128高炉炼铁工艺方案

128高炉炼铁工艺方案1.炼铁系统概述新建128m3高炉，主体车间包括车间内部原、燃料贮运、上料系统、炉顶装料设备、热风炉系统、炉体系统、风口平台、出铁场、粗煤气处理等。还设有鼓风机站、煤气干法除尘、槽上和地沟除尘等辅助工段。炉渣实行轮法或水冲渣处理。本次设计的指导思想是：根据的生产条件和技术上的可能，力求达到较好的技术效果，实现高产、优质、低耗、长寿的目的。设计中本着先进、可靠、实用的原则，认真地吸收采用国内128m3高炉上行之有效、实用的新技术新工艺等。为了达到高炉“高产、优质、低耗、长寿”的目的，工艺设计主要围绕“精、灵、高、准、长、净”等方向进行工作。即精料，入炉原料含粉率≤5％，入炉原料重量误差1%；炉顶装料设备布料灵活；较高的炉顶压力，较高的风温水平；准确的计量、必要的检测手段；较长的炉体寿命，稳定的热风炉结构，确保高炉炉龄6年以上；“三废”综合治理，较洁净的环境条件。为达到上述要求，相应采取的主要技术措施和选用的主要工艺设备是：烧结矿、原块矿、焦炭全部筛分入炉，采用双钟炉顶空转螺旋布料器或谢式炉顶。如果采用双钟炉顶,为提高大小钟、斗的耐磨性，大小料钟、斗的接触面采用浸润碳化钨处理。供料、上料和炉顶装料设备全系统采用计算机控制。热风炉型式为球式热风炉，助燃空气预热到200℃，热风炉采用自动控制，实现自动换炉等。高炉炉体采用工业水冷却，冷却设备的材质和结构型式均相应采取一系列措施。炉缸、炉底采用自焙炭块－一级高铝复合炉衬,水冷炉底，并对各部分温度分布埋热电偶检测。高炉、热风炉采用两级计算机集散系统，取消常规仪表，实现数据自动处理，自动打印。槽上原料系统和槽下、上料系统设置布袋除尘设施，高炉冷风放风阀设置消音器，使排放气体的含尘量和噪音值控制在国家标准以内。1.1.128m3高炉设计主要技术经济指标128m3高炉设计主要经济技术指标序号项目单位指标备注1高炉有效容积m31282年平均利用系数t/m3d3.53年平均冶炼强度t/m3d1.9251:24入炉焦比kg/t-Fe5505烧结矿使用率%90～956渣铁比kg/t4607综合矿入炉品位%608炉顶煤气压力kPa609混合煤气CO2含量％1810风温水平℃1100～115011年工作日日35012高炉一代寿命年6～8年1.2.规模及物料平衡1×128m3高炉年产炼钢生铁17万t/年,主要物料平衡如下计算单位：万t/年1.3.产品及副产品1.3.1.生铁高炉炉容128m3，设计利用系数3.5t/m3.d，年产炼钢生铁15万吨。1.3.2.副产品高炉生产的炉渣在炉前全部冲制成水渣，年产水渣约7.82万吨（含水率15％）烧结矿球团熔剂30.60.27碎焦焦炭7.481×128m3高炉返矿煤气铁水水渣3.56～3.9×104157.82Nm3/h1:3高炉年煤气发生量约3.56～3.9万Nm3/h，热风炉烧炉自用约15000Nm3/h，其余2.06～2.5万Nm3/h，可供厂内其它用户使用。1.4.主要原燃料及消耗量1.4.1.主要原料精料是高炉强化冶炼，稳产、高产的基础，获得良好经济效益的保证。烧结矿二元碱度R＝1.6～1.8，烧结矿粒度为5－50mm，其中5mm粉未5%，50mm的粒级10%，温度100℃。128m3高炉保证95~100％左右的熟料率，年耗烧结矿、原块矿40万吨以上。高碱度烧结矿占90~95%，酸性原块矿矿占5~10%，稍加块矿作为调剂。1.4.2.主要原燃料性能高炉使用的原料是烧结矿、原块矿矿、块矿、石灰石、石英石、焦炭。高炉使用的烧结矿、原块矿矿为中加生产。块矿为进口矿。烧结矿、原块矿矿和块矿的综合入炉品位为57%。高炉用燃料为焦化厂自产焦炭。高炉所用燃料的化学成份和理化性能见附表。高炉原料化学成份成份品名原料化学成份（％）TfeFeOSiO2CaOAl2O3MgOMnOPS转鼓烧结矿600.636.7510.883.000.03786原块矿矿610.626.762.301.570.03块矿59.754.692.920.025石灰石1.9150.801.99矽石91.05焦炭性能指标：焦炭强度：M4083%；M1010%；灰分≤12.5%;S%≤0.6%;固定碳85%；粒度范围20－70mm。1.4.3.主要原燃料消耗量各种原燃料使用量（入炉量）原燃料名称单位耗量矿石Kg/t-Fe1660其中：烧结矿Kg/t-Fe1328原块矿矿Kg/t-Fe3002:4块矿Kg/t-Fe32焦炭Kg/t-Fe550石灰石Kg/t-Fe10－151.4.4.辅助材料消耗吨铁辅助材料消耗见下表：序号名称单位及数量备注1炮泥、沟泥3.5Kg/t-Fe由碾泥机生产2焦粉1.0Kg/t-Fe3河沙4Kg/t-Fe4生粘土1.5Kg/t-Fe5耐火砖1.0Kg/t-Fe修铁水罐用1.4.5.动力消耗序号项目单位耗量1工业净化水、炉体、热风炉冷却用水m3/t-Fe342电（不含风机用电）KWh/t-Fe303蒸汽m3/t-Fe304氧气m3/t-Fe35压缩空气m3/t-Fe56鼓风m3/t-Fe13527煤气m3/t-Fe9132.高炉车间各系统工艺和设备2.1.高炉本体1）高炉内型高炉内型的设计指导思想是：既有利于高炉强化冶炼，又希望炉内煤气能量得到充分的利用。炉型的特点是多风口，适当矮胖，具体内型尺寸如下：高炉内型尺寸表2:5序号项目符号单位设计值123456789101112131415有效容积炉缸直径炉腰直径炉喉直径有效高度死铁层高度炉缸高度炉腹高度炉腰高度炉身高度炉喉高度炉腹角炉身角炉缸截面积风口数目VudDd1Huh0h1h2h3h4h5аβAFm3mmmmmmmmmmmmmmmmmmmm度度m2个128345043002600139604502410240012506300130081°34′23″84°26′12″82）炉体结构炉体为“自立式”结构，炉顶各层平台的荷载通过高炉炉壳传给基础，炉体设置多层操作平台，上、下分两路走梯，分别与各层平台相通。3）高炉内衬（1）炉底炉底采用自焙炭块－一级高铝炉衬，水冷炉底。十多年来，自焙炭砖已在我国几十座高炉上应用，并在2500m3高炉上相继推广。同时，这样炉衬结构型式，可以满足中小高炉强化冶炼的要求，维持较高的炉衬寿命，具有耐高温，导热性能好，内层保温作用好，3:6高温强度高，抗渣、铁侵蚀作用强等优点。（2）炉缸风口中心线以下500mm处外砌自焙炭块，内衬一级高铝。一级高铝，铁口部位为组合砖。(3)炉腹靠冷却壁砌－层厚度为345mm的高铝砖。(4)炉腰砌体材质，厚度与炉腹相同。（5）炉身炉身下部冷却壁处，砌体材质，厚度与炉腹、炉腰相同。炉身上部砌体材质为高铝砖，厚度为575mm，炉壳处喷涂厚度为50mm的喷涂料。4）炉体冷却影响炉体寿命长短的因素很多，其中炉体冷却水质是关键因素之一。128m3高炉采用工业水开路循环冷却，而与原高炉共建一新循环泵站。为改善冷却水质、提高冷却效果、延长冷却设备的使用寿命。在循环泵站的水池内采取加药软化处理的方案，以改善水质。炉体冷却系统的供水地面压力为0.4Mpa。冷却水由供水直管输送至炉台下，通过滤水器过滤后分别与炉台上供给高炉本体冷却壁用水的环管相通，冷却壁内水管每段横向串联，炉缸、炉底的冷却壁除风、渣、铁口处采用单进单出外，其余均为两块串联，炉腹，炉腰处冷却壁采用两块串联，炉身下部的冷却壁采用三块串联。炉底水冷却采用单管可调式有压供水。5）附属设备炉体附属设备主要是：风口送风装置，条形炉喉钢砖，煤气取样器。风口送风装置采用带法兰式的风口大套，煤气取样仍采取人工取样。2.2.炉体检测与控制炉体检测包括炉衬温度、炉底温度、炉基温度的测量等，为炉体维护炉体设备保护提供信息。3.上料系统本系统包括槽下供料、上料、炉顶放料三个部分3:73.1.料批组成和上料批重的选取料批组成每批料最多由六车组成，一次或两次装入炉内（矿、焦分开）料批组成基本有：(a)oocc↓或ccoo↓(b)ooo↓ccc↓或ccc↓ooo↓(c)ooo↓cc↓或cc↓ooo(d)oo↓ccc↓或ccc↓oo注：o表示矿石，c表示焦炭3.2.设备特性（1）供料系统该系统的设备配置及工艺特点如下：矿、焦槽的配置，采用2个焦仓，2个矿仓。矿焦槽设置数量，容积及时间如下表：矿焦槽设置数量，容积及时间炉料名称数量（个）有效容积贮存时间（h）单个总容积焦炭212烧结矿212原块矿17杂矿1（2）槽下供配料工艺流程及其特点：供焦系统：焦炭槽内的焦炭经焦槽流咀到焦仓下振动筛筛分后，合格焦炭直接进入有效容积为1.8m3的焦炭称量漏斗内，然后经一条800mm宽皮带运输机运到料坑漏斗，筛分后的焦粉由筛下的碎焦斗运走。烧结矿及块矿系统：矿槽下设有一条B＝800mm供矿皮带运输机，一条B＝650mm的返矿皮带运输机。杂矿仓下设有1个仓咀，设1台振动筛和1台中间称量斗，称量斗有效容积为1.8m3。杂矿经过振动筛和称量斗，供料皮带机送入料坑矿石漏斗。3:8烧结矿上料系统采用分仓筛粉方案，每个烧结矿槽下1个流咀和1台振动筛。烧结矿经振动筛，筛上的成品矿通过皮带机进入受料斗，皮带机运输到料坑内的矿石漏斗。筛下的返矿经返矿皮带机送往返矿中间仓，最后汽车将返矿送往烧结厂。槽下除尘烧结矿、原块矿矿、块矿、熔剂矿槽上仓采取半密封状态，仅留落料口。各烧结矿槽、焦炭槽下的给料机口，皮带机头，振动筛，称量斗，矿石漏斗以及料车坑等各扬尘点均设置抽尘罩进行强力抽尘，使环境得到根本改善。（3）上料系统采用单料车斜桥上料，料车有效容积1.8m3，斜桥角度53°37′41″。主卷扬机室设在斜桥下方，地沟操作室在料仓一侧。（a）上料能力高炉上料批数按N＝Vu.K.C/Q计算式中：Vu－高炉有效容积。K－高炉利用系数C－焦比Q－焦炭批重料车运行一次时间为51秒，料车卷扬系统作业率为66.7％。（b）料车卷扬机的主要性能最大钢绳速度1.23m/s；卷筒直径：1000mm；钢绳直径：28mm配用电机：75KW（4）炉顶系统128m3高炉炉顶装料设备采用大小料钟，用电动复合卷扬机驱动，布料采用空转螺旋布料器，这种装料设备在国内许多厂家的128m3级的高炉上已广泛应用，使用效果比较可靠。128m3高炉炉顶装料设备由固定受料斗，园筒受料斗，空转布料器，小料钟、斗，大料钟、斗等组成。这种炉顶设备密封性能较好，尤其是空转螺旋布料器，其密封性能明显优于马基式布料器，且重量轻，操作比较灵活。为提高大小钟的密封性能和耐磨性能，在大小钟、5:9斗的接触面采有浸润碳化钨处理，在大料钟的落料面堆焊了硬质合金。该炉顶设备可以满足高炉0.05-0.07Mpa的小高压操作要求，且经过特殊处理的大钟寿命较长，根据安钢炼铁厂128m3高炉的使用经验，大钟寿命可达5－6年。且维护检修方便，更换一次大钟，一般需5天时间，更换小钟仅需8－10个小时。4.风口平台与出铁场高炉采用一个铁口两个渣口，8个风口，风口平台及出铁场上设有高炉控制室，炉前设备液压站，泥炮操作室，工人休息室等构筑物。出铁场上主铁沟坡度8％，支铁沟坡度5％，炉前采用水冷砂口，布置35吨铁水罐位2个。为了使炉前工作适应强化冶炼，小高压操作的要求，保证炉前作业安全顺利的进行，改善炉前的操作环境，选用了如下炉前设备：①矮式液压泥炮、泥缸有效容积0.06m3，推力为75t。②液压堵渣机③液压开铁口机④修补渣铁沟用电动打夯机。⑤炉前配一台双梁吊车（5t）⑥热风围管下部至出铁场设一台1t环梁手拉葫芦。铁水罐、渣罐上方设有抽尘罩，基本上能够抽除高炉出铁、出渣时产生的烟尘，炉前的劳动环境会得到一定的改善。炉前使用的炮泥，铺沟料等物料采用汽车运至炉台下，然后用吊车运至出铁场及风口平台上。5.热风炉部分5.1.平面布置热风炉布置形式采用并列式或一列式，设置2座热风炉。其结构形式采用改造型球式热风炉。设置助燃空气预热器，预热温度达到150℃以上，设计风温1100—1150℃。热风炉寿命与高炉同步，3-4年更换一次蓄热球。为了装卸球运输的要求，烟囱