提高煤氣利用率，降低焦比。高爐爐內(nèi)煤氣流速的大小直接影響到料柱的阻力和煤氣的利用率，提高爐頂操作壓力可以降低爐內(nèi)煤氣流速，使煤氣與料層 充分接觸而提高煤氣的利用率。具體原因在于，在煤氣量不變的前提下，爐頂壓力提高后，煤氣體積縮小，煤氣上升速度降低，增加了礦石與煤氣的接觸時間，有利 于礦石的還原;煤氣體積縮小后，單位體積的CO含量顯著提高，CO還原氧化鐵的動力學條件得到顯著改善，使間接還原得到充分發(fā)展，不僅提高高爐的生產(chǎn)率， 還能夠有效降低高爐的能耗。目前國內(nèi)寶鋼高爐爐頂操作壓力一般維持在0.23MPa以上，煤氣中CO的利用率達到51%的高水平。國內(nèi)某3000m3級高 爐的煤氣利用率平均也達到了49%以上，在頂壓提高到230kPa后，煤氣利用率接近50%。

　　高壓操作在降低煤氣流速的同時，由于爐內(nèi)高壓對風口前的一次氣流分布具有調(diào)節(jié)作用，有利于提高煤氣利用率，降低燃料比。據(jù)統(tǒng)計，爐頂煤氣CO2 含量增加1%，可降低燃料比約20kg/t。早期當爐頂操作壓力在較低水平的情況下，每提高爐頂壓力0.01MPa，可降低燃料比約1%~2%，但現(xiàn)代高 爐爐頂壓力已經(jīng)提高到0.15MPa~0.25MPa，頂壓進一步提高所帶來的節(jié)耗效果有所減弱，每提高爐頂壓力0.01MPa，降低燃料比的幅度在1% 以下。國內(nèi)某高爐頂壓每提高1kPa，燃料比平均可以降低0.54kg/t。該高爐以年產(chǎn)250萬噸鐵水計算，頂壓從0.20MPa提高到 0.23MPa，每年可降低燃料消耗約折合3.6萬噸標準煤。

　　另外，在采用大噴吹后，提高爐頂壓力也是提高煤粉燃燒率的重要技術(shù)措施。爐頂煤氣壓力提高后，煤氣流速減小，煤粉在爐內(nèi)燃燒的時間延長，煤氣壓 力差降低。據(jù)測算，煤粉在爐缸的燃燒時間為0.01s~0.04s，其加熱速度為103K/s~106K/s。煤氣流速降低后，煤粉燃燒更為充分，有利于 提高煤比、降低焦比。而且壓力提高后改善了料柱透氣性，使料柱能夠接受更多的煤量，也有利于提高煤比、降低焦比。

　　提高高爐透氣性，增加產(chǎn)量。一方面，提高爐頂操作壓力，爐內(nèi)煤氣流速降低，料柱阻力損失降低，使風壓和頂壓的壓差(全壓差)減小;另一方面，作 用于爐料的浮力也相應降低，爐料容易下行，因而也有利于爐況的穩(wěn)定順行。在高爐能夠穩(wěn)定順行的前提下，此舉能夠進一步提高焦炭負荷，從而降低焦比。

　　同時，高爐順行時能夠通過更多的爐腹煤氣量，使生鐵產(chǎn)量提高。當爐頂壓力較低時(小于0.15MPa)，通過經(jīng)驗公式計算，每提高爐頂壓力 0.01MPa，大約可增加風量3%，也就是說在焦比不變的情況下，產(chǎn)量提高3%左右。但是隨著風量的逐步提高，煤氣發(fā)生量也隨之增大，煤氣流速增大，煤 氣通過料柱阻損增大。

　　當風量超過一定界限時，高爐下部渣鐵在滴落帶的滯留量增加，導致透氣性阻力系數(shù)K值升高，高爐會出現(xiàn)難行、管道甚至懸料等嚴重爐況。因此，當爐頂壓力較高時(大于0.15MPa)，每提高爐頂壓力0.01MPa，產(chǎn)量提高的幅度減小，為1.1%±0.2%左右。

　　提高TRT(高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置)發(fā)電能力?，F(xiàn)今爐頂TRT回收發(fā)電量能夠達到高爐風機耗電的30%以上。在風機機型已定的情況下，風機 的耗電量受風壓的影響不大，而提高頂壓、降低全壓差后，TRT的發(fā)電量增加。TRT對余壓的壓力能幾乎可以全部回收，當頂壓從0.20MPa提高到 0.23MPa，TRT的發(fā)電能力可提高15%左右。也就是說，如果原有發(fā)電能力為30千瓦時/噸鐵，可提高4.5千瓦時/噸鐵。高爐年產(chǎn)250萬噸鐵 水，每年可多發(fā)電1125萬千瓦時，折合為1270噸標準煤。

　　有利于低硅冶煉，降低燃料消耗。由于硅的還原是一個吸熱反應，須要消耗大量的熱量，高爐實現(xiàn)低硅冶煉，可大大節(jié)約燃料消耗。根據(jù)硅還原的反應式：SiO2+C=[Si]+CO，當爐頂壓力提高時，CO分壓提高，不利于SiO2的還原反應，而有利于降低生鐵Si含量。

　　影響高壓操作的因素

　　從優(yōu)化操作的角度，高壓操作是值得鼓勵的，但是高壓操作還受到多個因素的制約和影響。只有充分認識這些因素，并在日常生產(chǎn)和維護中加以注意，才能使高壓操作發(fā)揮應有的作用。

　　鼓風機的出口壓力。據(jù)鼓風機生產(chǎn)廠家分析，爐頂壓力提高到0.4MPa，鼓風機的壓比將達到7～8。在采用單臺機組完成此壓比條件下，軸流鼓風 機的葉片級數(shù)和主軸長度將增加，這會對主軸的撓度、轉(zhuǎn)子和機組的振動提出更高的要求。盡管目前高壓比高爐鼓風機組沒有實際運行的業(yè)績，在制造上尚存在一定 的難度，但從設計技術(shù)上是能夠?qū)崿F(xiàn)的。而且隨著高爐大型化、高頂壓的發(fā)展，鼓風機制造技術(shù)將突破高壓比帶來的一些技術(shù)難點。

　　原燃料條件的變化。當原燃料指標差，尤其是粉化率高時，應適當降低頂壓。當全壓差異常高、透氣性差、氣流波動大、高爐不接受風量時，結(jié)合調(diào)整布 料制度，適當疏松邊緣，降低壓差，可以降低原燃料在爐內(nèi)進一步粉化的程度，從而改善透氣性。當高爐不接受風量時，也應適當降低壓差。此時高爐一般透氣性欠 佳，如果再采用高頂壓，有可能出現(xiàn)懸料，伴隨發(fā)生管道和滑料，給高爐的穩(wěn)定操作帶來不利。

　　因此，高頂壓不是在任何情況下都適用的，當原燃料條件差尤其是粉化率高、高爐不接受風量、透氣性差的情況下，建議適當調(diào)低頂壓，改善高爐的透氣性。