加濕鼓風(vapour blast)

往高爐鼓風中加入水蒸氣以提高和穩定鼓風濕度的技術。也稱為蒸汽鼓風，是高爐強化冶煉技術之一。大氣中總含有一定水分(自然濕度一般為含H₂O1％～3％，或相當于每立方米空氣含有8～24gH₂O，其數量因時、因地、因季節和氣候而異)，在一些地方晝夜的大氣濕度差別可達15g／m³以上。由于鼓風中的水分在爐內分解需要消耗大量的熱量，因此，鼓風濕度的波動必然引起爐缸熱狀態的波動。這是導致爐況不穩定的重要因素之一。為了穩定爐況，必須穩定鼓風濕度。有效方法之一，就是加入水蒸氣調節，使高爐鼓風濕度穩定在設定的水平。加入水蒸氣的位置選擇在冷風管道上。一般選定一個高于大氣濕度的水平來操作。當大氣濕度降低時，加入一些蒸汽；當大氣濕度升高時，減少一些蒸汽，這樣使鼓風濕度始終穩定在設定水平，從而消除了因鼓風濕度波動而造成的爐況波動。加濕鼓風不僅能穩定爐況，而且具有強化高爐冶煉的作用。其原理是鼓風中的水分1在風口前燃燒帶內分解(H₂O→H₂+1/2O₂)后，使鼓風中的含氧量增加。此時的鼓風含氧量(％)計算式為

O₂=ω(1-f)+0.5f

式中ω為干風含氧量，m³/m³；f為鼓風溫度，m³/m³。在大氣鼓風時ω=0.21，這時O₂=0.21+0.29f。經研究決定，水分在高爐風口前的實際分解過程是在氣體中氧急劇減少，一氧化碳大量形成，溫度在1270K以上的地方開始同碳素作用，發生分解反應

H₂O+C→H₂+CO △H>O

通常鼓風條件下，當高爐不易接受高風溫時，加濕鼓風有利于提高風溫。因水蒸氣在爐內分解吸熱，它所消耗的熱量，可由提高風溫所增加的熱量來補償。在這種條件下，加濕鼓風可降低焦比。這是因為水分分解成H₂和CO，富化了還原性煤氣，提高了煤氣的還原能力，同時，H₂還加速了還原反應的進行，從而使直接還原度降低。鼓風中的水蒸氣在燃燒帶附近激烈分解，吸收大量的熱(10800kJ／m³或13440kJ／kg H₂O)，使燃燒帶火焰溫度降低(40～45℃／％H₂O)，避免高爐熱行懸料，有利于高爐的順行，同時t_理的下降也減少SiO的揮發，使生鐵含硅量降低。

利用水分分解吸熱的原理，加濕鼓風可成為調節爐況靈活而有力的手段：爐況向熱，酌情多加蒸汽；爐況向涼，則酌情減少蒸汽，使爐溫迅速恢復到正常水平。這比調整焦炭負荷，改變風溫、風量的調節方法要方便、及時、平穩得多。顯然，加濕分解吸收的熱量，若用相應提高風溫來補償，則可保持原來的爐溫水平；否則，將引起爐溫降低。因此，加濕實際相當于降低了風溫。其當量值為鼓風含水量每增加1g／m³，相當于降低風溫6℃。扣除補償水分分解所相當的風溫后剩余風溫即為干風溫。鼓風加濕對爐溫的這種調節作用，可充分發揮熱風爐的潛力，使高爐接受盡可能高的風溫而仍能保持順行。

由于加濕鼓風具有穩定爐況，調節爐溫和強化高爐冶煉的作用，所以自1927～1928年涅姆佐夫首先在前蘇聯斯大林鋼廠高爐試驗取得顯著效果以來，便逐漸得到推廣。1937年在前蘇聯馬格尼托哥爾斯克鋼廠和庫茲涅茨克鋼廠，1939～1940年在新利佩茨克冶金工廠等先后進行了加濕16～32g／m³的生產試驗，并相應提高了風溫，結果，高爐產量提高10％～15％，焦比降低1．5％～3．4％。中國高爐加濕鼓風技術最早于1952年在鞍山鋼鐵公司、本溪鋼廠等推行，1954年首都鋼鐵公司等廠積極采用，均收到良好效果。1959年，中國化工冶金學家葉渚沛提出了“三高”理論，即把高壓操作(頂壓2atm≈0.2MPa)，高風溫(1250℃)和高蒸汽(10％H₂O)技術結合起來強化高爐冶煉。在50～60年代，加濕鼓風技術已成為世界各地強化高爐冶煉的重要手段之一。進入70年代以來，由于高爐噴吹燃料技術的發展，噴吹燃料對爐溫的調節作用可以取代加濕，而富化煤氣的作用勝于加濕，為了保證有限的風溫用于提高噴吹效率，所以在噴吹燃料的高爐上，一般都停止了加濕。但在停噴燃料進行全焦冶煉時，加濕鼓風仍發揮著其應有的作用。