1580M3高炉炼铁工艺设计特点

摘要：高炉炼铁工艺设计采用每一项技术和选用的装备要确保技术成熟先进实用、操作可靠、质量稳定、生产成本低。

关键词：关键词；高炉；工艺；设计

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2013）05-0188-01

1炼铁工艺设计特点

1.1矿槽及槽下系统

采用精料技术，原燃料槽下除生矿及熔剂外全部筛分后入炉，矿槽、焦槽并列式双排布置，矿石、焦炭在槽下采用分散筛分和分散称量工艺，系统采用焦丁回收工艺和烧结矿分级入炉工艺。设置中子测水及称量无限误差补正系统。返矿由皮带运至烧结厂精矿库，当皮带检修时，粉焦、粉矿可临时在粉焦仓、粉矿仓内贮存，定时由汽车运回烧结厂精矿库或烧结燃料仓。槽上设移动除尘车进行除尘。

1.2高炉上料系统

高炉上料采用胶带机上料方式。槽下不设集中称量设施，可以有效减小物料高度落差。在槽下及主皮带扬尘点全面除尘，设置完善的附助设施和完善的液压及设施。为保护上料胶带机及炉顶设备，在槽下胶带运输机上设有大块金属料的检除设施，可自动检除大块磁性金属料，非磁性金属料由人工检除。皮带设有防跑偏、打滑、撕裂、急停等安全保护措施，确保上料胶带正常运行。上料主皮带设有料头料尾信号，即时反应物料的运行情况。

1.3无料钟炉顶装料系统

高炉采用串罐无料钟炉顶装料设备，无料钟炉顶布料灵活，密封性能好，能够提高高炉的炉顶压力从而实现高压操作。采用时间法或重量法调节节流阀的开度大小，控制料流速度，采用两台0-6m紧凑式机械探尺，并设有一台雷达或激光探尺。一次均压采用净煤气，二次均压采用加压净煤气或氮气，均压放散设有旋风除尘及消声器。

1.4高炉炉体系统

高炉炉体包括炉体冷却设备及冷却系统、炉体耐火材料、炉壳及支撑结构，以及炉体附属设备，采用有利于高炉强化冶炼的矮胖炉型以及高炉长寿技术。

（1）高炉炉型：为强化高炉冶炼、改善高炉透气性和煤气化学能的利用，采用了深炉缸、矮胖炉型。

每座高炉设24个风口和2个铁口，不设渣口。

（2）高炉炉体结构。

高炉炉体结构采用自立式框架结构。

（3）高炉内衬。

高炉炉底下部采用高导热石墨质炭砖、上部采用微孔炭砖和超微孔炭砖；炉缸拐角处采用超微孔炭砖砌筑，其余全部采用微孔炭砖砌筑；炉底炭砖上部陶瓷杯采用刚玉莫莱石砖。

高炉采用薄内衬结构。炉身中部冷却壁镶氮化硅结合碳化硅砖。炉身上部镶砖冷却壁采用磷酸浸渍粘土砖。炉腹、炉腰、炉身下部铜冷却壁镶氮化硅结合碳化硅砖，热面喷涂造衬料。

风口、铁口区采用刚玉莫来石质组合砖砌筑。可以提高工作区域的稳定性、密封性。

（4）炉体冷却。

高炉炉体采用软水密闭循环冷却系统，软水系统具有自动排气、自动稳压、自动检漏和自动补水功能，冷却设备采用全冷却壁结构型式。

高炉炉体从炉底到炉身上部共设十四段冷却壁。第一至第三段为灰铸铁光面冷却壁。从炉腹第五段至第七段为铜冷却壁，第四段风口带为光面铸铁冷却壁，炉身中部第八、十一段为双层水冷管镶砖冷却壁，炉身上部十二、十三、十四段为倒扣单层水冷管镶砖冷却壁。冷却壁材质为铁素体基球墨铸铁。冷却壁采用固定、滑动点相结合的特殊固定方式。

（5）炉体监测。

炉体设有完善的冷却壁热流强度、进出水温差在线监测系统及检漏设施。

设有炉底、炉缸耐火材料侵蚀数学模型。

炉顶设置摄像装置。

1.5风口平台及出铁场

设完全平坦化无沙垫层出铁场，储铁式主沟，渣铁沟采用长寿型浇铸沟，完善的除尘系统。

每座高炉采用两个出铁场，两个出铁口，不设渣口，其中每个出铁场设置一个出铁口；采用140t铁水罐车运送铁水，铁渣沟处设有除尘罩。熔渣在炉前冲制水渣，同时在高炉炉台下设置备用干渣坑。

每个出铁场设一台液压泥炮，设一台全液压开铁口机。泥炮、开铁口机同侧布置。

每个出铁场设一台跨度为31.5m、起重量32t/5t的双梁桥式起重机。

出铁场还设有泥炮、开铁口机操作室，泥炮开铁口机液压站，吊装孔等，吊装孔下面设有汽车运输通道，运送炉前材料及清除出铁场垃圾。

出铁场设有一条公路引桥与厂区其它公路相连，以便运送物料和生产、检修备件的车辆及其它机动设备直接抵达出铁场平台，叉车可直接上风口平台环行，运送风口备件及更换风口作业。

出铁场下铁线摆动流咀处设轨道衡，在线称量铁水罐的铁水量。

配备气动残铁口开口机2台，残铁口开口机为可移动式，工作时由吊车吊运至残铁沟一侧的基础上就位，操作完毕后可用吊车撤走，放到出铁场上。

设置一台客货两用电梯，与出铁场平台、炉顶主要平台及热风炉主要平台相连。

1.6热风炉系统

每座高炉配三座KALUGIN顶燃式热风炉，KALUGIN顶燃式热风炉具有以下特点：

采用多烧嘴的环形燃烧器，煤气与助燃空气混合良好，能够保证煤气的完全燃烧，并消除燃烧的脉动现象；

燃烧产生的高温烟气在蓄热室断面上分布均匀，新型的格子砖加热面积大、传热系数高，改善了蓄热室的换热效果，容易实现高风温；

热风炉拱顶、炉墙、格子砖及炉壳受热均匀，提高了热风炉拱顶的高温稳定性；高温区采用硅砖。

采用热风炉废气预热技术，预热助燃空气与煤气，提高热风炉的燃烧温度和热风温度。

KALUGIN顶燃式热风炉的优点：

燃烧器结构简单，火焰短，甚至无焰，消除了烧坏格子砖的弊端。煤气能完全燃烧，且没有脉动现象，燃烧气体在格子砖内分布均匀，热风温度可达1200℃以上，有利于提高热风炉的风温和寿命。燃烧的高温热量不在拱顶，集中在炉顶预混室下的缩口部位，热损失减少，热效率高；顶燃式热风炉燃烧期高温烟气自上而下流动，烟气流动过程向蓄热室传热，在高度方向形成了均匀稳定的温度场分布。热风炉送风期冷风由下向上流动，温度由低变高，这是一种典型的逆向强化换热过程，提高了热效率。又不存在隔墙短路的问题，一代寿命可达30年。由于取消了燃烧室，因此热风炉体积明显减少，钢材和耐火砖用量减少，投资比内燃式热风炉要低10%，热风炉的各阀门均放置在热风炉的一侧，设一个检修框架，利用设置在顶部的一台吊车和下面的电葫芦，可以检修倒所有阀门。新型高温旋流式顶燃式热风炉目前在高炉上得到了越来越多的应用。

设置启动燃烧器、火焰自动检测器、火焰观察孔，作为烧燃器的附属装置。

1.7粗煤气除尘系统

粗煤气采用重力除尘器除尘，系统包括煤气导出管、上升管、下降管、重力除尘器本体、遮断阀，放散阀等。

四根导出管，在上部汇成两根上升管，最后合成一根下降管进入重力除尘器。粗煤气经重力除尘器粗除尘后，煤气含尘量约为6-10g/Nm3。休风时迅速排放煤气，在煤气上升管顶部设有煤气放散阀。

在除尘器上部设有煤气遮断阀及放散阀。

上升管、下降管及重力除尘器内衬砌粘土砖，拐弯处设有铸钢衬板，这样保证其寿命可达30年以上。

干灰的排放和运输采用气力输送和密闭罐车运输工艺，实现全封闭操作，改善操作环境。

1.8煤粉喷吹系统

正常喷煤量：170 kg/t-p。

设备能力：220 kg/t-p。

喷煤设备单机对单炉，每座高炉设置一套喷煤设备。

每座高炉24个风口全部喷煤，喷煤系统按强爆炸性烟煤的安全要求设计。

喷吹方式采用并列式喷吹罐、单喷吹管路加炉前分配器、上出煤浓相输送技术。

喷吹设施由煤粉仓、喷煤罐、喷吹主管、煤粉分配器、喷吹支管、喷枪组成。

为保证喷吹烟煤的安全和可靠，采取有效的防火、防爆措施，例如：系统整体接地消除静电，喷吹罐设有温度、压力等检测仪表，紧急充氮气保护等。

制粉系统按高炉最大喷煤量220 kg/t-p考虑。煤粉制备采用中速磨煤机。

制粉系统为负压操作，制粉干燥所用介质为热风炉废气及烟气炉产生的烟气，干燥气温度为200-300℃。

1.9炉渣处理系统

炉渣处理采用熔渣在炉前冲制水渣，同时在高炉炉台下设置备用干渣坑的渣处理工艺。

改进型图拉法渣处理工艺与因巴法、明特法渣处理工艺比较具有布置紧凑、占地面积小、投资少、能耗小等优点，设计采用改进型图拉法渣处理工艺。

2结语

（1）设计采用精料技术，焦丁回收和烧结矿分级入炉工艺。

（2）设计采用上料能力较大的胶带机上料方式。

（3）采用布料灵活，密封性能好，能够提高高炉的炉顶压力从而实现高压操作的无料钟炉顶装料设备。

（4）在高炉本体设计上采用了高炉软水密闭循环技术，砖壁合一，薄壁内衬技术，铜冷却技术、全炭砖配水冷炉底及陶瓷杯等高炉长寿技术。

（5）设有完全平坦化无沙垫层出铁场，储铁式主沟，渣铁沟采用长寿型浇铸沟，完善的除尘系统。

（6）热风炉采用高风温长寿命的KALUGIN顶燃式热风炉。

（7）高炉喷煤采用并列式喷吹罐、单喷吹管路加炉前分配器、上出煤浓相输送技术。

（8）采用具有布置紧凑、占地面积小、投资少、能耗小等优点的改进型图拉法渣处理工艺。