热风炉是高炉系统最重要的设备之一，提供约20%的高炉生产耗热量，实践表明热风温度每提高100℃，可以降低焦比8～10 kg/t，热风炉的运行效率对高炉提高热风温度，增加产量，节约能源，降低铁水成本等方面有着重大意义。宝钢股份针对热风炉存在陶瓷燃烧器寿命与热风炉寿命不匹配，现有烧炉方式煤气消耗高、风温波动大，蓄热室格子砖换热效率达到瓶颈，热风短管及联络管等部位存在耐材保温隔热效果不佳导致热量损失等造成热风炉风温下降、煤气消耗上升等问题，项目团队从确保正常烧炉、稳定烧炉过程、提高烧炉效率、减少热量损失等四个方面进行技术攻关，立足于现场问题，进行机理研究、改进产生方向，并完善现场应用工艺，开发出大型高炉热风炉节能技术，且现场应用效果良好。
    该科技成果主要创新点：1）提出热风炉燃烧器组合砖新材料和新结构组合技术，解决燃烧器过早损坏等问题，避免因处理燃烧器致风温下降，造成高炉燃料比上升。本创新点从提高燃烧器抗热震性、高温强度和抗化学侵蚀性能进行成分设计；采用浇注成型生产复杂砖型替代机压成型生产母砖切割成子砖工艺，解决加工复杂、报废率高等缺点；从10个方面设计了陶瓷燃烧器外观检验内容及标准，解决了生产、组装和运输过程中碰损问题。2）提出拥有自主知识产权的热风炉自动烧炉技术，把传统三段式烧炉优化为包含燃烧主阶段，拱顶温度控制和废气温度控制期等4~6个阶段。根据实时热平衡计算调整烧炉煤气和空气流量，避免拱顶和废气温度超管控目标；自动计算最优模型控制参数，减少热风炉烧炉的温度和煤气波动。3）首创热风炉使用高导热硅质格子砖并完成实际应用，提高热风炉格子砖在燃烧期吸热速度和吸热量，送风期的放热速度和放热量，减少燃烧期和送风期时间或提高热风温度。选用高纯结晶硅石为原料，研究最佳颗粒配比优化制品内部结构、优化添加剂提高其矿化性能，硅砖导热率由1.90 W/(m·K)提高至2.20 W/(m·K)以上。在宝钢一高炉4号热风炉应用导热系数为2.25 W/(m·K)的硅质格子砖，热风炉高炉煤气单耗下降了约15%，焦炉煤气单耗下降约5%。4）在热风炉耐材系统中应用新型隔热保温材料，该材料导热率约为现有轻质耐材的10%。针对热风炉现有保温隔热材料未能满足生产要求而出现炉壳、管壳等局部温度高、发红，选择新型隔热保温材料在线修复，取得了良好的效果。
    大型高炉热风炉节能技术成功应用于宝钢股份宝山基地4座4 000 m3以上大型高炉、宝钢湛江钢铁有限公司3座5 050 m3大型高炉，为宝钢股份高炉炼铁节能降耗做出了巨大贡献。大型高炉热风炉节能技术不仅可应用于大型高炉外燃式热风炉，也同样适于目前广泛应用的顶燃式热风炉，该技术为高炉炼铁实现低碳生产提供了有效解决方案，具有广阔的推广前景，助力国家"双碳"战略实施。（来源：中国金属学会）