透气性、透液性，特别是对软熔带部位的透气性影响极大，造成高炉风压上升、风量下降，
压差升高，容易造成炉况难行。如果大量的未燃煤粉黏结于炉墙，就容易造成炉墙结厚而影
响正常生产。

炉顶温度：由于喷吹煤粉使煤气量增加，使得高炉炉顶温度升高。
富氧鼓风对高炉冶炼的影响
产量：高炉富氧的最大效果是增加产量，理论上鼓风中含氧量每提高

1%，将会增产

4.76%。

风口前理论燃烧温度：富氧鼓风可以显著提高风口前的理论燃烧温度。资料显示，当其

他冶炼条件不变时，每提高鼓风中含氧量

1%，理论燃烧温度升高 41

℃。

煤气量及鼓风动能：富氧后因鼓风中氧含量提高，其他气体成分相应降低，使得单位

生铁炉缸煤气量减少，鼓风动能相应降低，有利于边缘发展。

炉顶温度：富氧后，由于鼓风中氧含量提高，单位生铁的耗风量减少，热风带入热量

相对减少，同时单位生铁炉缸煤气发生量减少，软熔带下移，上部热交换区扩大，使得炉
身中上部温度下降，炉顶温度降低。

加快碳素燃烧：碳的气化速度与气相中氧的浓度成正比，氧浓度提高，加快氧向碳表

面传递速度，因而反应速度加快，故富氧鼓风会加快碳素燃烧。

喷吹煤粉与富氧鼓风相结合效果好
从喷吹煤粉与富氧鼓风对高炉冶炼的影响情况可以看出，富氧和喷煤技术有机结合，

相辅相成，可以充分发挥富氧和喷煤各自的优势，形成劣势互补，可产生最大的经济效益。

1）富氧可以提高鼓风中氧的浓度，加速碳素燃烧，提高煤粉燃烧率，改进煤粉燃烧效

率，减少未燃煤粉比例，为大喷煤量提供了必要的保障。

2）富氧可以提高理论燃烧温度，而喷煤使理论燃烧温度降低，二者形成互补，以保证

高炉冶炼所必须保持的理论燃烧温度，保持炉况的顺行稳定。

3）煤气量及炉顶温度形成互补，富氧使单位生铁煤气量减少，炉顶温度降低，而喷吹

煤粉的作用正好相反，二者相辅相成。高富氧率有利于高炉接受高煤量，有利于炉况的稳定
顺行及生产指标的改善。

4）提高喷煤比是高炉生产追求的目标，而煤粉燃烧率及喷煤置换比是限制喷煤量提高

的因素，富氧鼓风为提高喷煤比提供了较好的条件。高富氧的目的在于增加生铁产量和减少
炉腹煤气量，达到高产能、高煤比时炉况的稳定顺行。生产实践证明，

3%~5%的富氧率是实

现

200kg/以上喷煤比的必要条件。

变压吸附制氧技术稳定富氧率
富氧鼓风面临的最大问题是氧气的供应。作为钢铁联合企业，制氧厂生产的氧气首先要

保证炼钢生产，有富余时才供给高炉，有可能造成高炉富氧率不稳定，对高炉炉况的稳定
和喷煤效果的发挥极为不利。江苏省某钢铁企业炼铁厂于

2009 年投产，高炉富氧状况不理

想，由于炼钢的生产能力和炼铁的生产水平不匹配，造成铁水量一座转炉吃不了、两座转炉
不够吃的状况；而制氧的能力在炼钢单炉生产时稍有富余，双炉生产保炼钢都很勉强。高炉
富氧时有时无，对炉况的稳定和喷煤量的提高、喷吹效果的发挥造成极大影响。为了保证喷
煤量和喷吹效果，该厂曾尝试购买液氧，但液氧的成本较高。为确保高炉有一个较高且稳定
的富氧率，为下一步大喷煤量做准备，通过考查论证，他们选择了由北京北大先锋科技有
限公司提供的成套

ZO-4000/90 型变压吸附制氧（VPSA）设备。该设备于 2011 年底投入使

用。生产实践证明，该套设备具有工艺流程简单、投资少、占地面积小、结构紧凑、自动化程度
高、操作灵活方便、成本（能耗）低等优点，且开停机方便、设备性能可靠、故障率低（基本
免维护）。该设备的主要生产指标为：氧气纯度

80%~93%可调、氧气输送压力 MPa

≥0.6、氧

气 温 度

≤ 40℃ 、 氧 气 产 量 5200Nm3/h~4200Nm3/h( 随 纯 度 可 调 ) ， 电 耗 0.36 为