高炉设备技术工艺发展趋势分析
第一节 产品技术发展现状
1、高炉炼铁技术装备
我国现有高炉约900多座，而大于300m3容积的高炉仅为362座；在建设的高炉约280座，拟建的高炉约30座。目前我国容积最大的高炉是宝钢3号高炉，容积为4350m3，也是国内装备最先进的高炉。该高炉设备总重量约3.5万t，由重庆钢铁设计院设计，设备制造和成套设备的供应国产化率达95%。现首钢拟将冶炼部分搬迁，计划在河北省曹妃甸建设5500m3级的高炉。
2、无料钟炉顶设备得到积极推广
因专利权问题，1000m3容积以上高炉大多数在使用PW公司的无料钟炉顶设备。但是，首钢、包钢、攀钢等高炉也应用了其他类型的无料钟炉顶设备。如BG型、SS型等。近年来我国一批中小高炉在积极采用国产无料钟炉顶，如SS型设备，结构简单、功能完善、易于操作维护、运行稳定、成本低，约为进口价的一半。杭钢、三明、邢钢等一批企业高炉利用系数均在3.0t/m3以上。达涅利开发出一种无料钟回转装料设备，用阀门取代料钟。
3、高炉长寿技术取得新进展
随着炼铁科技进步的发展，我国高炉长寿的主要矛盾已从炉缸转移至炉腹、炉腰软熔带部位。国内外成熟的经验是这部分采用铜冷却壁、软水密闭循环冷却、可实现高炉寿命大于15年。铜冷却壁的优点是导热性好，形成渣皮保护层（脱落后很快会恢复）。由于铜冷却壁薄（80～120mm），可以扩大炉容，而铜冷却壁外面不用砌耐火砖，只喷涂50mm厚不定形耐火材料即可。这样又节约了耐材费用。
4、高风温热风炉技术装备
2004年我国有40多座高炉的热风温度大于1100℃，最高风温的高炉是宝钢3号高炉，达到1249℃。2005年全国重点企业高炉平均风温在1074℃，比上年度下降8℃。说明我国热风温度一直处于徘徊状态。比国际先进水平低100～150℃。这是我国炼铁生产技术中与国外先进水平差距最大的地方。我国已全面掌握了实现高风温的技术，已有不同容积高炉高风温的实践。采取煤气、空气双预热的办法可以实现使用低热值的高炉煤气烧炉达到高风温的目标。
5、高炉操作专家系统
我国已引进芬兰的高炉操作专家系统，武钢、济钢、杭钢也已开发出自己应用的专家系统，对我国高炉炼铁自动化起到了积极促进作用。目前我国高炉检测的数据准确性、及时性、稳定性与国外相比尚存在一定差距，致使高炉专家系统不能充分发挥出应有的作用。我国已开发出炉顶料面和风口工作状况摄像仪，可以通过电视屏幕直观其工作状态，为工长操作高炉提供了一个直观画面，多了一个信息源。
6、球团技术装备
2004年，我国球团产量约在4000万t，占75%的产量是由竖炉生产的。现在，国外已淘汰了竖炉，基本上是使用带式机和链蓖机回转窑生产球团矿。近年，在首钢开发成功链蓖机回转窑生产球团技术装备后，武钢、鞍钢、柳钢、莱钢、太钢、攀钢、昆钢、沙钢、杭钢、本钢等企业已建成或正在建设大型链蓖机回转窑设备。将使我国球团矿年生产能力超过5000万t。届时，我国高炉炼铁的炉料结构中球团所占的比例将会达到20%～25%。带式焙烧机、链蓖机回转窑所生产的球团矿质量上是优于竖炉生产的球团。济钢解决了用赤铁矿生产球团矿会造成球团含粉量增大，竖炉操作恶化等技术问题，取得了配加35%赤铁矿生产正常的成果。
7、烧结技术装备
我国已经能够自主设计、制造具有国际先进水平的265～450m2级的大型烧结机组。这些烧结机都采用了现代化工艺和除尘设备（高效干式电除尘），工艺完善，具有自动配料、强化制粒、偏析布料、烧结矿冷却（多采用鼓风环冷式冷却机）、成品整粒和铺底料系统。设备的自动化程度高，采用计算机对生产全过程进行自动操作、监视、控制及生产管理。宝钢495m2烧结机指标就表明了大型烧结机所占有的优势。我国拥有世界上最宽的台车（宽6m），在本体结构和传动装置及烧结生产工艺流程等方面均采用了具有国际先进水平的技术，如厚料层、点火保温、水冷式热矿破碎、大风量负压抽风、264m2宽极距机头电除尘、直接装矿式460m2鼓风环式冷却机等。近年我国研制了一批烧结新工艺、新技术、新设备，如球团烧结法、小球烧结法、低温烧结法、高铁低硅烧结法、配加廉价褐铁矿烧结法、生石灰消化技术、直拖式自动配料、燃料分加、石灰分加、控制料槽料位、混合料自动加水、预热混合料、各种增效节能添加剂、偏析布料、降低烧结机漏风率、热风烧结、热返矿配料提高烧结机作业率、余热回收、节能点火保温炉等。
8、焦化技术装备
2004年，我国产焦约2.05亿t，成为世界第一产焦碳大国。我国约有1900多座焦炉。我国已能自主设计、制造、施工、操作炭化室高6m的大容积焦炉。该焦炉采用备煤分组粉碎、型煤压块等煤处理工艺，焦炉炉体砖型简化，计算机控制加热系统，实现了焦炉操作高度机械化和自动化。现在，我国已引进了炭化室高7.6m焦炉（兖州矿务局）对我国焦炉的大型化、自动化会有积极的促进作用。
第二节 产品工艺特点或流程
高炉设备的热风阀安装在高炉热风炉系统的热风支管上，是控制热风炉燃烧期和送风期管路启闭的切换设备．热风阀是热风炉系统中最具代表性，使用条件最恶劣，技术含量最高的关键设备．随着强化冶炼、高风温、富氧喷煤等炼铁新技术、新工艺的应用，对热风阀的制造提出了更高的要求．
普通热风阀（无内衬）广泛用于小高炉的热风阀和中型高炉的燃烧阀、倒流休风阀、混风、烟气、热风放散等中、高温管道上。目前，大中型高炉均采用新型衬里热风阀．其主要技术性能为１不锈钢阀杆采用浮动密封，密封严密，润滑简便，摩擦阻力小，可保证阀门较长寿命期内不泄漏，免维护．２对阀门的核心部件阀板进行了化学热处理－－使其表层更加致密，连续稳定，把低碳钢的抗氧化温度从570摄氏度提高到了1000摄氏度以上，彻底解决了长久以阀体寿命长，阀板寿命短的不匹配问题，提高了阀门的整体寿命．３对阀体内腔热风流经的部位进行耐火衬里材料全覆盖，使其使用温度达到1450摄氏度以上．同时对阀体下部设置排污方箱，方便排污．４对阀体密封面的冷却，用椭圆形非对称水腔结构，使冷却效果更好．为了适应炼铁自动化的要求，备有电动，液动，气动，手动等传动形式，可根据用户要求选配各类传动。
高炉冷却壁及制造工艺，是由内设冷却管的冷却壁制成，冷却壁及冷却管采用铜质的，冷却壁外设有挂渣肋筋，挂渣肋筋外面涂有耐火涂层，铸造冷却壁时，冷却管内加防氧化冷却介质，其介质氮气或碳酸盐，在使用时既安全而且冷却效果好。
高炉风口的制造工艺，是用纯度为≥99.9％的纯铜材料制造，其制造工艺是将纯铜板加热经压制成呈锥筒状的内筒体和外筒体，纯铜锭经锻制、车削加工成端头体，用纯铜板焊接成导流体，然后用焊接方法将上述部件组合在一起。由于使用了导热系数高的纯铜制造，传热性能好，降温快，保持其较高的机械性能和耐磨损性能，可显著地提高其使用寿命，使用寿命可达270-300天。
1、高炉进一步向大型化发展。随着卢森堡PW公司无料钟炉顶的开发运用，彻底解决了高炉的布料与密封问题，高炉的大型化得到很快的发展。高炉大型化，一个显著的特点就是单位能耗、单位成本较大幅度的降低，据统计吨铁投资可节约13～30%；资源利用率、劳动生产率的提高，劳动生产率可提高40～80%。
2、高炉生产向强化冶炼发展。所谓高炉强化冶炼，就是采用精料、加大鼓风量、提高炉顶压力、提高鼓风温度、喷吹燃料、富氧鼓风等手段，从而使高炉生产实现高产、优质、低耗之目的。
3、高炉生产向高度自动化，即智能化方向发展。高炉生产处于高温、粉尘多的环境之中；改善工人工作环境，实现远距离操作，是高炉生产的现实需要。随着高炉的大型化，强化冶炼的实施，操作工艺复杂程度提升，高炉生产的自动化就显得更为迫切。同时，计算机技术的高速发展，也为高炉生产的高度自动化提供了可靠的技术和物质支撑。如日本钢管公司所属的5号高炉运用计算机专家系统，实现了无人操作；我国的宝钢1号、2号、3号高炉，武钢的1号、4号、6号高炉亦已采用计算机实行集中控制等等。
4、环境保护的要求进一步加强，高炉及其生产工艺向着减少污染、消除污染，实现综合利用的方向发展。
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