2 影响冲天炉节能及环保的因素

　　对于冲天炉熔炼的现状而言，能量的浪费主要体现在焦铁比过高和焦耗量过大。底焦耗量过大是小容量冲天炉的缺陷，也是我国不能很快改变的国情。但对于大多数中小型冲天炉却存在着很大的节能空间和很重的环保任务。
　　众所周知，风量是影响冲天炉熔炼最活跃的因素。一定的焦铁比在最惠送风强度下对应着最高铁水温度，这时改变焦铁比而不相应改变风量将使铁水温度下降，无论是增焦还是减焦都是一样的。同样，改变风量而不相应改变焦量也会使铁水温度下降。
　　炉料的质量对焦铁比有很大影。向，如果焦炭固定碳低、灰份高，或者块度不均匀，过于细碎，或者砂土等杂质过多，或者石灰石过量，都要求提高焦铁比。
　　焦铁比是我们制定的熔炼工艺参数，对生产条件有很强的针对性。确定焦铁比时，应在生产实践中反复摸索，根据炉子结构、炉料情况，对铁水和熔化率的要求等，寻求最惠送风强度下的最低的焦铁比，也就是寻求一定要求下的最佳风炭比例。这个比例并不是一成不变的，它将随炉况的改变而改变，根据炉况调整，才能保持其处于最佳状态。

　　炉子结构对焦铁比的影响主要是风口、有效高度和炉膛形状。
　　一般来说，风口比及风口数量和风口布置(排数、排距、倾角)应保证风口区炉膛内送风均匀并有足够的动力清除焦炭表面灰垢及熔渣；形成热量集中的高温区；取得较高的燃烧比；降低炉气附壁效应。风口结构应牢固且耐高温，不至因熔渣冲蚀或工艺操作而改变风口直径及倾角。风口的布置影响着炉内热量的分布，合理的布置应为铁料的熔化和铁水的过热提供充分而合理的热量。
　　有效高度决定了最大料柱高度。足够的有效高度能保证炉气的热量被炉料充分吸收，使烟气带走尽可能少的热量。

　　炉膛形状影响炉气流速和炉内热量分布，也影响炉料的运动。各种形状曲线炉膛的共同特点是缩小氧化带炉径，在减少底焦量的同时又可获得热量更集中的高温区，有利于铁水的过热；扩大熔化带炉径使炉气流速降低，有更充分的时间加热熔化中的料块。
　　操作影响冲天炉的焦炭消耗，满料操作与否是一个重要因素。如果冲天炉料柱降低，则炉气热量不能被炉料充分吸收，烟气带走的热量增多。在使用定压式风机的情况下，还将增大入炉风量，使炉况波动，炉气流速增大会带出更多的粉尘。发生棚料而不能及时排除也会产生类似的后果。炉料不称量也可能造成焦碳浪费、炉况波动。金属料的质量对焦铁比也有影响，锈蚀和杂质需要热量来熔化和还原；过大的料块不但易造成棚料，也因为其比表面积小而使吸热速度下降，不能充分利用炉气热量，甚至造成落生。
　　焦炭的质量是影响其耗量的主要因素之一。固定碳含量低的焦炭，发热值也低，只有增加消耗量才可能满足熔炼对热量的要求；灰份高的焦炭燃烧过程中，表面形成了更厚的惰性膜，对氧气与碳的接触造成更大的障碍；反映能力强的焦炭，更易使CO2还原，使烟气中的CO量增高，不但浪费了热量，而且增加了对环境的污染；块度过小和块度混杂不等的焦炭，对鼓风产生更大的阻力，常常造成底焦燃烧不均匀和炉壁效应加重，使氧化区缩小而还原区加大，也会增加烟气中的CO含量。
　　冲天炉污染环境最严重的是烟尘对大气的污染，它不仅涉及厂区，也会影响到周围乃至更广阔区域的大气质量。

　　烟尘的成分及其比例和排放量取决于炉内焦炭的质量和燃烧反应的情况。也受炉料状况、有效高度、送风强度、操作情况、烟气净化装置的性能等因素的影响。反应性强、强度不高的焦炭还原能力强，烟气中CO含量高；风口布置不合理、鼓风动力不足，也会使CO增加；灰份高的焦炭、锈蚀严重和杂质多的炉料，大送风强度，低的有效高度以及料柱的大幅度波动等都会增加烟气中粉尘的含量。焦炭中挥发份、炉料中夹杂的有机物，如有机粘结剂残砂等是烟气中有机化合物的主要来源。
　　热辐射和鼓风噪声污染常常不引起关注。虽然这些污染不象烟气污染的影响面大，但在工部及车间的范围内，它们的危害也是不容忽视的。它们不但恶化工作环境，影响劳动者的工作效率和身心健康，而且也反映了能量的浪费。不设置隔热层的炉体、不做隔热包敷的热风管都使热辐射增加；过大的渣量既浪费热量也增大热辐射。

　　噪声污染主要来自鼓风机，结构不合理的送风系统也会产生噪声。
　　综上所述可见，冲天炉的熔炼质量、经济效益和对环境的污染都与它的能量消耗密切相关。充分合理的利用能量，是提高熔炼质量和经济效益、减少对环境污染的关键。