，隨溫度升高，其原子結(jié)合更牢固。因此不論焦炭也好，煤粉也好，雖然其燃燒是放熱反應(yīng)，隨環(huán)境溫度升高，其反應(yīng)越激烈，這就是在高爐噴吹煤粉和其他碳?xì)浠衔飼r(shí)，要求提高風(fēng)溫的原因。
正常狀態(tài)下，高爐的燃燒反應(yīng)是在大氣中的氧和燃料中的碳之間發(fā)生的，大氣中參與反應(yīng)的O2僅占21%，其余79%是N2和其他少量元素，實(shí)際不參與化學(xué)反應(yīng)，只有溫度的變化，因此高爐內(nèi)的實(shí)際燃燒反應(yīng)化學(xué)式應(yīng)為：
2C+O2+79N2/21=2CO+79N2/21+2340千卡/千克碳
如果鼓風(fēng)中O2由21%升高到25%，其燃燒反應(yīng)式為：
0 2C+O2+79N2/21=2CO+79N2/21 V物=129.07升
1 2C+O2+78N2/22=2CO+78N2/21 V物=124.22升
2 2C+O2+77N2/23=2CO+77N2/21 V物=119.79升
3 2C+O2+76N2/24=2CO+76N2/21 V物=115.73升
4 2C+O2+75N2/25=2CO+75N2/25 V物=112.00升
式中可見，當(dāng)鼓風(fēng)中的氧由21%上升到25%時(shí)，雖然燃燒同樣的碳，產(chǎn)生同樣的熱量，但燃燒產(chǎn)物的體積下降了13.23%，這樣就便于高爐強(qiáng)化。初期用氧就是為高爐強(qiáng)化冶煉的。富氧率提高之后，燃燒產(chǎn)物減少，帶到上部去的熱量也少了，高爐熱量集中在下部區(qū)域，產(chǎn)生下熱上涼現(xiàn)象。而高爐噴煤多，理論燃燒溫度下降多，高爐產(chǎn)生下涼上熱現(xiàn)象，如果兩者適當(dāng)配合，使高爐內(nèi)的溫度分布趨于均勻，有利于整個(gè)高爐冶煉過程的進(jìn)行。
氧氣制備在實(shí)驗(yàn)室用含氧化合物分解制備。工業(yè)上一般采用分餾法制備，由于當(dāng)初冶金工廠的氧主要為煉鋼轉(zhuǎn)爐準(zhǔn)備的，轉(zhuǎn)爐要求氧純度達(dá)到99.5%以上，而高爐用氧對純度要求不嚴(yán)。制備高純度的氧能耗大，合理的方案應(yīng)該單為高爐配備制氧機(jī)，現(xiàn)在國內(nèi)已有個(gè)別廠用變壓吸附的方式為高爐配備了制氧機(jī)。天津鐵廠用液氧壓縮技術(shù)，為高爐配備了一臺(tái)15000m3/h制氧機(jī)，由于其出塔壓力即可達(dá)到0.6mpa，可直送高爐，不采用加壓再減壓的流程，氧的成本較低，僅0.32元/m3（正常的0.48元/ m3）已正常使用六年多了，敬業(yè)高爐使用的仍然是煉鋼余氧，但由于氧氣供應(yīng)能力大，高爐可以使用較多的氧氣來提高產(chǎn)量，增加煤比。
二、富氧對高爐冶煉過程影響
高爐鼓風(fēng)含O2提高之后，能加速高爐風(fēng)口前的燃燒過程，提高理論燃燒溫度，強(qiáng)化高爐冶煉，增加高爐煤比，但其和高爐提高風(fēng)溫不同，它不能帶入附加的熱量，其影響如下：
1、提高高爐冶煉強(qiáng)度
由于鼓風(fēng)含O2提高之后，高爐燃燒焦炭和煤粉的能力提高，也就是提高了高爐的冶煉強(qiáng)度，由于鼓風(fēng)和富氧含純氧不同，富氧率提高1%，能提高冶煉強(qiáng)度4.76%，也就是說高爐產(chǎn)量按理論計(jì)算應(yīng)提高4.76%。
2、高爐富氧有利于爐況順行
高爐富氧后，由于燃燒同樣的碳，其燃燒產(chǎn)物量下降，在一定的條件下相當(dāng)于高爐減風(fēng)，爐內(nèi)煤氣上升阻力減少，有利于高爐順行，如果保持原有的煤氣量，則相當(dāng)于高爐加風(fēng)。
3、對高爐焦比的影響
高爐富氧對高爐綜合焦比影響有好有壞，一般變化不大，但由于富氧后，煤比大大提高，可促使焦比降低。
4、 高爐富氧之后，能提高高爐煤氣的熱值
富氧后，由于煤氣中N2量減少，有效的CO、H2相對增加，能提高煤氣的熱值，鞍鋼統(tǒng)計(jì)富氧1%，高爐煤氣的熱值提高3.4%，熱風(fēng)爐反應(yīng)好燒爐。
5、高爐富氧更有利于冶煉能耗高的鐵種
對于綜合焦比很高鑄造鐵、硅鐵等耗熱量大的鐵種，不僅能大大降低其燃耗，還能提高其產(chǎn)量。
敬業(yè)高爐富氧是在氧氣富余的條件下進(jìn)行，預(yù)計(jì)8月15日第三臺(tái)制氧投產(chǎn)，9月1日高爐必須應(yīng)用富氧來大幅度提高生鐵產(chǎn)量，滿足煉鋼生產(chǎn)。將增煤比放在第二位，適當(dāng)增煤，使風(fēng)口理論燃燒溫度維持合理水平，保高爐順行。
三、高爐富氧供氧方法和安全用氧
目前高爐富氧供氧方式分為三種，第一種機(jī)前供氧，即將氧氣送入鼓風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口和鼓風(fēng)一起加壓，經(jīng)送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入高爐風(fēng)口內(nèi)，國外有使用此種辦法的，國內(nèi)沒有，第二種方式，機(jī)后供氧，即在鼓風(fēng)從風(fēng)機(jī)主管出來之后，在放風(fēng)閥前某處，將氧氣加入和冷風(fēng)混合經(jīng)加熱送入爐內(nèi)，這是國內(nèi)大多數(shù)廠家使用的辦法，第三種實(shí)際也是機(jī)后供氧，在爐臺(tái)通過氧煤槍和煤粉混合，直送風(fēng)口前，目的是提高局部區(qū)域氧濃度，使煤粉更完全燃燒，鞍鋼作高煤比試驗(yàn)時(shí)用過，攀鋼用過，包鋼試驗(yàn)時(shí)也用過。天津鐵廠5#高爐有一套比較完整的氧煤槍供氧裝置，由于安全原因，未敢使用，在2003年該高爐改造性大修已拆除?，F(xiàn)在有的廠家應(yīng)用的氧煤槍介質(zhì)實(shí)際是壓縮空氣，因?yàn)閺睦碚撗芯亢蛯?shí)驗(yàn)室試驗(yàn)并不能證明這種方法，局部區(qū)域含O2升高，只要氧和空氣混合，立即能達(dá)到均勻混合的程度，而且是在極短的時(shí)間內(nèi)完成。
敬業(yè)高爐富氧采用機(jī)后供氧的方法。從氧氣廠來氧壓力為1.6mpa，經(jīng)兩次減壓進(jìn)入冷風(fēng)管道，高爐工長只要控制氧氣壓力調(diào)節(jié)閥即可達(dá)到所需的供氧量比較方便。
高爐應(yīng)用富氧冶煉一定要保證安全生產(chǎn)，國內(nèi)高爐在應(yīng)用富氧時(shí)造成過燃爆，導(dǎo)致人員傷亡，還有的廠在初次應(yīng)用富氧時(shí)，由于氧氣流量表不準(zhǔn)，使實(shí)際供氧大大增加，而大量的燒壞高爐風(fēng)口，它不是渣鐵燒壞的，而是高溫的氣體將其熔蝕、燒壞的。
應(yīng)用氧氣發(fā)生安全事故的原因，一者氧氣本身就是強(qiáng)氧化劑，易燃易爆。二者使用不當(dāng)，特別是送氧初期開啟最后一道閥門，瞬間氧氣流速極高，若管道內(nèi)有殘存的塵粒，鐵銹片等雜物，也隨氧氣在管道內(nèi)高速流動(dòng)和管壁摩擦，產(chǎn)生火花，使氧氣和金屬鐵迅速反應(yīng)生成FeO，溫度高，其為液體狀態(tài)在管道內(nèi)流動(dòng)，使管壁變薄而爆裂，再引燃其他物質(zhì)。因此，為防止事故氧氣管道閥門必須干凈，經(jīng)過強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗(yàn)，脫脂和嚴(yán)格吹掃，不使管內(nèi)有殘留雜物。再者在開啟氧氣閥門前在管道內(nèi)充N2，能減少閥門前后的壓差，N2也能熄滅火源，等氧氣閥門全開，氧氣接通后關(guān)閉充N2閥門。
用氧雖然危險(xiǎn)，只要按操作規(guī)程正確使用，還是可以安全應(yīng)用富氧和富氧噴吹煤粉技術(shù)的。
高爐富氧噴煤學(xué)習(xí)材料（Ⅱ）
敬業(yè)高爐富氧系統(tǒng)流程和操作注意事項(xiàng)
敬業(yè)高爐鼓風(fēng)富氧系統(tǒng)原由安鋼設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，從氧氣廠出來的氧氣壓力為1.6mpa到煉鐵區(qū)后經(jīng)過一次減壓到0.8mpa，再分配到各高爐區(qū)后，再減一次壓，進(jìn)入高爐冷風(fēng)管道。其流程長、設(shè)備復(fù)雜，在2004年10月5#高爐富氧時(shí)將其改造。在制氧廠，氧氣壓力由1.6mpa減為0.8mpa，經(jīng)Φ159×4.5的管道直送5#高爐富氧閥門站，再減壓進(jìn)入高爐冷風(fēng)管道，流程簡化，但試驗(yàn)僅進(jìn)行44小時(shí)，即因無氧停止，效果比較明顯，噴煤量達(dá)到7.82t/h，日產(chǎn)鐵也達(dá)到較高水平。
此次富氧機(jī)動(dòng)處組織研究修改了設(shè)計(jì)方案，從氧氣廠來氧的壓力為1.6mpa到煉鐵區(qū)后減壓到0.8mpa，分成4支，分別進(jìn)入4#、5#、6#（予留）和小高爐閥門站，小高爐再分為3支，進(jìn)入各高爐閥門站，具體流程和設(shè)備如下：
1、流量孔板 2、阻火器 3、截止閥DN250 4、過濾器YG-40P 5、快速切斷閥ZSPQ-40KDN250 6、氧氣壓力調(diào)節(jié)閥組OZXT250 7、截止閥YTJW-25PDN150 28、止回閥 29、截止閥
第一次減壓：氧氣廠來氧壓力為1.6mpa ,首先打開29閥充N2，然后依次打開3號(hào)閥（前后），5號(hào)閥和6號(hào)減壓閥組，用6號(hào)調(diào)壓閥組控制氧氣壓力，為0.8 mpa然后分送各支管，該閥組為自動(dòng)控制，關(guān)閉29號(hào)閥設(shè)定壓力后，閥組保持規(guī)定的壓力。
一次減壓后，氧氣將進(jìn)入各高爐閥門站，僅以4號(hào)高爐為例說明其操作程序，其流程和閥門編號(hào)如下圖示：
7、截止閥DN150 8、自動(dòng)式壓力調(diào)節(jié)閥DN80 9、流量孔板DN150 10、快速切斷閥 11、逆止閥 12、阻火器 13、逆止閥DN40 14、截止閥DN40 15、截止閥DN50
接通支管系統(tǒng)：和總管接通原則一樣，首先開啟15號(hào)、14號(hào)截止閥在系統(tǒng)內(nèi)通N2，然后逐步打開7號(hào)閥和10號(hào)閥，此時(shí)8號(hào)閥門前為氧氣
（壓力0.8mpa）8號(hào)閥門后為空氣加N2氣（壓力略高于高爐冷風(fēng)壓力）。然后遠(yuǎn)距離開啟8號(hào)氧氣壓力調(diào)節(jié)閥，系統(tǒng)貫通，關(guān)閉15號(hào)、14號(hào)閥。工長可用8號(hào)閥（小高爐19號(hào)）調(diào)節(jié)供氧量，一般500、1000、1500、2000、2500m3/h(小高爐300、500、860 m3/h)氧氣進(jìn)入高爐參與爐內(nèi)的冶煉過程。同時(shí)相應(yīng)調(diào)整焦炭負(fù)荷和噴煤量。保證高爐在新的熱平衡狀態(tài)下順利進(jìn)行。
其他高爐接通氧和調(diào)整氧也按此程序進(jìn)行。
用氧量調(diào)整一般高爐是逐步提高的，敬業(yè)高爐用氧也需遵循此原則，但由于生產(chǎn)任務(wù)要求，進(jìn)行速度應(yīng)快些，使大高爐供氧量盡快達(dá)到2500 m3/h（富氧率2.32%）,盡量多增產(chǎn)，滿足煉鋼要求為企業(yè)完成全年生產(chǎn)任務(wù)作貢獻(xiàn)。
高爐使用氧氣安全注意事項(xiàng)
1、 首先供氧設(shè)備保證合乎要求，系統(tǒng)用四氯化碳清洗并用N2或干燥壓縮空氣吹掃，經(jīng)過嚴(yán)密性和強(qiáng)度試驗(yàn)合格。
2、正確使用，即按技術(shù)規(guī)程用氧，特別是初次送氧有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)親自指揮，開啟閥門順序正確，先通N2隋化。
3、用氧高爐及其周圍環(huán)境干凈，不能有油污及其他易燃品、勞保品、工具亦要無油污，注意防止靜電。
4、快速切斷閥能在非常狀態(tài)下，迅速關(guān)閉，切斷氧源。在支系統(tǒng)中，10號(hào)閥（小高爐為21號(hào)閥）在氧氣壓力<0.5 mpa或>0.9mpa，即自動(dòng)關(guān)閉，也可根據(jù)管網(wǎng)實(shí)際情況作調(diào)整。另外，當(dāng)高爐冷風(fēng)壓力<0.13mpa（小高爐<0.08mpa）快速切斷閥10號(hào)（21號(hào)）也自動(dòng)關(guān)閉。
在總系統(tǒng)中來氧壓力為1.6mpa，當(dāng)其降低到1.0mpa，說明供氧系統(tǒng)故障，立即關(guān)閉5號(hào)閥，支系統(tǒng)關(guān)閉10號(hào)（21號(hào)）閥，充N2，隋化、保壓，迅速聯(lián)系，查明原因，決定如何繼續(xù)處理。
5、高爐確定操作氧氣閥門負(fù)責(zé)人，未經(jīng)負(fù)責(zé)人指派，其他人員不可操縱氧氣有關(guān)閥門，防止發(fā)生意外。
富氧噴煤學(xué)習(xí)資料（Ⅲ）
天津鐵廠富氧噴吹煤粉技術(shù)介紹
天津鐵廠原有五座高爐（3×550、600、300），1988年開始噴吹煤粉，1992年全廠煤比達(dá)到87kg/t，為了在原有焦?fàn)t生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上將生鐵產(chǎn)量提高到200萬噸以上，只能靠增加煤比補(bǔ)充燃料不足。當(dāng)煤比超過100kg/t（1995年）之后如何繼續(xù)提高煤比，除盡可能提高風(fēng)溫外，只能靠采用富氧技術(shù)。而1994年天鐵3×30噸轉(zhuǎn)爐、2×6000m3/h制氧機(jī)投產(chǎn)，也為高爐采用富氧噴吹煤粉技術(shù)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。
一、5#（300 m3）高爐首先采用富氧噴吹煤粉技術(shù)
天鐵5#高爐1989年10月建成，1992年7月采用噴煤技術(shù)，當(dāng)年就達(dá)到較高煤比，它距煉鋼空分車間也近，決定先在5#高爐建立試驗(yàn)性的富氧設(shè)施，經(jīng)過多次考察，選定氧氣閥門站的設(shè)計(jì)方案。來氧壓力為0.75mpa，供氧能力1000—3000m3/h經(jīng)減壓后進(jìn)入冷風(fēng)管道，管線長約250米，全部選用Φ159×4.5的不銹鋼管，其閥門站的內(nèi)部流程和主要設(shè)備
如下圖：
1、J41W-25T型截止閥 DN150 銅質(zhì) 3個(gè)
2、流量計(jì)PN16 量程0—5000m3/h
3、ZMN-40K型薄膜調(diào)節(jié)閥DN100 1Cr18Ni9Ti
4、H41W-30T型止回閥 DN150 銅質(zhì)1個(gè)
5、ZSPC-16KS型氣動(dòng)活塞切斷閥DN150 1Cr18Ni9Ti
6、氧氣壓力表0—1.0mpa 2個(gè)
另外還有吹掃和充壓的N2系統(tǒng)對保證安全用氧很重要。
5#高爐富氧系統(tǒng)是1995年3月25提正式投入運(yùn)行的初次用氧僅500 m3/h，并相應(yīng)調(diào)整噴煤量和焦炭批重，使用比較順利，二季度煤比就達(dá)到145kg/t，下面列出其初次用氧和2004年的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)：
1995年二季度（300 m3） 2004年度（380 m3）
有效容積利用系數(shù)t/m3.d 2.156 3.158
入爐焦比kg/t 424 365
煤比kg/t
145 156
富氧率% 1.34 2.82
富氧量m3/h 851 2297
氧單耗m3/t 32 46
高爐風(fēng)量m3/min 833 1068
風(fēng)溫℃ 989 1119
數(shù)據(jù)表明氧耗32m3/t，使煤比增加了40kg/t和預(yù)測的每增1kg/t煤比需增氧0.6-1.0m3/t比較吻合，特別是從1996年10月1日到1997年9月30日，一年時(shí)間內(nèi)連續(xù)用氧，富氧率為1.71%煤比達(dá)到151kg/t，個(gè)別月份富氧率2.48%，，煤比達(dá)到186kg/t處于當(dāng)時(shí)國內(nèi)較高水平。5#高爐富氧用的是煉鋼余氧。和其他廠一樣，煉鋼富余就用，不富余就停。隨煉鋼生產(chǎn)發(fā)展，富余的氧越來越少，1997年四季度5#高爐終止了富氧噴煤試驗(yàn)。
二、天鐵高爐全部采用富氧噴吹煤粉技術(shù)
為了保證高爐應(yīng)用富氧噴吹技術(shù)，在5#高爐進(jìn)行富氧噴吹煤粉試驗(yàn)的同時(shí)，天鐵啟動(dòng)了高爐專用的15000m3/h制氧機(jī)的研究和設(shè)計(jì)，并于1998年9月順利投入運(yùn)行。這種制氧機(jī)的特點(diǎn)是采用內(nèi)壓縮流程，即在分餾塔內(nèi)，當(dāng)氧氣尚處于液體狀態(tài)用液氧泵將其壓縮使其出塔后的壓力即可達(dá)到0.6 mpa,可直接送高爐使用，不再使用加壓減壓再送高爐使用的流程，氧氣成本僅0.32元/m3(當(dāng)時(shí)正常氧氣成本為0.48元/ m3)有利于降低高爐能耗和成本。為全廠高爐采用富氧噴煤技術(shù)提供了條件。
全廠高爐供氧流程和設(shè)備參數(shù)選擇
按氧壓0.6 mpa，氧量15000 m3/h設(shè)計(jì)，從空分廠出來的氧氣總管為DN400的，首先分出一支DN200的去5#高爐代替其原來的輸氧管道。DN400氧氣總管到南區(qū)后分成兩支DN300的管道。分別進(jìn)入1#-2#和3#-4#高爐閥門站區(qū)，再分為兩支DN200的進(jìn)入高爐的各自閥門系統(tǒng)。閥門站內(nèi)的流程和設(shè)備基本和5#高爐相同，只是規(guī)格由DN150的改為DN200的，本系統(tǒng)采用的是優(yōu)質(zhì)碳素?zé)o縫管，中間增加多處阻燃節(jié)，使用過程一直比較安全。
全廠高爐應(yīng)用富氧噴煤技術(shù)的情況
15000m3/h制氧機(jī)供五座高爐使用，平均氧量達(dá)到3000m3/h是不錯(cuò)的，但同樣受到煉鋼影響，為保證煉鋼發(fā)展設(shè)計(jì)已考慮向煉鋼輸氧方案，煉鐵只保1#、5#高爐用氧，其他高爐富余就用，不富余就減或停。1999年全廠高爐煤比達(dá)到131kg/t，其中1#高爐達(dá)到169kg/t，5#高爐達(dá)到170kg/t，6月份曾達(dá)到208kg/t，處于國內(nèi)較高水平。
1#高爐雖然是首次用氧，承擔(dān)國家產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，使用效果較好。特別是1999年上半年煤比達(dá)到較高水平，具體指標(biāo)如下：
1月 2月 3月 4月 5月 6月
利用系數(shù)t/m3.d 2.268 2.217 2.187 2.047 2.236 2.226
煤比kg/t 139 150
; 158 168 189 198
富氧率% 1.74 1.60 1.44 1.31 2.01 2.11
氧耗m3/t 26.31 25.09 23.07 22.00 32.13 33.32
風(fēng)溫℃ 1093 1102 1109 1093 1112 1113
可見單就一座高爐，能保證用氧，煤比可達(dá)到較高水平。2003年以后，由于煉鋼新建的15000m3/h制氧機(jī)投產(chǎn)，高爐專用的制氧機(jī)才真正保高爐專用。各高爐積極采用富氧技術(shù)，使生鐵產(chǎn)量和高爐煤比全面提高，特別是大修改造后的4#、5#高爐表現(xiàn)更好，現(xiàn)列出2004年9月份全廠高爐主要指標(biāo)供參考
1# 2# 3# 4# 5# 全廠
高爐容積m3 550 700 600 700 380 2930
利用系數(shù)t/m3.d 2.257 2.511 2.424 2.830 3.217 2.613
焦比 kg/t 411 365 410 364 351 379
煤比kg/t 149 151 152 161 160 155
富氧率 % 2.43 2.15 2.78 2.33 2.81 2.46
氧耗m3/t 34 30 32 36 46 35
供氧量m3/h 1748 2202 1912 2968 2356 11186
風(fēng)溫℃ 1120 1191 1031 1097 1126 1114
高爐煤比指標(biāo)已達(dá)到國內(nèi)中等以上水平，仍有較大發(fā)展空間。
四、高爐富氧對高爐冶煉過程的影響
高爐富氧能加速風(fēng)口前碳的燃燒過程，提高理論燃燒溫度，既提高了產(chǎn)量，又彌補(bǔ)了噴煤量增加造成的理論燃燒溫度下降和氧過剩系數(shù)降低的缺點(diǎn)，富氧和噴吹煤粉是互補(bǔ)技術(shù)。
富氧有利于高爐強(qiáng)化和提高煤比，但過高又將使高爐過程效益變差，天鐵多年應(yīng)用富氧噴吹煤粉技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，富氧1.5—2.0%氧耗20—30m3/t，可使高爐煤比增加40—50kg/t。當(dāng)然各廠冶煉條件不同，時(shí)間不同，可適當(dāng)增減，比如天鐵現(xiàn)在供氧條件較好，高爐富氧率普遍超過了2.0%，總之以獲得最好的經(jīng)濟(jì)效益為準(zhǔn)。
一般在高爐操作過程中，變動(dòng)氧、煤、風(fēng)溫、濕度均按其對理論燃燒溫度的影響來協(xié)調(diào)，按理論燃燒溫度計(jì)算公式可計(jì)算出各種參數(shù)變化對其 影響，結(jié)果如下：
風(fēng)溫 100℃ 理論燃燒溫度 76℃
煤比 10kg/t 理論燃燒溫度 20℃
富氧率 1% 理論燃燒溫度 38℃
濕度 1% 理論燃燒溫度 39℃
這樣掌握風(fēng)溫提高100℃可增加煤比40kg/t,而富氧1%煤比約增加20kg/t,然后根據(jù)高爐實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),判斷其值是否合適,再適當(dāng)調(diào)整后使用.另外還可用最大煤量公式和氧氣過剩系數(shù)計(jì)算公式,進(jìn)行核對,找出適合本高爐參數(shù).
日常操作過程中,高爐富氧率可按下列公式計(jì)算:
ΔO2=QO2÷60ｘ0.785/Q風(fēng)
式中: ΔO2……富氧率%
QO2……高爐使用的實(shí)際氧氣量m3/h
Q風(fēng)……高爐風(fēng)量 m3/min
0.785……富氧中純氧和風(fēng)中含氧量差0.995-0.21
四、 高爐富氧噴吹煤粉經(jīng)濟(jì)效益分析
高爐使用氧氣之后，要提高煤比同時(shí)應(yīng)相應(yīng)提高高爐產(chǎn)量，才能有真正的效益，如果增產(chǎn)少，可能無效益，甚至?xí)霈F(xiàn)負(fù)值?，F(xiàn)將天鐵1998年1月—8月和1999年1月—8月的技術(shù)數(shù)據(jù)列出，以備比較和效益計(jì)算。
產(chǎn)量t/d 焦比kg/t 煤比kg/t富氧率% 氧耗m3/t風(fēng)溫℃
1998年1—8月 5212 455.7 104.5 0 0 1018
1999年1—8月 5802 431.3 130.4 1.02 17.01 1075
變化 +590 -24.4 +25.9 +1.02 +17.01 +57
數(shù)據(jù)比較可知，由于富氧率提高1.02%，相應(yīng)使煤比增加25.9kg/t，焦比下降了24.4kg/t，置換比較高，產(chǎn)量提高590t/d，其中包括4#高爐擴(kuò)容的作用，，扣除此部分增產(chǎn)272.9 t/d 相當(dāng)于增產(chǎn)5.24%。若按富氧1%計(jì)則增產(chǎn)5.13%高于4.76%的理論值，可見還有其他的有利因素。
按天鐵當(dāng)時(shí)的物資價(jià)格即可計(jì)算富氧噴煤效益。焦炭成本價(jià)410元/t，煤粉成本價(jià)210元/t，鼓風(fēng)成本價(jià)0.012元/m3，氧氣成本價(jià)0.32元/m3，生鐵增產(chǎn)效益為55元/噸，結(jié)果如下：
① 增產(chǎn)效益（5802-5212-150Ⅹ2.144）Ⅹ55÷5802=2.54元/噸
② 節(jié)焦效益（455.7- 431.3）÷1000×410=10.00元/噸
③ 節(jié)風(fēng)效益（17.01÷0.21）×0.012=0.97元/噸、
④ 多耗煤粉-（130.4-104.5）÷1000×210= -5.44元/噸
⑤ 多耗氧氣-17.01×0.32= -5.44元/噸
總計(jì) 2.63元/噸
效益尚可，若是按現(xiàn)在的物資價(jià)格及生鐵效益，其值更可觀，各種物資價(jià)格及生鐵效益成倍增加，電價(jià)未變也可說氧價(jià)基本未動(dòng)，富氧的效果將更好。
五、安全用氧注意事項(xiàng)
氧氣是強(qiáng)氧化劑，易燃、易爆。但按規(guī)程正確使用，還是安全的，特別是初次用氧開啟最后一道閥門一定慎重。
① 氧氣管道安裝前要用四氯化碳清洗，管道密閉性好，強(qiáng)度試驗(yàn)合格，用N2或干燥、無油壓縮空氣充分清掃。
② 充N2隋化，開啟氧氣閥門前，先充N2，再開閥門，氧氣接通后，及時(shí)關(guān)閉N2閥門。
③ 開啟氧氣閥門要慢，最后一道閥門要遠(yuǎn)距離操作。
④ 環(huán)境要干凈，使用的工具、穿戴的工作服一定要無油。工具要用銅質(zhì)的或鍍鉻的。
