文 献 综 述

1.课题意义

炼钢主要是以高炉炼成的生铁和直接还原炼铁法炼成的海绵铁以及废钢为原料，用不同的方法炼成钢。主要的炼钢方法有转炉炼钢法、平炉炼钢法、电弧炉炼钢法3类（见钢，转炉，平炉，电弧炉）。以上3种炼钢工艺可满足一般用户对钢质量的要求。为了满足更高质量、更多品种的高级钢，便出现了多种钢水炉外处理（又称炉外精炼）的方法。如吹氩处理、真空脱气、炉外脱硫等，对转炉、平炉、电弧炉炼出的钢水进行附加处理之后，都可以生产高级的钢种。对某些特殊用途，要求特高质量的钢，用炉外处理仍达不到要求，则要用特殊炼钢法炼制。如电渣重熔，是把转炉、平炉、电弧炉等冶炼的钢，铸造或锻压成为电极，通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺；真空冶金，即在低于1个大气压直至超高真空条件下进行的冶金过程，包括金属及合金的冶炼、提纯、精炼、成型和处理。

高炉热风炉是炼铁厂高炉主要配套的设备之一，一般一座高炉配3～4座热风炉，热风炉的作用是为高炉持续不断的提供1000度以上的高温热风。目前先进的现代热风炉风温可以达到1300度。高炉热风炉的监测有利于钢铁冶炼工艺优化，达到节能减排的效果，同时也是学生应用所学知识解决实际问题的课题。

2.国内外进展情况

2.1国内情况

近 20 年以来，我国经济进入了高速发展的时期，高炉炼铁技术也取得了长足的进步，高炉热风炉向大型化、多样化、高效化的发展趋势，使我们与世界先进水平的差距大大缩小，同时，一大批炼钢及相关科技工作者开发出了一系列达到世界水平的具有自主知识产权的先进技术，并填补国内外热风炉技术的空白，引起了世人关注。主要表现在：霍戈文式高风温热风炉的引进、大型外燃式热风炉或大型外燃式热风炉加辅助小热风炉的组合、顶燃式热风炉（卡鲁金式顶燃式的引进、球式顶燃式、逆旋流顶燃式等）、大型外燃式热风炉自身预热式在大型高炉上的成功应用、高炉热风炉废气余热预热助燃空气和煤气技术及其附加加热换热技术组合等等。所有这些，都取得了提高风温的实际成效。另外，热风炉设计结构的系统优化，自主研发设计、制造不同类型的高炉热风炉，炉内交叉口都能采用自主设计的组合砖制造和砌筑。高炉热风炉烘炉技术、凉炉与保温技术，耐火材料和耐火涂料的研发大大推动了热风炉的技术成熟与发展^[1]。

在热风炉的理论研究方面，我国也取得了骄人的成绩。例如，计算机技术的广泛应用，数值模拟仿真技术的开发，高效燃烧器及冷态、热态实验研究，冷风与热风分配技术也有我国自己的专利，高炉热风炉燃烧、气体流动与传热过程三大理论的成熟。实现提高风温的主要技术路线有：利用低热值煤气获得高风温的工艺方法、热工设备的组合、工艺技术材料优化与创新。目前，我国国内也有人提出了 1400℃超高风温的技术设想。

在我国已经得到广泛应用的高炉新技术的代表有：高炉煤气富化法、富氧燃烧法、高温空气燃烧技术（HTAC）等。

高炉煤气富化法是自从 20 世纪 70 年代初期，我国的化工研究部门开始进行的研究。高炉煤气富化法就是利用变压吸附技术脱离出高炉煤气中的 CO2、N2和 H2O，提高 CO 的浓度，增加发热值的方法。目前已解决了相关系列关键技术，如合理的 PSA 和 VSA 流程；能在 CO2、N2、CO 混合气中选择性地吸附 CO，在常用压或抽真空时，CO 能被吸出来的专用吸附剂已被研制出来并已应用于工业装置。