李麗娜

摘要：高爐煉鐵工藝設(shè)計(jì)采用每一項(xiàng)技術(shù)和選用的裝備要確保技術(shù)成熟先進(jìn)實(shí)用、操作可靠、質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞；高爐；工藝；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198（2013）05-0188-01

1煉鐵工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1礦槽及槽下系統(tǒng)

采用精料技術(shù)，原燃料槽下除生礦及熔劑外全部篩分后入爐，礦槽、焦槽并列式雙排布置，礦石、焦炭在槽下采用分散篩分和分散稱量工藝，系統(tǒng)采用焦丁回收工藝和燒結(jié)礦分級(jí)入爐工藝。設(shè)置中子測(cè)水及稱量無(wú)限誤差補(bǔ)正系統(tǒng)。返礦由皮帶運(yùn)至燒結(jié)廠精礦庫(kù)，當(dāng)皮帶檢修時(shí)，粉焦、粉礦可臨時(shí)在粉焦倉(cāng)、粉礦倉(cāng)內(nèi)貯存，定時(shí)由汽車運(yùn)回?zé)Y(jié)廠精礦庫(kù)或燒結(jié)燃料倉(cāng)。槽上設(shè)移動(dòng)除塵車進(jìn)行除塵。

1.2高爐上料系統(tǒng)

高爐上料采用膠帶機(jī)上料方式。槽下不設(shè)集中稱量設(shè)施，可以有效減小物料高度落差。在槽下及主皮帶揚(yáng)塵點(diǎn)全面除塵，設(shè)置完善的附助設(shè)施和完善的液壓及潤(rùn)滑設(shè)施。為保護(hù)上料膠帶機(jī)及爐頂設(shè)備，在槽下膠帶運(yùn)輸機(jī)上設(shè)有大塊金屬料的檢除設(shè)施，可自動(dòng)檢除大塊磁性金屬料，非磁性金屬料由人工檢除。皮帶設(shè)有防跑偏、打滑、撕裂、急停等安全保護(hù)措施，確保上料膠帶正常運(yùn)行。上料主皮帶設(shè)有料頭料尾信號(hào)，即時(shí)反應(yīng)物料的運(yùn)行情況。

1.3無(wú)料鐘爐頂裝料系統(tǒng)

高爐采用串罐無(wú)料鐘爐頂裝料設(shè)備，無(wú)料鐘爐頂布料靈活，密封性能好，能夠提高高爐的爐頂壓力從而實(shí)現(xiàn)高壓操作。采用時(shí)間法或重量法調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開(kāi)度大小，控制料流速度，采用兩臺(tái)0-6m緊湊式機(jī)械探尺，并設(shè)有一臺(tái)雷達(dá)或激光探尺。一次均壓采用凈煤氣，二次均壓采用加壓凈煤氣或氮?dú)?，均壓放散設(shè)有旋風(fēng)除塵及消聲器。

1.4高爐爐體系統(tǒng)

高爐爐體包括爐體冷卻設(shè)備及冷卻系統(tǒng)、爐體耐火材料、爐殼及支撐結(jié)構(gòu)，以及爐體附屬設(shè)備，采用有利于高爐強(qiáng)化冶煉的矮胖爐型以及高爐長(zhǎng)壽技術(shù)。

（1）高爐爐型：為強(qiáng)化高爐冶煉、改善高爐透氣性和煤氣化學(xué)能的利用，采用了深爐缸、矮胖爐型。

每座高爐設(shè)24個(gè)風(fēng)口和2個(gè)鐵口，不設(shè)渣口。

（2）高爐爐體結(jié)構(gòu)。

高爐爐體結(jié)構(gòu)采用自立式框架結(jié)構(gòu)。

（3）高爐內(nèi)襯。

高爐爐底下部采用高導(dǎo)熱石墨質(zhì)炭磚、上部采用微孔炭磚和超微孔炭磚；爐缸拐角處采用超微孔炭磚砌筑，其余全部采用微孔炭磚砌筑；爐底炭磚上部陶瓷杯采用剛玉莫萊石磚。

高爐采用薄內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。爐身中部冷卻壁鑲氮化硅結(jié)合碳化硅磚。爐身上部鑲磚冷卻壁采用磷酸浸漬粘土磚。爐腹、爐腰、爐身下部銅冷卻壁鑲氮化硅結(jié)合碳化硅磚，熱面噴涂造襯料。

風(fēng)口、鐵口區(qū)采用剛玉莫來(lái)石質(zhì)組合磚砌筑?？梢蕴岣吖ぷ鲄^(qū)域的穩(wěn)定性、密封性。

（4）爐體冷卻。

高爐爐體采用軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)，軟水系統(tǒng)具有自動(dòng)排氣、自動(dòng)穩(wěn)壓、自動(dòng)檢漏和自動(dòng)補(bǔ)水功能，冷卻設(shè)備采用全冷卻壁結(jié)構(gòu)型式。

高爐爐體從爐底到爐身上部共設(shè)十四段冷卻壁。第一至第三段為灰鑄鐵光面冷卻壁。從爐腹第五段至第七段為銅冷卻壁，第四段風(fēng)口帶為光面鑄鐵冷卻壁，爐身中部第八、十一段為雙層水冷管鑲磚冷卻壁，爐身上部十二、十三、十四段為倒扣單層水冷管鑲磚冷卻壁。冷卻壁材質(zhì)為鐵素體基球墨鑄鐵。冷卻壁采用固定、滑動(dòng)點(diǎn)相結(jié)合的特殊固定方式。

（5）爐體監(jiān)測(cè)。

爐體設(shè)有完善的冷卻壁熱流強(qiáng)度、進(jìn)出水溫差在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及檢漏設(shè)施。

設(shè)有爐底、爐缸耐火材料侵蝕數(shù)學(xué)模型。

爐頂設(shè)置攝像裝置。

1.5風(fēng)口平臺(tái)及出鐵場(chǎng)

設(shè)完全平坦化無(wú)沙墊層出鐵場(chǎng)，儲(chǔ)鐵式主溝，渣鐵溝采用長(zhǎng)壽型澆鑄溝，完善的除塵系統(tǒng)。

每座高爐采用兩個(gè)出鐵場(chǎng)，兩個(gè)出鐵口，不設(shè)渣口，其中每個(gè)出鐵場(chǎng)設(shè)置一個(gè)出鐵口；采用140t鐵水罐車運(yùn)送鐵水，鐵渣溝處設(shè)有除塵罩。熔渣在爐前沖制水渣，同時(shí)在高爐爐臺(tái)下設(shè)置備用干渣坑。

每個(gè)出鐵場(chǎng)設(shè)一臺(tái)液壓泥炮，設(shè)一臺(tái)全液壓開(kāi)鐵口機(jī)。泥炮、開(kāi)鐵口機(jī)同側(cè)布置。

每個(gè)出鐵場(chǎng)設(shè)一臺(tái)跨度為31.5m、起重量32t/5t的雙梁橋式起重機(jī)。

出鐵場(chǎng)還設(shè)有泥炮、開(kāi)鐵口機(jī)操作室，泥炮開(kāi)鐵口機(jī)液壓站，吊裝孔等，吊裝孔下面設(shè)有汽車運(yùn)輸通道，運(yùn)送爐前材料及清除出鐵場(chǎng)垃圾。

出鐵場(chǎng)設(shè)有一條公路引橋與廠區(qū)其它公路相連，以便運(yùn)送物料和生產(chǎn)、檢修備件的車輛及其它機(jī)動(dòng)設(shè)備直接抵達(dá)出鐵場(chǎng)平臺(tái)，叉車可直接上風(fēng)口平臺(tái)環(huán)行，運(yùn)送風(fēng)口備件及更換風(fēng)口作業(yè)。

出鐵場(chǎng)下鐵線擺動(dòng)流咀處設(shè)軌道衡，在線稱量鐵水罐的鐵水量。

配備氣動(dòng)殘鐵口開(kāi)口機(jī)2臺(tái)，殘鐵口開(kāi)口機(jī)為可移動(dòng)式，工作時(shí)由吊車吊運(yùn)至殘鐵溝一側(cè)的基礎(chǔ)上就位，操作完畢后可用吊車撤走，放到出鐵場(chǎng)上。

設(shè)置一臺(tái)客貨兩用電梯，與出鐵場(chǎng)平臺(tái)、爐頂主要平臺(tái)及熱風(fēng)爐主要平臺(tái)相連。

1.6熱風(fēng)爐系統(tǒng)

每座高爐配三座KALUGIN頂燃式熱風(fēng)爐，KALUGIN頂燃式熱風(fēng)爐具有以下特點(diǎn)：

采用多燒嘴的環(huán)形燃燒器，煤氣與助燃空氣混合良好，能夠保證煤氣的完全燃燒，并消除燃燒的脈動(dòng)現(xiàn)象；

燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谛顭崾覕嗝嫔戏植季鶆?，新型的格子磚加熱面積大、傳熱系數(shù)高，改善了蓄熱室的換熱效果，容易實(shí)現(xiàn)高風(fēng)溫；

熱風(fēng)爐拱頂、爐墻、格子磚及爐殼受熱均勻，提高了熱風(fēng)爐拱頂?shù)母邷胤€(wěn)定性；高溫區(qū)采用硅磚。

采用熱風(fēng)爐廢氣預(yù)熱技術(shù)，預(yù)熱助燃空氣與煤氣，提高熱風(fēng)爐的燃燒溫度和熱風(fēng)溫度。

KALUGIN頂燃式熱風(fēng)爐的優(yōu)點(diǎn)：

燃燒器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，火焰短，甚至無(wú)焰，消除了燒壞格子磚的弊端。煤氣能完全燃燒，且沒(méi)有脈動(dòng)現(xiàn)象，燃燒氣體在格子磚內(nèi)分布均勻，熱風(fēng)溫度可達(dá)1200℃以上，有利于提高熱風(fēng)爐的風(fēng)溫和壽命。燃燒的高溫?zé)崃坎辉诠绊敚性跔t頂預(yù)混室下的縮口部位，熱損失減少，熱效率高；頂燃式熱風(fēng)爐燃燒期高溫?zé)煔庾陨隙铝鲃?dòng)，煙氣流動(dòng)過(guò)程向蓄熱室傳熱，在高度方向形成了均勻穩(wěn)定的溫度場(chǎng)分布。熱風(fēng)爐送風(fēng)期冷風(fēng)由下向上流動(dòng)，溫度由低變高，這是一種典型的逆向強(qiáng)化換熱過(guò)程，提高了熱效率。又不存在隔墻短路的問(wèn)題，一代壽命可達(dá)30年。由于取消了燃燒室，因此熱風(fēng)爐體積明顯減少，鋼材和耐火磚用量減少，投資比內(nèi)燃式熱風(fēng)爐要低10%，熱風(fēng)爐的各閥門均放置在熱風(fēng)爐的一側(cè)，設(shè)一個(gè)檢修框架，利用設(shè)置在頂部的一臺(tái)吊車和下面的電葫蘆，可以檢修倒所有閥門。新型高溫旋流式頂燃式熱風(fēng)爐目前在高爐上得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。

設(shè)置啟動(dòng)燃燒器、火焰自動(dòng)檢測(cè)器、火焰觀察孔，作為燒燃器的附屬裝置。

1.7粗煤氣除塵系統(tǒng)

粗煤氣采用重力除塵器除塵，系統(tǒng)包括煤氣導(dǎo)出管、上升管、下降管、重力除塵器本體、遮斷閥，放散閥等。

四根導(dǎo)出管，在上部匯成兩根上升管，最后合成一根下降管進(jìn)入重力除塵器。粗煤氣經(jīng)重力除塵器粗除塵后，煤氣含塵量約為6-10g/Nm3。休風(fēng)時(shí)迅速排放煤氣，在煤氣上升管頂部設(shè)有煤氣放散閥。

在除塵器上部設(shè)有煤氣遮斷閥及放散閥。

上升管、下降管及重力除塵器內(nèi)襯砌粘土磚，拐彎處設(shè)有鑄鋼襯板，這樣保證其壽命可達(dá)30年以上。

干灰的排放和運(yùn)輸采用氣力輸送和密閉罐車運(yùn)輸工藝，實(shí)現(xiàn)全封閉操作，改善操作環(huán)境。

1.8煤粉噴吹系統(tǒng)

正常噴煤量：170 kg/t-p。

設(shè)備能力：220 kg/t-p。

噴煤設(shè)備單機(jī)對(duì)單爐，每座高爐設(shè)置一套噴煤設(shè)備。

每座高爐24個(gè)風(fēng)口全部噴煤，噴煤系統(tǒng)按強(qiáng)爆炸性煙煤的安全要求設(shè)計(jì)。

噴吹方式采用并列式噴吹罐、單噴吹管路加爐前分配器、上出煤濃相輸送技術(shù)。

噴吹設(shè)施由煤粉倉(cāng)、噴煤罐、噴吹主管、煤粉分配器、噴吹支管、噴槍組成。

為保證噴吹煙煤的安全和可靠，采取有效的防火、防爆措施，例如：系統(tǒng)整體接地消除靜電，噴吹罐設(shè)有溫度、壓力等檢測(cè)儀表，緊急充氮?dú)獗Ｗo(hù)等。

制粉系統(tǒng)按高爐最大噴煤量220 kg/t-p考慮。煤粉制備采用中速磨煤機(jī)。

制粉系統(tǒng)為負(fù)壓操作，制粉干燥所用介質(zhì)為熱風(fēng)爐廢氣及煙氣爐產(chǎn)生的煙氣，干燥氣溫度為200-300℃。

1.9爐渣處理系統(tǒng)

爐渣處理采用熔渣在爐前沖制水渣，同時(shí)在高爐爐臺(tái)下設(shè)置備用干渣坑的渣處理工藝。

改進(jìn)型圖拉法渣處理工藝與因巴法、明特法渣處理工藝比較具有布置緊湊、占地面積小、投資少、能耗小等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用改進(jìn)型圖拉法渣處理工藝。

2結(jié)語(yǔ)

（1）設(shè)計(jì)采用精料技術(shù)，焦丁回收和燒結(jié)礦分級(jí)入爐工藝。

（2）設(shè)計(jì)采用上料能力較大的膠帶機(jī)上料方式。

（3）采用布料靈活，密封性能好，能夠提高高爐的爐頂壓力從而實(shí)現(xiàn)高壓操作的無(wú)料鐘爐頂裝料設(shè)備。

（4）在高爐本體設(shè)計(jì)上采用了高爐軟水密閉循環(huán)技術(shù)，磚壁合一，薄壁內(nèi)襯技術(shù)，銅冷卻技術(shù)、全炭磚配水冷爐底及陶瓷杯等高爐長(zhǎng)壽技術(shù)。

（5）設(shè)有完全平坦化無(wú)沙墊層出鐵場(chǎng)，儲(chǔ)鐵式主溝，渣鐵溝采用長(zhǎng)壽型澆鑄溝，完善的除塵系統(tǒng)。

（6）熱風(fēng)爐采用高風(fēng)溫長(zhǎng)壽命的KALUGIN頂燃式熱風(fēng)爐。

（7）高爐噴煤采用并列式噴吹罐、單噴吹管路加爐前分配器、上出煤濃相輸送技術(shù)。

（8）采用具有布置緊湊、占地面積小、投資少、能耗小等優(yōu)點(diǎn)的改進(jìn)型圖拉法渣處理工藝。