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新型顶燃式热风炉技术原理和研究过程
2.1 新型顶燃式热风炉理论研究
热风炉是典型的蓄热室热交换器，其热交换过程具有周期性和非稳态的特点，因此对热风炉蓄热放热的研究应以非稳态热交换理论为基础，建立热风炉蓄热室非稳态热交换方程组，利用数值计算方法求解。
自主研发了热风炉燃烧和传热计算程序，可根据不同工况条件和操作制度，优化热风炉蓄热面积和结构尺寸，大大提高了设计效率和设计精准性。
2.2 新型顶燃式热风炉计算流体力学研究
用CFD技术（计算流体力学技术）进行模拟计算，针对特大型耐磨板新型顶燃式热风炉的结构形式，建立三维模型，优化燃烧器结构形式，合理设置助燃空气和煤气的烧嘴布置，使燃烧产生的高温烟气形成均匀有序的旋流流场，使蓄热室被均匀加热，提高其利用率，实现换热。
利用CFD技术优化设计新型顶燃式热风炉，从理论研究的层面确保热风炉及其燃烧器能够满足特大型耐磨板超高风温的工作要求，确保CO完全燃烧，炉内温度分布均匀，产生均匀有序的高温烟气旋流流场，均匀进入蓄热室，充分发挥蓄热室的储热放热功能。
2.3 新型顶燃式热风炉冷态实验研究
为研究掌握不同喷口形式对热风炉内部流场分部的影响规律，根据相似定律，搭建了新型顶燃式热风炉冷态实验模型，通过测定不同喷口处的气体流速，检验气体分配的均匀性；通过测量冷态模型内部的速度、压力、温度，对数值模拟的计算结果进行验证；通过调整空煤气的喷口形式和角度，结合实验和计算机模拟，找出适用于实际热风炉的规律；根据测定的压力损失，推算实际热风炉的压力损失。
煤气系统综合防腐技术
近几年，煤气干法除尘系统开始在国内大高炉上推广普及，但是由于小高炉干法系统腐蚀的矛盾不突出，又沿袭了大高炉传统湿法除尘的习惯，对煤气中HCl等酸性气体的存在缺少认识，因此，大型高炉煤气除尘在由湿法向干法转型期间，很多都没有充分考虑到由酸性气体带来的严重腐蚀现象。另外，高炉原料越来越多地使用进口矿，进口矿尤其是澳矿中氯元素含量普遍高于地方矿，导致高炉煤气中的HCl含量更高，这也是大高炉干法系统腐蚀严重的重要背景条件。目前，济钢、莱钢、太钢、迁钢、首秦等企业的高炉干法煤气系统都普遍存在腐蚀问题。
受原料条件限制，控制入炉料中氯元素和高炉内部氯元素不进入煤气也有很大难度。首钢国际工程公司根据高炉生产操作实际情况，在迁钢2号高炉中进行喷水喷碱液工厂试验，并进行多种防腐蚀涂料的实验室实验，进一步深入分析腐蚀的原因，找出了相应的解决方法与措施。喷碱工厂试验装置实施后，对煤气冷凝水及系统腐蚀情况进行跟踪和进一步分析后，优化了工艺参数与结构，并进一步在京唐工程中实施应用。目前高炉煤气冷凝水PH值均大于6.5，运行效果良好。
4.干法除尘技术经济效益及应用前景
干法袋式除尘技术与湿法除尘技术相比，具有煤气净化质量高、节水、节电、运行费用低、无污水排放、提高TRT发电等优点，经济效益和社会效益显著（经济效益计算以2500m3高炉为例）。
1）煤气洁净度高：采用全干法布袋除尘技术处理后的净煤气洁净度高，正常情况下净煤气含尘量≤ 5mg/m3，煤气含尘量低可减少加热炉用户等堵塞，提高加热设备的热效率和使用寿命。
2）煤气热值高：干法后煤气温度高，含水量低，显著提高了煤气热值，可提供热风炉理论燃烧温度约40℃。热风温度提高，降低了燃料比、提高回收利用水平，降低了工序能耗，每年减少CO2排放约2万t。
3）生产能耗下降：采用全干法除尘工艺，与湿法除尘相比，吨铁新水消耗降低约0.40 m3，吨铁电量消耗降低约4-6 kWh。年节约新水约80万t，节电1000×104 kWh，大大减少了运行成本。
4）TRT发电量显著提高：干法除尘后净煤气温度（约150℃），比湿法除尘煤气温度（约50℃）提高100℃以上，且煤气含水量低，阻力损失小，可相应提高TRT发电量35%-40%以上。年可增加发电量约2000×104 kWh。
5）社会和环境效益良好：采用全干法布袋除尘工艺，经济效益显著，社会效益良好。湿法除尘产生大量污水，水中含有有毒物质，经处理后排放的水中仍含有氰、硫、酚和重金属等有害物质，造成土壤和水污染，形成毒害作用。采用全干法袋式除尘技术，完全避免了湿法除尘过程中大量有毒污水、污泥的产生，从根本上解决了二次水污染及污泥的处理问题。
干法除尘显著提高了TRT发电量，提高了高炉煤气热值，对提高热风温度具有重要意义，为企业创造了巨大的经济效益、社会效益和环境效益。该项目是创建环境友好型、资源节约型循环社会经济的成功范例，完全符合低碳、循环经济的发展要求。目前高炉煤气干法袋式除尘技术已应用在京唐、宣钢、济钢等多座高炉上，推广前景良好。
带式焙烧技术的推广应用前景
按2008-2009年国内大中型钢铁企业耐磨板生产线的建设规模，在2010年我国铁耐磨板矿的产能将为1.6-1.7亿t，增加新的铁耐磨板矿产能的空间并不大。淘汰技术水平低、能耗高、成本高、污染严重的小耐磨板，建设大中型耐磨板生产线是必然的发展趋势。目前，国内大多数耐磨板生产线的规模均在250万t/a以下，带式焙烧机耐磨板的发展将为我国耐磨板生产线大型化开创新的思路。
目前，我国钢铁企业铁原料近1/3需要从国外进口，进口原料大部分为赤铁矿原料。目前国内还没有耐磨板矿原料采用70%以上赤铁矿原料、稳定生产的大型耐磨板厂。带式焙烧机生产工艺对原料的适应性强，对生产赤铁矿耐磨板有很大的技术优势，带式焙烧机工艺具有作业率高、产品质量好、产品成本低等诸多优势。据统计，在目前正在使用的耐磨板工艺中，在采用赤铁矿粉为原料的耐磨板工艺中76%为带式焙烧机系统。
鉴于国内钢铁企业多为长线流程，所生产的耐磨板矿多为高炉炉料。要增加高炉炉料中耐磨板矿的比例，就必须有熔剂耐磨板。国内链箅机-回转窑耐磨板工艺生产熔剂性耐磨板还在起步阶段，生产的熔剂性耐磨板碱度不高、生产尚不稳定。而采用带式焙烧机生产工艺对生产熔剂性耐磨板有相当的技术优势,不会出现链箅机-回转窑耐磨板工艺生产熔剂性耐磨板时的一些问题。因此，带式焙烧机耐磨板技术在我国未来会有很好的发展前景。
首钢国际工程公司设计的首钢京唐耐磨板项目是国内 的一条大型带式焙烧机耐磨板生产线，焙烧机面积504m2、年产能力400万t，是目前国内已投产 的带式焙烧机生产线，根据近三年来的生产实践验证，设备运行稳定可靠，设备装备技术达到国内 ，国际先进水平，生产取得了显著的经济效益、社会效益和环境效益。该生产线在首钢京唐钢铁厂的成功应用对我国耐磨板技术的发展将产生积极的促进和示范作用。目前，首钢国际工程公司又承揽了包钢500万t/a带式焙烧机工程设计，为我国耐磨板带式焙烧机工艺技术发展贡献力量，为我国耐磨板行业的发展开辟新的途径。
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