高炉富氧知识

o高炉富氧： 1，提高理论燃烧温度 2，煤气量减少，因为富氧多了，相应的进入的空气含量降低，氮气减少3，间接还原基本不变 4，煤气发热值高间接还原基本不变：富氧提高的话，氮气变少，一氧化碳变多，煤气量多，CO浓度对氧化铁还原的影响是递减的；而且由于富氧后间接还原温度场分布改变，富氧后因常量提高，使炉料在间接还原区停留时间缩小，这两方面都不利于间接还原反应的进行。

富氧量超过一定限度，风量降幅太大，导致进入高炉内热量减少，影响炉料的加热还原，提高焦比。

高炉喷煤：（高炉喷煤后压差总是升高）1，煤气量和鼓风动能增加 2，间接还原反应改善，直接还原降低3，理论燃烧温度降低，中心温度升高 4，料柱阻损增加，压差升高5，热补偿 6，热滞后时间 7，冶炼周期延长煤粉在风口前和风口内就形成高速气流，增加煤气量，同时热滞后时间，煤粉初期吸热分解，直至新增加的煤粉燃烧所产生的热量蓄积和她带来的煤气量和还原性气体浓度的改变，而改善矿石的加热和还原的炉料下降到炉缸后，才开始提高炉缸温度，我靠，真TMD慢啊2未燃烧煤粉在高炉的行为：参加碳的气化反应生铁渗碳混在渣中影响渣的黏度和流动性沉积在软溶带和料柱中恶化透气性随煤气逸出炉外附录：理论燃烧温度—如果在保持定压或定容的条件下，燃料在给定的过量空气中完全燃烧，并且燃烧过程中燃烧反应系统和外界完全绝热，没有任何热量散失，则燃烧生成物所达到的温度，称为理论燃烧温度。

这个温度也是所给条件下燃料燃烧可能达到的最高温度。

理论燃烧温度的计算按定压燃烧的能量转换关系式，有Q p＝H P－H R当定压燃烧系统和外界完全绝热时，Q p＝0，由上式可以得到H P＝H R这就是说，在绝热条件下进行定压燃烧时，随着全部反应物本身发生化学变化转变成生成物，反应物的焓也全部转变成生成物的焓。

根据焓和温度的关系，就可按照生成物的焓值确定定压燃烧系统的理论燃烧温度。

同样地，对于在绝热条件下进行的定容燃烧过程，可以按照定容燃烧的能量关系式Q V＝U P－U R考虑到Q V＝0，即可得到U P＝U R这就是说，根据热力学能和温度的关系，就可按照生成物的热力学能的数值，确定定容燃烧系统的理论燃烧温度。

吸附制氧及机前富氧在炼铁高炉的研究与应用摘要：针对目前广泛应用的高炉机后富氧方式存在的电能消耗过度问题，本文介绍了变压吸附制氧的原理、优点及机前富氧的概念、优点，给出了变压吸附制氧与机前富氧相结合应用于高炉富氧的技术方案，机前富氧在应用时需要考虑的安全措施，既减少了深冷空分制氧的氮气过量问题及现有机后富氧氧压机电能浪费。

关键词高炉富氧机前富氧变压吸附制氧高炉富氧是指在高炉冷风中加入一定量的纯度较高的氧气，使冷风中的氧浓度升高，从而提高高炉的冶炼强度，增加高炉铁产量。

高炉以提高富氧率作为高炉提产增效降低成本为重要手段。

由于公司配套深冷空分制氧产量不能满足高炉大量、稳定富氧生产的需要，鉴于高炉富氧氧气纯度要求不高的特点，通过对比深冷制氧及变压吸附制氧的介质平衡投资效益分析拟采用变压吸附制氧方式为高炉提供氧气。

为了节省氧压机电耗，拟采用鼓风机前管道混氧方式。

该套系统直接提高电拖风机冷风含氧量。

同时作为企业氧气供应的调节器，如深冷空分产氧气有余量或不足时，真空变压吸附制氧装置可随时启停来控制增减产量为高炉提供氧气。

1 变压吸附及高炉机前富氧优点1. 1 变压吸附制氧变压吸附制氧的基本原理：原料空气经罗茨鼓风机进口过滤器去除杂质后进入鼓风机，被鼓风机增压后，通过管道和气动切换阀门进入吸附剂床层，原料空气中的水分和二氧化碳被底部的PU-8/TS吸附剂吸附，净化后的空气在吸附器内继续上升，经过PU-8制氧吸附剂的过程中氮气逐渐被吸附，从而在吸附器顶部富集到氧气。

产品氧气从吸附器顶部流出后，进入氧气缓冲罐，供用户使用。

为了连续获得氧气，一般设两个或两个以上的吸附器，一个吸附器在较高压力下吸附空气中的氮气，从吸附器出口端获得产品氧气；其他的吸附器在较低压力下解吸或升压，以便在下一个周期内吸附原料空气中的氮气。

几个吸附器轮流切换，从而达到连续产氧的目的。

1. 2 高炉机前富氧高炉富氧方式根据氧气混入高炉冷风的位置不同，分为机前富氧和机后富氧。

富氧操作规程富氧鼓风是强化高炉冶炼技术措施之一，既能提高高炉冶炼强度又能降低焦比。

特别是鼓风能力不足的高炉，或是煤比达到100kg/t以上时必须富氧。

一、高炉送氧的操作程序1．长期停氧后送氧①经长期停氧，如要送氧时，需与氧气厂、能计部、安全生产部、高炉及有关单位的负责人共同对输氧系统的管道、阀门、仪表、仪器等进行严格检查、试验，认为达到输氧要求，获得签证后，方准做向高炉送氧准备。

②送氧前半小时，通知氧气厂做好送氧准备工作。

③再次确认快速切断物手动切断阀A、B全关，流量调节阀全开。

④高炉通知公司总调度室、鼓风机、氧气厂。

由公司总调通知氧气厂将氧气送到切断阀A前。

⑤高炉认定氧气到达手动切断阀A前，关闭流量调节阀，开快速切断阀。

⑥缓慢开手动切断阀A，当氧气压力大于冷风压0.1MPa以上时，开手动切断阀B，氧气进入冷风管道。

⑦手动控制调节阀使流量达规定值后，改为自动进行正常送氧操作。

2.短期停氧后的送氧：①通知氧气厂给高炉送氧。

②待取得氧气厂同意后打开流量调节阀。

当氧气压力大于冷风压力0.1MPa以上，打开切断B。

③操作调节阀，使流量达到规定标准，投自动操作。

二、高炉停氧的操作程序1.长期停氧：①停氧前半小时通知氧气厂，取得同意后进行停氧操作。

②全关流量调节阀。

③关快速切断阀。

④关闭手动切断阀A、B。

⑤通知氧气厂高炉停氧气完毕。

2.短期停氧：①通知氧气厂，并发出停氧信号。

②手动全关流量调节阀，关快速切断阀。

③送氧时，先开流量调节阀，然后开快速切断阀。

三、特殊情况的处理1．氧气压力过小：当氧气压力降到小于冷风压力0.05MPa时快速切断阀动作，切断氧气，并全开氧气流量调节阀，系统即发生低压音响报警信号，操作人员立即与氧气厂联系提压，压力正常后，开快速切断阀恢复送氧，若短时间内不能恢复，按长期停氧处理。

2．鼓风机突然停风：鼓风机突然停风时，立即向氧气厂发出紧急停氧信号，并关闭流量调节阀及快速切断阀停止迅速通知氧气厂，若短时间内不能恢复送风，按长期停氧处理。

ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY
需要将空气冷却至凝结温度，大部分能耗消耗在冷却做 功，氧气分摊电耗为〇.55kWh /m 3。

在极低温度下进行，启动时需要长时间预冷，
一般大型 深冷法制氧机启动时间超过60h
，在常温下进行，不需要冷却，主要消耗在压缩空气上,
省去了冷却能耗，变压吸附制氧电耗仅为0.35 kWh /m 3。

能耗1. 2高炉机前富氧
高炉富氧方式根据氧气混人高炉冷风的位置 不同，分为机前富氧和机后富氧。

机前富氧是指 将制氧设备生产的氧气送人鼓风机的吸人管道 内，与空气充分混合后，由鼓风机一起加压送人 高炉，达到高炉富氧目的。

此方式优点在于不再 需要将氧气加压至3. OMPa
，而是将低压氧气直 接送到高炉鼓风机的吸人管道内，不需要配备氧 气升压装置，既节约了设备投资，又可以减少压 缩功浪费。

鼓风机机后富氧指将制氧设备生产的纯氧经 减压后送人高炉鼓风机的出口冷风管道内，进人 高炉。

机后富氧有两种方式：一是制氧设备生产 的3.0MPa 氧气经减压至1.6MPa ，再减压至 0.6MPa 后直接送人鼓风机机后冷风管道；二是 制氧设备直接生产〇. 8MPa 氧气送人鼓风机机后 风管，炼钢所使用的氧气则是由〇.8MPa 氧气加 压至3.0MPa 后使用[2]。

目前公司采用的是第一 种方式。

所示
变压吸附制氧富氧混合器
空气脱湿装置入口
过滤器截止阀
过滤器截止阀。

对高炉富氧鼓风的几点认识（刘卫国）1、概述富氧鼓风一种高炉强化冶炼技术。

在高炉大气鼓风中加入工业氧，以提高鼓风含氧浓度，强化风口区燃料燃烧，从而提高生铁产量。

1913年比利时乌格尔厂第一次进行了高炉富氧鼓风试验，鼓风含氧增加到23%，产量提高12%，焦比降低2.5%~3%。

60年代以来，随着高炉喷吹燃料技术的发展，我国鞍山钢铁公司、马鞍山钢铁公司、上海钢铁厂等先后在高炉上采用富氧鼓风。

2、富氧对高炉生产的影响2.1 对高炉内热平衡的影响单位碳素燃烧生成的热量升高，高炉内气固相比减少，因此炉缸热状态好转、炉缸和炉腹下部温度升高，煤气量减少，风口前理论燃烧温度上升。

但由于煤气体积减少，会使中温区相对缩短，从而使低温区扩大。

从总体看，由于单位生铁的鼓风量减少，热风带入的热量也会减少；但煤气量减少使顶温降低，可减少热支出；同时因富氧1%，可增产4%左右，单位生铁各部热损失也可以减少一些，所以总的热量消耗仍然是降低的。

炉腹下部、炉缸温度上升，对硅、锰等一些难还原元素十分有利，因此适宜于冶炼锰铁、硅铁等铁种。

2.2 对回旋区的影响高炉一般通过控制风速和鼓风动能来稳定回旋区的形状，达到稳定煤气流的目的。

首先在风量不变时，随鼓风中含氧量增加，炉腹煤气量时逐渐增加的，为保证炉况顺行，应控制好炉腹煤气量和炉腹煤气流速。

因此在大量富氧时，应适当减少入炉风量。

其次是富氧使炉缸的煤气量减少，炉缸温度上升。

这两方面的原因导致高炉富氧后的回旋区缩短，使煤气流的初始分布趋向于边缘。

故富氧后要调整布料制度以维持合理的煤气流分布。

2.3 对料柱透气性的影响富氧后，炉缸煤气体积少，煤气对炉料下降的阻力也减少，但是富氧鼓风使燃烧带的焦点温度提高，炉缸半径方向的温度分布不合理，以及产生SiO气体剧烈挥发，到上部重新凝结，大大的降低了料柱透气性。

2.4 对燃料比的影响A、随鼓风中含氧量的提高，煤气中CO浓度增加，煤气的还原能力提高，有助于间接还原过程的发展，有利于降低燃料比。

高炉富氧安全控制措施
在氧气输入冷风管网之前，应设有氧气调压站（最好是露天高架平台），调节装置系统必须有逆止阀和快速自动切断阀，氧气调压站或露天高架平台必须有相对应的两个门或楼梯通道，以利事故逃生。

若遇烧穿事故，立即关闭快速切断阀和流量调节阀，先停氧后减风；鼓风中氧浓度超过25%时，如发生热风炉漏风，高炉坐料及风口灌渣、返焦炭，应停止送氧，按照停氧程序进行停氧操作；突然停氧气时，立即关闭快速切断阀和流量调节阀，按照突然停氧的应急措施处理。

富氧设备、管道及其附件等须是不锈钢材质制成，使用的工具还应镀铜、脱脂；检修时应穿戴防静电衣物；富氧设备周围不应动火。

氧气阀门应隔离，不应沾油，检修富氧设备、管道动火前必须按规定制定动火方案，经主管部门现场审批后，办理动火证。

动火前，应用干燥的氮气或无油的干燥空气置换，并取样化验合格，经主管部门现场审核同意，方可动火。

正常送氧时，氧气压力应比冷风压力大0.1MPa，否则，立即停止供氧。

在氧气管道中，干、湿氧气不应混送，也不应交替输送。

检修后和长期停用的氧气管道，应经彻底检查、清扫，确认管内干净、无油脂、无锈屑，方可重新启用。

进入充装氧气的设备、管道、容器内检修，应先切断气源，堵好盲板，进行空气置换后，检测氧含量在19.5%～23%范围内，方可进行。

高炉富氧工艺流程一、高炉富氧工艺的基础1.1 高炉富氧啊，这可是个挺有意思的事儿。

简单来说呢，就是往高炉鼓风里头加氧气。

咱们都知道，高炉炼铁就像一场热闹的大聚会，各种原料在里面“欢聚一堂”，鼓风就像是给这个聚会送空气的，让大家能“畅快呼吸”。

这时候加入氧气呢，就像是给这个聚会注入了一股“强心剂”。

1.2 从原理上讲，增加氧气量可以提高燃烧效率。

就好比你烧火做饭，风大一点火就更旺，这里面加了氧气就类似这个道理。

氧气多了，焦炭燃烧得更充分，产生的热量就更多。

这热量啊，可是高炉炼铁的关键，就像汽车的汽油一样重要。

二、富氧工艺流程的主要环节2.1 首先得有氧气的来源。

这氧气可不是随随便便就能来的，一般是从制氧厂来的。

制氧厂就像一个氧气的“大仓库”，通过各种复杂的方法把空气中的氧气分离出来。

这个过程有点像从一群人中把特定的人挑出来一样，得有专门的技术和设备。

2.2 然后就是氧气的输送。

这就像是送快递一样，得把氧气安全、稳定地送到高炉那里。

一般会有专门的管道，这些管道就像高速公路，要保证氧气在里面“畅通无阻”。

在输送过程中，还得注意压力、流量这些参数，就像开车要注意速度和路况一样。

要是这些参数出了问题，那就可能“捅娄子”了。

2.3 到了高炉这边，氧气怎么加进去也是有讲究的。

不能一股脑儿地全倒进去，得根据高炉的具体情况，像高炉的大小、里面原料的多少等等，来确定合适的加入量。

这就好比给人吃药，得根据年龄、体重来确定药量，少了没效果，多了可能还会有副作用呢。

三、富氧工艺的优势与注意事项3.1 富氧工艺的优势那可不少。

最明显的就是提高产量。

因为燃烧更充分了，铁水的产量就像芝麻开花——节节高。

而且啊，还能提高铁水的质量，就像把普通的饭菜做成了美味佳肴一样。

另外呢，还能降低焦比，这焦比就像成本一样，焦比降低了就相当于省钱了，这对企业来说可是实实在在的好处。

3.2 不过呢，这富氧工艺也不是十全十美的，有一些注意事项。

比如说安全问题，氧气这东西虽然好，但是它比较“调皮”，容易助燃，要是不小心就可能引发火灾甚至爆炸。

高炉鼓风富氧. 鼓风富氧------历史背景简史:早在1876年贝塞麦就提出采用富氧鼓风来强化高炉冶炼，1913年比利时乌格尔厂第一次进行了高炉富氧鼓风试验，鼓风含氧增加到23％，产量提高12％，焦比降低2．5％～3．o％。

以后德国、前苏联也相继进行了试验。

但是富氧鼓风作为一项实际应用技术，是从50年代开始的，1951年美国国家钢铁公司威尔顿厂建立一台氧气纯度达95％的制氧机用于高炉富氧，鼓风含氧量达到22．5％～25．O％，并取得富氧1％增产4％～5％的效果。

进入60年代由于大功率低能耗高炉专用制氧机的诞生和高炉喷吹燃料技术的开发和广泛应用，高炉富氧鼓风在欧、美、日本及前苏联等国得到迅速推广。

1976～1981年苏联新利比茨克2000m3高炉，先后进行富氧35％和40％的试验，创造高炉富氧最高水平，喷吹天然气156m3／t，高炉增产9．4％，利用系数达到2．5t／(m3?d)，焦比398kg／t，获得了较好的经济效益。

2.鼓风富氧--------中国历史研究50年代中国科学院化学冶金研究所叶渚沛提出“三高”理论(高压操作、高风温和高压蒸汽结合使用)并在首都钢铁公司(首钢)的试验高炉上进行冶炼试验。

60年代以来，随着高炉喷吹燃料技术的发展，首钢、鞍山钢铁公司(鞍钢)、马鞍山钢铁公司、上海钢铁一厂等先后在高炉上采用富氧鼓风。

1966年首钢1号高炉鼓风富氧量达24％～25％，喷吹煤粉量最多达到270kg／t，效果是鼓风增氧1％即增产4％～5％。

1986～1987年鞍钢2号高炉进行高富氧大喷吹工业试验，鼓风含氧达到28．59％，喷煤量170．02kg／t，效果十分明显，鼓风增氧1％增产2．5％～3％，同时可增加喷煤12～13kg／t。

1985年宝钢1号高炉4063m3大型高炉上采用鼓风机前富氧，最大富氧率4％。

3.鼓风富氧--------对冶炼的影响与作用(1)单位碳素燃烧生成的煤气量减少，风口前理论燃烧温度上升。

高炉富氧流量
高炉富氧流量是指在高炉冶炼过程中向高炉内注入富氧气体的流量。

富氧冶炼是一种新型高炉冶炼工艺，相对于传统的空气冶炼，富氧冶炼可以提高高炉的产量、降低燃料消耗和减少环境排放。

在高炉富氧冶炼中，通过向高炉内注入富氧气体，可以提高高炉内的氧浓度，促进铁矿石的还原反应，加快炉料的还原速度，提高产量和燃料利用率。

同时，富氧冶炼还可以减少二氧化碳等有害气体的排放，降低环境污染。

富氧流量的控制是高炉富氧冶炼的关键之一。

通过合理控制富氧流量，可以实现高炉内氧气浓度的精确控制，保证冶炼过程的稳定性和效率。

富氧流量的具体控制需要考虑高炉操作参数、炉料性质、炉内气氛等因素，并通过实时监测和调整来实现最佳的冶炼效果。

高炉富氧流量是高炉富氧冶炼中的重要参数，通过合理控制富氧流量可以提高高炉的产量和效率，降低能源消耗和环境排放，是现代高炉冶炼技术发展的重要方向之一。