摘要对高炉采用富氧鼓风和喷吹煤粉时测算最高允许氧气价格的方法和结果进行了阐述，测算结果表明，由于当前煤焦价格差拉大，高炉采用富氧鼓风是有利可图的。

关键词高炉富氧喷煤

1  引言

    高炉采用富氧鼓风始于20世纪初，但是它在高炉上被广泛应用只是在往风口喷吹燃料技术发展起来之后。高炉喷吹燃料后，冶炼行程的突出变化是风口前燃烧带的温度降低和炉腹煤气量增加。按其影响程度来排序：喷吹天然气，最大；重油，次之；煤粉，最小。而富氧鼓风不仅强化了燃烧过程，提高了燃烧带温度，而且减少了炉腹煤气量，这样便有效地补偿了喷吹燃料给高炉行程带来的负面影响。因此，高炉在喷吹燃料的同时采用富氧鼓风将会得到更加良好的效果。

    当前，我国焦炭供应日趋紧张，能源价格上涨，焦炭与煤粉之问的价格差拉大了。5年前煤粉与焦炭的价格差只有～300元／t，而现在已拉大到600～700元/t。高炉在喷吹燃料的同时采用富氧鼓风，从技术角度看无疑是合理的，但是，在经济上有利可图吗?在焦煤供应日趋紧张，焦炭价格不断攀升，焦炭与煤粉的价格差拉大以后，是否有利于高炉采用富氧?为了保证燃料和主要动力费用下降，允许的氧气极限价格是多少?这是人们所关心的问题。

2富氧鼓风对生铁成本的影响

    高炉采用富氧鼓风之后，每吨生铁的燃料和主要动力费用将发生如下的变化：

    (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，以更多的廉价动力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。

    根据一般的生产经验以及笔者所做的高炉工艺计算结果，高炉采用富氧鼓风后，每吨生铁燃料及主要动力消耗量的变化见表1。表中所列项目中，由于富氧鼓风带入高炉内N2量减少，因而使高炉媒的发热值提高了。这一结果将有利于提高热风删风加热温度，从而又进一步增加高炉喷煤量和刚燃料比。这些问接的影响将在后面叙述。与此同时，每吨生铁的煤气体积量虽然相应减少了，但由于煤气发热值的升高，使得每吨生铁的煤气总热量却稍有增加，因而富氧鼓风对于全厂的煤气平衡不会带来不利影响。由于煤气总热量的增量较小，在算中拟忽略不计。

    由于富氧鼓风的直接影响，燃料和动力消和发生了变化。相应费用的变化值可用下式表示：△F₁=△C_l·J_C+△_M1·J_m+△V_风·J_风+△V_O2۰J_O2式中△F₁是富氧鼓风直接引起燃料和动力费月变化；△_C、△_M、△_V风及△V_O2分别是每吨生铁焦煤粉、鼓风和氧气的增量；J_c、J_m、J_风和J_O2分另焦炭、煤粉、鼓风和氧气的价格。

    取J风=0．05元／m³，J_c，J_m,J_O2待定。

  将表1数据及相关价格代入上式便可得到不同鼓风含氧量时每吨生铁的燃料和动力费用变化(见表2)。

  (2)间接影响。如前所述，高炉采用富氧鼓风将导致高炉煤气发热值升高，进而有利于提高热风炉鼓风加热温度。由此给高炉冶炼带来的好处不仅是降低燃料比，而且还有利于增加喷煤量。作者在进行热风炉热工计算的基础上，分别列出了不同鼓风含O₂量对提高高炉风温以及燃料消耗量的变化情况(见表3和表4)。

  富氧鼓风通过热风温度的提高引起燃料费用的间接影响如下：

    △F₂=(△C₂+△C₃)J_c+(△M₂+△M₃)J_m

    富氧鼓风对燃料费用的间接影响见表5。

综合上述计算结果，我们便可以把不同鼓风含氧量对于燃料和主要动力费用(△F=△F₁+△F₂)的影响汇总于表6。  

 为了保证富氧鼓风后冶炼lt生铁的燃料和主要动力费用有所降低，应该满足下列条件：

    △F=△F₁+△F₂≤0

    这样我们便可以求出高炉采用富氧鼓风时氧气的极限价格．J_max来(见表7)。只要氧气的价格低于极限价格，冶炼lt生铁的燃料和主要动力费用是减少的，因而，生铁成本也将随之降低。

3结论

    (1)为了保证高炉采用富氧鼓风后生铁的燃料。和动力费用降低，有一个允许的氧气最高极限价格J_max则显然，只要充分利用富氧鼓风能够提高煤气发热值的有利因素，高炉采用富氧鼓风在目前条件下是有利可图的。上述计算未把增产和提高风温的间接影响引起动力费用降低考虑进去，否则，它的经济效益将更加可观。

    (2)随着鼓风含氧量升高，对经济效益的影响是有利的。当然还应该注意到由于炉腹煤气量的减少对于炉料热交换过程的影响是不利的。因此，合理的鼓风含氧量也是有限度的。

    (3)焦炭价格越高，煤焦价格差距越大，允许氧气最高的极限价格J_max将越高。