2.2氧气高炉节能的基本概念

　　与先前的氧气高炉相比较，为了加强能源节约，节能氧气高炉已经有如下改善：

　　(1)聚焦于高生产率特征的氧气高炉，在保持相同生铁生产率同时减小了内部空间。

　　(2)直接还原率的降低，轮廓尺寸的降低能有效降低上部炉体的负荷，弱化半径方向上的不均匀性，这就意味着负载材料要求的高强度能够降低。

　　(3)在小尺寸的氧气高炉中，通过降低高炉直径尺寸来减少天然气的输送，从而改善了还原效率，高生产率下高炉的热损失也能够减小。

　　3、炼铁过程的能量消耗和能量流动

　　先期的氧气高炉在高炉中大量注入粉煤，焦煤的输入能量明显降低，可见尽可能的用粉煤代替焦煤有利于节能。然而，先期氧气高炉中的能量需求是 19.91GJ/thm，这个明显要比传统高炉的17.28GJ/thm大。这主要是由于冷氧气和大量粉煤的注入，尽管焦比下降了，但是氧气的消耗量升高了。尤其产生氧气的能量消耗对能量输入增加有很大的影响。

　　此外，在高炉中通过鼓风口注入高炉煤气去控制火焰温度的方法对能量消耗有消极影响。从经济学的观点来看，先前氧气高炉有利于抑制焦比和增加高炉煤气产量，然而在节能上有消极影响。

　　为了在炼铁过程中达到节能的效果，必须调整氧气高炉运行和充分利用氧气高炉的特性来促进节能。以能源节约型氧气高炉为基础的炼钢过程中，材料强度极限降低的节约能源占比为10%。焦煤、粉煤、天然气和其他原料的能量输入分别为10.91GJ/thm、7.52GJ/thm、2.29GJ/thm和 0.46GJ/thm，总共的能量输入为21.18GJ/thm，这比先期的氧气高炉低7.2%，比传统高炉低4.2%。在能量节约型氧气高炉中，通过注入天然气去控制回旋区的火焰温度。

　　天然气的注入便于焦炭的高替代率。能源节约型氧气高炉中的能量流入是18.55GJ/thm，这比先期的氧气高炉低。此外，可以在其它的工序中获得进一步节约能源的效果，例如焦炼炉、烧结机和电厂，焦炼炉中焦炉煤气消耗、烧结机中焦粉的消耗和电厂的焦炉煤气的消耗降低了10%。

　　除了节能以外，还要把注意力放在碳输入上，并作为一个重要的评估指标，因为它直接关系到钢铁厂的碳排放。在节能型氧气高炉中，碳输入降低同时供应到下游工序的能量增加，因为来源于粉煤的CO气体被来源于富含氢的天然气的H2代替，而碳消耗被抑制。

　　通过降低高炉轮廓尺寸能够减轻负载强度而获得节能效果，从而能够进一步降低碳输入。尽管最优的运行条件依赖于节能和CO2减排的情况(归因于氧气高炉的特点)，但是注入高热值的富含氢的气体(例如天然气)对降低碳输入和确保下游工序能量供应都有帮助。