煉鐵在鋼鐵生產中能耗耗費非常大，約占噸鋼能耗的5%，有效的降低煉鐵系統的能源消耗，是提高經濟效益與市場競爭力的關鍵。通過高爐熱平衡分析能夠定量的看出冶煉形成中熱能的分配取向，進而分析和判斷高爐節能的方向。本文首先介紹了高爐熱平衡分析的應用原理，然后對高爐節能現狀進行了分析，總結了其節能措施，并在此基礎上對進一步實現煉鐵工藝節能發展的方向進行了探討。

高爐冶煉屬于氣、液、固逆流的高溫反應過程，期間發生的化學反應和物力變化均是在熱量和溫度的作用下完成的。煉鐵在鋼鐵生產中能耗耗費非常大，約占噸鋼能耗的5%，如何有效的降低煉鐵系統的能源消耗，是提高企業經濟效益與市場競爭力關鍵之處。高爐熱平衡分析能夠對高爐冶煉中熱能的消耗分配去向進行定量的分析，有利于分析煉鐵工藝節能發展的方向。

1高爐熱平衡原理

熱平衡是根據能量守恒定律，將物料平衡作為基礎來計算的�，F代高爐熱平衡分析和計算主要是針對高爐內不同體系能量收入與去向所進行的，包括三種熱平衡分析方式。首先為第一總熱平衡分析，根據蓋斯定律，將進入爐內物料的最初形態與出爐的最終形態為基礎，對入爐與出爐所帶出熱量進行計算，并計算燃料實際額燃燒所產生的熱量。其次為第二總熱平衡分析，根據高爐內實際的氧化還原反應，對產生與消耗的熱量進行計算，進而獲得高爐實際冶煉熱效應。其與第一總熱平衡分析的區別就在于燃燒放熱、氧化無的分解、還原與脫硫耗熱。另外一種熱平衡分析為區域熱平衡分析，是以高爐內分段反應為基礎，評價原燃料的質量，并判斷爐體狀況，進而為改進與維護爐體提供參考。

2高爐熱平衡分析的應用

在煉鐵的大量生產實踐中，根據第一總熱平衡分析，即蓋斯定律，在忽略高爐內部具體反映過程的情況下，僅對物料進入高爐的狀態進行考慮，并將其作為反應的起點，而產出狀態為終點，進行高爐熱平衡分析。在整個反應過程中，熱收入項主要有煉鐵工藝的直接還原發熱、風口前碳素燃燒熱量釋放、煉鐵中間接還原熱量、熱風攜帶的熱量以及爐料帶入熱量與成渣熱。而熱量支出項則包括了氧化分解、脫硫、熔劑分解、鐵水、爐渣、爐頂煤氣與冷卻水帶走的熱量等。經對應熱平衡檢驗發現，在煉鐵工藝中高爐節能的關鍵在于減少有效熱能的支出，并對無效熱能進行充分的利用，即降低一次能源的消耗對工序進行簡化，改進設備，采用新技術，完善工藝流程;同時增強對二次能源的回收利用。

3基于高爐熱平衡角度分析煉鐵工藝節能發展方向

3.1增加高爐內部爐料表面積

通過爐料總面積的增加，能夠增加氣-固之間的接觸面積，從而達到提高熱交換律的目的，并降低爐頂煤氣的溫度。爐料總面積是投入爐內所有的表面積之和，根據顆粒表面積公式計算，高爐料表面積受顆粒直徑的直接影響，即當高爐料一定時，顆粒平均直徑越小，則爐料表面積增加。而當爐料總量增加時，盡管顆粒增多增加了總表面積，但原料的粒度遠小于燃料粒度，因此在相同的高爐條件下，所以在同樣的爐容條件下，通過控制料線來提高入爐料量是一個有效的措施，增加高爐工作容積、入爐原料量也能夠提高高爐的礦焦比。

3.2提高爐料的熱傳導性能

高爐內爐料導熱性能較好時有利于改善爐內煤氣的熱傳導性能，同時能夠提高爐內的熱交換量，減少帶走的熱量與熱損失。為此，可采用提高礦石的還原性、增加預還原料的用量等方式來達到改善爐料導熱性能得到目的，進而實現熱交換量的增加，降低爐頂溫度。由于爐墻的導熱系數越低，高爐與外界熱量交換越少，因此要保證高爐渣皮與爐墻熱面的隔熱性能與穩定性。