安钢炼铁厂高炉工艺简介

炼铁厂高炉系统工艺简介安阳钢铁集团股份有限公司杨方安钢炼铁厂承担着为炼钢厂提供优质铁水的任务。为了节能环保，淘汰落后产能，炼铁厂去年淘汰了5座350m3小高炉。现有高炉5座，其中1#高炉有效容积2200m3，2#高炉有效容积2800m3，3#高炉有效容积4800m3，4#、5#高炉有效容积450m3。1、简介2、工艺流程4800m3高炉工艺布置图3、主要工艺参数序号项目单位1#2#3#1有效容积m32200280048002利用系数t/(m3·d)2.362.32.33焦比kg/t铁3503153054煤比kg/t铁1691802005富氧率5.10%4.90%4%6熟料率95%86%91%7烧结矿配比80%73.30%75%8球团矿配比15%13%16%9块矿配比4.50%13.60%9%10入炉矿品位55.91%55.47%59.20%12入炉风量m3/min42005800700013热风温度℃11851250125014炉顶温度℃150～260150～260150～25015炉顶压力Mpa0.210.220.2516渣铁比kg/t36836531017日产生铁t520065001091818年产生铁万t1872373824、主要工艺系统1）矿焦槽系统2）上料系统3）炉顶系统4）煤气净化系统5）炉体系统6）出铁场系统7）炉渣处理系统8）送风系统9）制粉喷吹系统10）除尘系统4.1矿焦槽系统1#、2#高炉，矿、焦槽单独设置，各用一条运输胶带机（供矿皮带和供焦皮带），共用一条上料主皮带，构成两个独立、并列的系统。矿焦槽系统由矿槽、焦槽、给料筛分及称量设备、胶带运输机、烧结及球团矿返矿仓、矿石焦炭除铁器、碎焦分级及焦丁回收系统、通风除尘设施、液压站及润滑系统等组成。4.1矿焦槽系统4#、5#高炉，矿、焦槽单独设置，矿石筛分后经皮带机运输到两个矿石集中斗，焦炭由焦槽直接进入焦炭集中斗，称量后装入料车，然后运至高炉炉顶设备。3#高炉，矿、焦槽呈双排布置，不设中间斗，矿石、焦炭在槽下筛分称量后共用一条胶带机运入上料主胶带输送机，然后运至高炉炉顶设备。4.2上料系统1#、2#、3#高炉采用皮带机上料，根据高炉装料指令，矿石和焦炭分别经称量斗称量后落入槽下胶带机，然后运至上料主胶带机，送入高炉炉顶装料设备。4#、5#高炉采用料车上料，矿石和焦炭分别经称量斗称量后落入集中斗，然后放入料车，送入高炉炉顶装料设备。4.2上料系统监测及安全保护：上料主皮带机设置各种控制和监视装置、安全保护装置。如：设有拉紧装置和防跑偏、防撕裂、防打滑、防堵料报警、安全拉绳开关装置。在上料胶带机头部设置了摄像头，信号送中控室。4.3炉顶系统1#、2#、4#、5#高炉采用串罐无料钟炉顶。4.3炉顶系统3#高炉采用新型并罐无料钟炉顶。4.3炉顶系统无钟炉顶具有良好的高压密封性能，灵活的布料手段，能使高炉充分利用煤气能，保持高炉顺行；同时运行可靠，易损部件少，检修方便快捷。可实现：定点布料，环形布料，扇形布料，螺旋布料。4.4煤气净化系统450m3高炉采用重力除尘器+干式布袋除尘净化煤气；2000m3级高炉采用重力除尘器+湿式比肖夫净化煤气；4800m3高炉采用旋风除尘器+全干式布袋除尘净化煤气。4.4煤气净化系统2000m3级高炉湿式比肖夫煤气净化系统流程图：高炉煤气重力除尘器比肖夫TRT系统旁通快开净煤气管网4.4煤气净化系统4000m3高炉全干式煤气净化系统流程图：高炉煤气旋风除尘器布袋除尘器TRT系统减压阀组净煤气管网4.4煤气净化系统高炉粗煤气除尘系统由煤气导出管、上升管、下降管、重力除尘器及检修设施等构成。从重力除尘器来的粗煤气，干法进入布袋除尘器进行净化处理，湿法进入毕肖夫洗涤塔，除尘后的净煤气经TRT（或调压阀组）后，送往厂区净煤气总管。4.4煤气净化系统布袋除尘器4800高炉布袋除尘系统共设置16个直径6.0m的布袋除尘器，采用双排并联对称布置，由整体框架支撑。煤气主管采用分段变径，使煤气匀速进入各个布袋除尘器。每个除尘器内装425条布袋，每条布袋的直径160mm，长度7.0m，单筒过滤面积约1495m。4.4煤气净化系统4.4煤气净化系统TRT是将高炉炉顶有压煤气的压力能通过余压透平装置回收、并将其转化成电能的装置，是一项既不消耗燃料、又无污染的环保型节能措施。该装置具有以下三种功能：1)利用高炉煤气余压发电;2)利用透平的可调静叶控制高炉炉顶煤气压力;3)对煤气降温;TRT要考虑与高炉的匹配，使TRT的能量回收达到最大化。4.4煤气净化系统喷淋塔高炉煤气4.5炉体系统高炉本体由炉体框架平台、炉壳、冷却设备、耐火内衬、冷却水系统、附属设备及检测仪表等构成。4.5炉体系统4.5.1高炉内型h0—死铁层高度h1—炉缸高度h2—炉腹高度h3—炉腰高度h4—炉身高度h5—炉喉高度d—炉缸直径d1—炉喉直径D—炉腰直径α—炉腹角β—炉身角高炉有效高度：Hu=h1+h2+h3+h4+h5；高炉有效容积：Vu=V1+V2+V3+V4+V5；4.5炉体系统项目单位1#2#3#有效容积Vum3220028004747炉缸直径dmm106001160014200炉腰直径Dmm120001300016300炉喉直径d1mm7900840010500死铁层高度h0mm210024003600炉缸高度h1mm450049005400炉腹高度h2mm350035004500炉腰高度h3mm185020002100炉身高度h4mm160001750017800炉喉高度h5mm200020002000有效高度Humm278502990031800炉腹角α78°41’24”78°41’24”76.866°炉身角β82°41’56”82°30’45”81.824°高径比Hu/D2.322.31.95风口数个283038铁口数个334高炉内型参数4.5炉体系统1）高径比：高炉越大，Hu/D越小，有利于改善高炉透气性和减轻对高质量焦炭的过分依赖。2）炉腰直径和炉腹角：厚壁和薄壁高炉内型尺寸差别仅在炉腰直径，随着高炉内衬的侵蚀，炉腰直径将扩大，炉身角、炉腹角减小，高炉透气性变好。3）死铁层深度：死铁层深度随高炉容积变大而变深，这将有效地减缓铁水环流对炉底炉缸耐火材料的冲刷，对提高喷煤量、活跃炉缸、延长炉缸寿命均有利。4.5炉体系统4.5.24800m3高炉冷却设备及材质冷却设备名称比表面积材质高度（mm）厚度（mm）镶砖厚（mm）数量（块）管径（mm）水流速（m/s）L1球墨铸铁36φ60×6R-30.96球墨铸铁194024010046φ70×62.52R-20.97球墨铸铁194024010048φ70×62.52R-10.97球墨铸铁194024010052φ70×62.52S-60.97球墨铸铁194024010052φ70×62.52S-50.97球墨铸铁194024010052φ70×62.52S-40.97球墨铸铁194024010056钻孔2.31S-30.97球墨铸铁260012010056钻孔2.31S-20.98球墨铸铁260012010058钻孔2.31S-11.10球墨铸铁260012010058钻孔2.31B-31.10球墨铸铁140012010058钻孔2.31B-21.10球墨铸铁140012010058钻孔2.31B-1-21.10铸铜板52铸铜2.31B-1-11.10铸铜板52铸铜2.31风口段1.10灰铸铁2350240058φ60×62.31H-51.20灰铸铁2200160058φ70×62.31H-41.00灰铸铁2200160058φ70×62.31H-31.00灰铸铁1880160058φ70×62.31H-21.00灰铸铁1880160058φ70×62.31H-11.00灰铸铁1880160058φ70×62.314.5炉体系统部位冷却设备材质厚度（mm）管径（mm）流速（m/s）炉喉14段球墨铸铁75Φ75X6213段球墨铸铁75Φ75X6212段球墨铸铁150Φ75X6211段球墨铸铁150Φ75X6210段球墨铸铁150Φ75X629段球墨铸铁150Φ75X628段球墨铸铁150Φ75X627段铜150Φ75X62炉腰6段铜150Φ75X62炉腹5段铜150Φ75X624段球墨铸铁Φ75X623段低铬铸铁Φ75X622段低铬铸铁Φ75X621段低铬铸铁Φ75X62炉缸炉身2200高炉冷却设备及材质4.5炉体系统4.5.3高炉冷却水系统2200m3和2800m3高炉采用联合软水密闭循环系统，具体方案是，从软水泵站出来的软水，在炉前一分为二，其中一部分冷却炉底，另一部分冷却冷却壁直管，经炉底出来的软水与双层水冷冷却壁外层蛇形管串联，两者回水进入冷却壁回水总管，从冷却壁回水总管出来的软水一分为三，一部分经高压增压泵增压，供风口小套使用；另一部分经中压增压泵增压，供风口二套、直吹管、热风阀使用；两者回水与多余部分一起回到总回水管，经过脱汽罐脱汽和膨胀罐稳压，最后回到软水泵房，再循环使用。4.5炉体系统4800m3高炉炉体冷却水系统采用软水密闭循环冷却系统，高炉软水冷却系统包括本体、风口小套，以及风口中套、直吹管和热风炉系统阀门等的冷却。采用双循环系统，即经炉体（内容包括：冷却壁水管、炉底）冷却后的软水（称一次循环）经脱汽罐脱汽回泵房，由泵房分分流一部分软水分两路加压，一路加压供风口小套冷却，另一路加压供风口中套、直吹管、十字测温和热风炉系统阀门等使用，二次加压水称二次循环；二次循环后的水与一次循环后未加压的软水汇合后进膨胀罐和脱汽罐，然后进入下一次循环。4.5炉体系统4.5炉体系统4.5.4炉底、炉缸内衬2200m3和2800m3高炉采用陶瓷杯炭砖水冷炉底炉缸结构。炉底中心下部立砌两层国产炭砖,其中下层为半石墨炭砖，上层为微孔炭砖；上部砌两层低导热刚玉莫来石砖,炉缸内侧砌低导热刚玉莫来石砖，外侧炉缸采用进口微孔炭砖，在进口微孔炭砖与风口组合砖之间砌筑3层国产微孔炭砖；在炉缸，炉底交接处采用加厚陶瓷质耐火材料和进口微孔炭砖砌筑结构。在风口区采用大块组合砖砌筑，以加强结构的稳定性；铁口通道采用大块和小块相结合特殊组合砖结构。4.5炉体系统4800m3高炉采用陶瓷垫炭砖水冷炉底炉缸结构。炉底满铺砖第1层为国产超高导石墨砖，第2层为国产高导热炭砖，第3、4层为引进微孔炭砖（引进SGL3RD-N），第5、6层中心部分为陶瓷垫，陶瓷垫采用国产塑性相结合刚玉砖，在陶瓷垫砖上及炉缸炭砖内侧砌粘土砖（N－1）作为保护层。炉缸侧壁环形砖第5—13层采用引进超微孔炭砖（引进SGL9RD-N），第14—19层采用引进微孔炭砖（引进SGL3RD-N）。2.4炉体系统4.5炉体系统4.5.5炉腹至炉顶煤气封罩内衬1#、2#、3#高炉炉体铜冷却壁及铸铁冷却壁全部镶氮化硅结合炭化硅砖，其外再喷涂一层高铝质喷涂料（BFS）喷涂厚度—50mm，炉腹热面砌砖氮化硅结合炭化硅砖。炉顶煤气封罩上的喷涂层，其锚固件采用多爪型，带钢丝网，以提高喷涂料与炉壳的粘结性。喷涂料采用抗折强度高、耐CO侵蚀性能优良的喷涂料（YPZ-1）。4.5炉体系统4.5.6炉体监测为确保高炉生产稳定、安全、长寿，设置了必要、可靠的检测设施：1)炉体温度检测：包括耐材、冷却元件、冷却介质的温度检测；2)冷却水流量、压力检测及风口漏损检测；3)软水水位检测和补水自动控制；4)炉身压力与压差检测；5)炉内料面及炉喉煤气分布检测。4.5炉体系统4.5.7十字测温4.5.8炉喉设备2000m3级高炉炉喉部位采用倒扣冷却壁的方式；4800m3高炉炉喉部位采用CISDI的专利技术，即采用炉喉冷却壁+炉喉保护板的方式。炉喉冷却壁材质：铸铁。炉喉保护板的材质：M7。该方案中炉喉保护板采用了耐磨材质，可以有效保护炉喉冷却壁，从而保护炉壳。1#、2#、3#高炉在炉喉部位设置1套水冷悬臂式十字测温装置，可同时连续检测炉喉断面上的21点煤气温度。4.5炉体系统1、电梯2、送风支管送风支管采用卡丹型结构，它与风口采