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摘要：风口在炼铁高炉组成部分之中占据重要地位，如果风口出现了损坏或者是其他问题就必须立刻休风，停止炼铁并进行问题的解决，如果无法立刻对风口问题进行处理，就有很大的可能导致生产或安全方面事故的发生，这些事故会对炼铁企业产生极大的不利影响。因此，对于高炉炼铁风口材料的挑选、制造、使用时间以及安全性都必须严格考虑。高炉炼铁的过程中为了使炉温升高、节能会先进行空气在风炉预热的过程再进入高炉中，而风口是这个环节之中必不可少的，为了使热风的温度得到保证、最大程度减小风口处损失的热量、有效的降低能源的使用，就必须研制节能型风口。
关键词：风口；高炉炼铁；研究；应用
引言
自进行高炉炼铁开始，风口一直都是高炉不能缺少的重要部分。高炉炼铁过程的安全、节能、高效的进行与风口的使用时间直接挂钩，每座中大型的高炉通常都会设置十四到四十个风口，风口的位置就在炉缸与炉腹中间，大约有450mm±50mm进入炉内，通常会使用工业水将风口的空腔进行冷却，热风经过风炉加热达到一定温度之后经过风口进入炼铁高炉，进入炼铁高炉之中的那部分风口需要承受1500°C甚至更高温度渣铁热量的冲击，并且还需要扛住焦炭对风口的磨损以及热风的侵蚀氧化。随着不断提升的高炉炼铁强度以及喷煤技术的广泛使用，风口还需要承受煤粉的侵蚀，因此，风口是高炉热交换过程中承受激烈反应的部分，正常运行时风口热流强度能够达到3至6MJ/m2h，因此风口也是承受损害最高的部分，风口更换导致的休风率通常占据炼铁高炉全部休风率的40%甚至更高。通常情况下风口自身可以进行冷却，在表面形成保护渣皮，风口工作一段时间后需要进行更换（通常为半年到一年）。
一、新型节能风口的重要意义
人类社会经济活动必须依赖能源才能够进行。目前社会消耗的90%及以上都是不可再生能源，因此，对于节能对于人类的社会生活具有重要意义，如何对能源进行利用对人类社会生活的方式起着决定性的作用。能源缺少的原因制约着人类社会生存与进步。并且广泛使用矿物类的能源对人类生存环境产生了污染，也是导致全球变暖问题出现的主要原因，这些问题的出现对于人类的可持续发展已经产生了非常严重的影响。因此，需要研究、制备各种技术、设备、工艺等，大力提倡节能发展。我国将节能型社会的建设放在基本国策的位置上，冶金工业是耗能的主要产业之一。从整个冶金的过程来看，炼铁占据非常重要的部分，而高炉炼铁的环节中非常关键的一部分就是热风炉的广泛使用。高炉炼铁过程离不开鼓风给冶炼环节提供助燃剂、热源以及进行热交换的物质；这些物质进入炼铁高炉的过程中必定要经过风口。钢铁行业为了使风温能够得到大幅度提升，不断地从建设。设计、生产等环节进行研究、实践、优化，取得了一定的成就，下面列出一些提升风温的方法与途径：首先，对于燃料的挑选，使用热值比较高的燃料，预热助燃剂与燃气，能够有效提升蓄热与燃烧的温度。其次，采用先进的工艺、燃烧器和蓄热送风设备。耐热性高、隔热性好的材料应用到送风设备与热风炉，这样可以有效提升送风设备与热风炉的使用时间，并且可以最大程度的降低热量损失。经过分析观察可以看出炼铁高炉在进行实际生产的过程之中，测定入炉热风的温度是在炼铁高炉热风总管的出口处，实际上，入炉的热风通过风口的过程中会损失掉一部分热量，这样就会造成实际入炉风的温度下降。根据研究可知，炼铁高炉风口在正常工作时的表面温度通常在200±50C的范围内，冷却水水温通常在25~50C，热风经过风口的过程中会降低30±5C。如果可以有效降低热风温度的下降，就能够提升风口的使用时间，实现节能的目的。
二、节能风口研究的可行性
知道今天怎样对风口的结构、材质进行完善；如何提升风口的使用时间仍然是一个需要不断攻克的问题，国外某些相关企业一直都在进行高炉炼铁风口的完善、改进，将高炉炼铁风口的工业冷却水流速度控制在一定范围内，提升高炉炼铁风口表面铜的纯度，但是仅通过铜钢制作风口的方式工艺复杂且质量达不到标准，不适合推广使用。鞍钢炼铁厂将风口通过内壁镶铸耐火材料进行缩径处理之后再进行使用，效果意外的优良。通过这种方式制作的风口在工作的过程中相较于常规的高炉炼铁风口有明显优良的运行状态，在休风的环节也不容易受到铁渣的损害。并且，通过此种方法制作的风口也不会出现煤粉磨损风口的问题，但是这类风口也有一定的缺点比如:容易粘上铁渣、表面不够光滑等。但是结果证明这种技术有一定的可取之处。上面描述的工艺为制备更加优良的高炉炼铁节能风口奠定了一定的基础。
三、节能风口的制备
在风口的本体与试制风口金属套筒的上部分中间使用焊接的方法接上许多个长度相等的钢筋，将风口的本体固定上一个金属套筒；在风口的前部分加上金属构件，在内腔加入模芯；把风口外表面的金属套的下面和风口前面金属构件采用焊接的方式连接在一起，并将金属构件、模芯与套筒连接在一起，和风口前面与内表面相连形成一个腔体，形成的腔体两端是原料的进口与出口；把原位燃烧材料加水制备成塑性材料，经过腔体的入口进入一直到腔体被塑性物料填满。将制备的填满的腔体放到环境压强为5MPa~10MPa、温度为300C-400"C的范围内，进行时长为两个小时的干燥。将干燥完成后的料坯与电源线相连接，通电并将料坯进行点燃，这样就可以在风口内形成陶瓷层，最后取出模芯与金属构件，通过这样的方法制备出节能风口。
四、节能风口的应用
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根据数据可以看出高炉炼铁节能风口明显达到了节能的目的
4.2节能风口与普通风口水温度对比
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从检测结果可以看出，入口的水温平均大约为37°C，出口处水的温度平均大约在为45°C，两者之间的温差为8°C，节能风口的入口处水的温度大约是37°C，出水口水的温度大约为41°C，入口与出口处水的温差是△4°C。两个水温差之间的差值是4°C。循环水比热容为4.1868kJkg°C，这两个风口每个小时所流经的冷水质量为28吨。
实验风口因为冷却水降低温度带走的热量设为△Q水:△Q水=△t×c×m水＝468921.6KJ。
设风口工作时间为350天，则风口每年的热量损失是:468921.6×24x350=41.35kJ
转化成标准煤来计算损失:41.35x108/(4.1867×7000)＝123.53t
以此作为案例，假如将此节能风口进行推广使用，那么30个节能风口一年能够节省的标准煤资源大约是3700t。以焦炭作为计算单位，那么将会节约焦炭大约为3500t，这个数值是非常巨大的。在进行投入实践之前可能会因为原位燃烧制备而成的陶瓷层厚度比较小，与使用捣打而制成的耐热节能层的导热系数相比较而言也比较高，这些因素可能会对风口的节能效果产生一定程度的影响。但是从实践的应用以及计算的结果来分析，制备的陶瓷保护层并没有受上述因素明显的影响，此节能行风口的节能效果也比较突出。在实践的过程中出现了有个别节能风口前端的陶瓷保护片被损坏或脱落。因此，在制备此种节能风口的环节可以在前端加入一个保护环，避免上面问题的发生。
结束语
综合上面所言，本文简要总结了高炉炼铁节能风口的研究以及应用，粗制备了节能风口并略计算了高炉炼铁节能风口的节能效果，希望可以给高炉炼铁节能风口带来一定理论知识。
参考文献
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