第7章-渣铁处理系统1

7渣铁处理系统2铁、渣处理是高炉生产的重要环节。铁、渣处理系统的设施主要包括:风口平台与出铁场，开铁口机，堵铁口机，堵渣门机，换风口机，渣罐车，铁水罐车，铸铁机以及炉渣水悴设施等。3铁、渣处理系统设备与设施应当满足下列要求:(1)出铁、出渣设备工作必须可靠;(2)必须有足够的渣铁处理和运输能力;(3)有利于提高生铁质量，增加生铁的回收率;(4)有利于炉渣的综合利用;(5)改善劳动条件，有较高的机械化和自动化水平。4567.1风口平台及出铁场设计77.1.1风口平台及出铁场一.概念：1.风口平台：在高炉下部，沿高炉炉缸风口前设置的工作平台称为风口平台。一般比风口中心线低1150～1250mm。2.出铁场出铁场是布置渣、铁沟、安装炉前设备、进行出铁放渣操作的炉前工作平台。二.几个典型出铁场平面布置。891011圆形出铁场的优点是可以在任何方位布置出铁口。其缺点是布置二次除尘有困难，炉体平台较狭窄，难以实现快速大修和扩容。12风口平台及出铁场布置图（2025m3高炉）1-高炉；2-铁口；3-渣口；4-出铁场；5-炉前吊车；6-渣罐；7-铁水罐；8-水力冲渣沟；9-高炉计器室；10-炉前仓库；11-电炮操作室；12-炉前工休息室；13-辅助材料仓；14-放散阀卷扬；15-除尘器；图中%为铁、渣沟坡度13出铁场的某些布置型式1-高炉；2-铁口；3-渣口；4-出铁场；5-炉前吊车；6-渣罐；7-铁水罐；8-水力冲渣沟；9-干渣坑；10-水渣池；11-悬臂吊车；12-活动流嘴14宝钢1号高炉出铁场的平面布置1－高炉；2－活动主铁沟；3－支铁沟；4－渣沟；5－摆动溜嘴；6－残铁罐；7－残铁罐倾翻台；8－泥炮；9－开铁口机；10－换钎机；11－铁口前悬臂吊；12－出铁场间悬臂吊；13－摆渡悬臂吊；14－主跨吊车；15－副跨吊车；16－主沟、摆动溜嘴修补场；17－泥炮操作室；18－泥炮液压站；19－电磁流量计室；20－干渣坑；21－水渣粗粒分离槽；22－鱼雷罐车停放线15宝钢1号高炉出铁场特点：（1）可以处理干渣、水渣两种炉渣；（2）设有两个对称的出铁场，四个铁口，每个出铁场上布置两个出铁口。（3）每个出铁口都有两条专用的鱼雷罐车停放线，并且与出铁场垂直（4）分为主跨和副跨，主跨跨度28m，铁沟及摆动溜嘴布置在主跨；副跨跨度20m，渣沟、残铁罐布置在副跨。161.一般比风口平台低约1.5m，长度与铁沟流嘴数目及布置有关，高度要保证任何一个铁沟流嘴下沿不低于5m。2.在主铁沟区域应保持平坦，其余部分可做成由中心向两侧和由铁口向端部随渣铁沟走向一致的坡度。三.出铁场设计17四.风口平台和出铁场的结构1.实心的，两侧用石块砌筑挡土墙，中间填充卵石和砂子，常用于小高炉；2.是架空的，支撑在钢筋混凝土柱子上的预制钢筋混凝土板或直接捣制成的钢筋混凝土平台，上面填充1.0～1.5m厚的砂子，再立砌一层红砖或废耐火砖。用于大中型高炉。187.1.2渣铁沟和渣铁分离器一.主铁沟1.概念：从高炉出铁口到撇渣器之间的一段铁沟称为主铁沟。2.主铁沟的三个参数（1）长度：要保证渣铁分离。（2）宽度：是逐渐扩张的，一般铁口附近宽度为1m，撇渣器处宽度为1.4m左右。（3）坡度：一般大型高炉为9～12%，小型高炉为8～10%。193.构造：是在80mm厚的铸铁槽内，上砌耐火砖，再捣以炭素耐火泥。大型高压高炉，主铁沟可以再加长，宽度增大到1.2m，深度增大到1.2m，坡度可以减小到2％。表8-1主铁沟长度的参考数据20二.渣铁分离器利用渣铁比重的不同，用挡渣板把下渣挡住，只让铁水从下面穿过，达到渣铁分离的目的。由于主铁沟和渣铁分离器的清理和修补工作在高温下进行，劳动条件十分恶劣，有时由于修理、更换工作过长而影响按时出铁，因此，目前大中型高炉做成活动的主铁沟和渣铁分离器，定期更换。更换时分别将它们整体吊走，换以新做好的主铁沟和渣铁分离器。这样，主铁沟和渣铁分离器的修补工作可在冷状态下进行，方便又安全。2122渣铁分离器示意图1－主铁沟；2－下渣沟砂坝；3－残渣沟砂坝；4－挡渣板；5－沟头；6－支铁沟；7－残铁孔；8－小井；9－砂口眼23三.支铁钩和渣沟1.支铁沟：结构与主铁沟相同，坡度一般为6～7％，在流嘴处可达10％。2.渣沟：（1）结构：是在40~50mm厚的铸铁槽内捣一层垫沟料，再铺上河沙。（2）坡度：在渣口附近较大，约为15～30％，流嘴处为10％，其它地方为6％。下渣沟坡度7~8%。24四.摆动溜嘴摆动溜嘴安装在出铁场下面，其作用是把经铁水沟流来的铁水注入出铁场平台下的任意一个铁水罐中。设置摆动溜嘴的优点是：缩短了铁水沟长度，简化了出铁场布置；减轻了修补铁沟的作业。过去高炉普遍采用的是固定流嘴。大型高炉目前已普遍采用活动流嘴。活动流嘴的形式有移动式、回转式和摆动式三种。活动流嘴的操纵可以是电动、气动和手动。活动流嘴的外壳体采用钢板焊成，内砌筑耐火砖和捣打不定形耐火材料。252627摆动流嘴1－支架；2－摇台；3－摇臂；4－摆动溜嘴；5－曲柄——连杆传动装置；6－驱动装置；7－铁水罐车28采用活动流嘴出铁时，铁沟流嘴的数目，可按每个铁口设置一套活动流嘴考虑。铁水罐位的数目计算如下：QnPNrN—铁水罐位数目，个；P—高炉日产铁量，t/d；α—出铁不均匀系数，一般取。为1.2；Q—每个出铁罐有效容铁量，t；nr—高炉日出铁次数，次。29高炉采用活动流嘴出渣时，每个渣口设一套活动流嘴，每个铁口设一套下渣活动流嘴。采用炉前冲水渣时，上、下渣沟均应设置水冲渣设施，而且下渣沟仍应设置2~3个干渣沟流嘴罐位，以便当渣中带铁时放干渣。上、下渣罐位的数目不变计算如下。30P—高炉日产铁量,t；u—单位生铁出渣量,t/t；a1—出渣不均匀系数，取1.2；n1—上渣分配系数，取0.6~0.7；n2—下渣分配系数，取0.3~0.4；Q1—渣罐容量，m3；r1—渣液容重，取1.8~2.0t/m3；ε1—渣罐装满系数，取0.9；nz—高炉日出渣次数，次；nr—高炉日出铁次数，次。111111rQnnPuNz111212rQnnPuNz上渣罐位数目N1下渣罐位数目N2317.1.3炉前通风除尘在高炉生产过程中，将产生大量的烟尘，因此改善高炉出铁场的劳动环境，防止烟尘对大气的污染，是高炉环境保护工程的重要课题之一。高炉出铁场烟尘污染严重，每生产1t铁，约产生2.5kg烟尘，其中一次烟尘（正常出铁时的出铁口、撇渣器、铁水沟、渣沟、摆动流槽等处产生的烟尘）占烟尘总量的86%，二次烟尘（高炉开、堵铁口时瞬间喷出的烟气以及由出铁场一次系统未捕集到而外逸的烟尘）占烟尘总量的14%。32高炉炉前烟尘排放的特点主要表现在以下四个方面:（1）污染源分布范围广。高炉出铁时，出铁场几乎有一半面积不同程度地散发出烟尘，产生辐射热。在出铁末期，出铁口还喷出含CO的烟气。（2）出铁时间长。大型高炉出铁口有2~4个，一般是连续性的出铁，出铁场散发的烟尘也是连续性的。（3）烟尘量大。（4）烟尘粒度细。高炉出铁场烟尘粒度较细，粉尘在大气中处于悬浮状态，停留时间长，扩散范围广，对人体健康极为有害。33目前国内外高炉炉前除尘多为干式除尘系统，根据不同的划分方式可划分为不同形式的除尘系统。出铁场散发的一次烟尘占总烟尘量的86%，所以搞好一次烟尘的控制是控制好整个出铁场烟尘的前提，净化设备采用电除尘器或袋式除尘器。出铁场二次烟尘约占总烟尘量的14%，而二次除尘的投资却占出铁场除尘总投资的一半以上。二次烟尘的控制方法有:垂幕或活动烟罩全面控制法、屋顶排气全面控制法、局部小房控制法、顶吸罩控制法等。347.2炉前主要设备开铁口机堵铁口泥炮堵渣机炉前吊车换封口机换弯管机打夯机357.2.1开铁口机按动作原理分为钻孔式和冲钻式两种。一.钻孔式开铁口机1.特点钻杆只作旋转运动，用人工捅开铁口。3637382.带吹风结构的钻孔式开铁口机①能及时吹出钻屑；②冷却钻头；③根据吹出的钻屑颜色来判断钻进深度，防止钻透铁口。39二.冲钻式开铁口机1.特点钻头可以进行冲击运动又可以进行旋转运动，既能完成钻孔动作，又能进行捅铁口操作。2.结构4041冲钻式开口机的特点是：钻出的铁口通道接近于直线，可减少泥炮的推泥阻力，开口速度快，开口时间短，自动化程度高。大型高炉多采用此种开铁口机。4243一.对泥炮的要求1.有足够的一次吐泥量；2.有一定的吐泥速度；3.有足够的吐泥压力；4.操作安全可靠，可以远距离控制；5.炮嘴运动轨迹准确。7.2.2堵铁口泥炮44按驱动方式的不同，泥炮可分为气动式、电动式和液压式三种。气动泥炮一般采用蒸汽驱动，由于泥缸容积小，活塞推力不足，堵一次铁口要多次装泥，操作不方便，故已被淘汰。目前国内不少高炉采用电动泥炮。随着高炉容积的大型化和无水炮泥的使用，要求泥炮的推力越来越大，电动泥炮已难以满足堵铁口要求，采用液压泥炮的高炉越来越多。二.分类45三、电动泥炮电动泥炮主要由打泥机构、压紧机构、锁炮机构和转炮机构组成。电动泥炮的转炮、压紧及打泥动作均由各自的电动机驱动完成。电动泥炮虽然基本上能满足生产要求，但也存在着不少问题，主要是：电动泥炮活塞推力不足，与使用无水炮泥不相适应；维修工作量大；调速不方便，且易出现炮嘴冲击铁口泥套的现象，不利于泥套的维护。460.4m3电动泥炮装置总图1一打泥机构;2-压炮机构;3-转炮机构;d-锁炮机构4748四、液压泥炮液压泥炮与电动泥炮不同，液压泥炮是将由电动机驱动改为由液压驱动。液压泥炮的特点:(1)有强大的打泥压力，打泥致密，能适应高炉高压操作，压紧机构具有稳定的压紧力，不易漏泥。(2)体积小，重量轻，不妨碍其他炉前设备工作，为机械化更换风口、弯管创造了条件。(3)工作平稳、可靠。由于采用液压传动，机件可自行润滑，且调速方便。(4)结构简单，易于维修。由于去除了大量机械传动零部件，大大减轻了机件的维修量。所以目前广泛采用液压泥饱。49液压泥炮的类型较多，国内的液压泥炮主要有YP270-25/55,YP160-23/50,YP275-25/54和YP60-13/40以及还有国内最新研制出的BG型液压矮炮。液压泥炮在国外得到了迅速发展，国外大型高炉均采用液压泥炮。具有代表性的液压泥炮主要有日本的IHI型和MHG型以及卢森堡的PW型等。50BG液压矮泥炮1-炮身；2-冷却板；3-走行；4-门形框架；5-压炮油缸；6-转臂；7-机座；8-回转油缸；9-锚钩；10-泥套；11-导向槽；12-固定轴51宝钢1号高炉MHG60型液压矮泥炮示意图打泥能力－6000KN、工作油压—35Mpa、自动化程度—可手动、自动、无线电遥控。527.2.3堵渣口机高炉的渣口要求在出渣后，将渣口迅速堵住。在堵渣口时，要求堵碴机械工作可靠，结构紧凑，塞头进人渣口的轨迹应近似于一条直线。目前国内外研制的堵渣机结构形式较多，按驱动方式可分气动、电动和液压三种。国内使用较多为连杆式和折叠式堵渣门机。53四连杆式堵渣机1－塞头；2－塞杆；3－框架；4－平行四连杆；5－塞头冷却水管；6－平衡重锤；7－固定轴；8－钢绳；9－钩子；10－操纵钩子的钢绳；11－气缸一.四连杆式堵渣机54过去使用的四连杆堵渣机的塞杆和塞头均为空心的，其内通循环水冷却，放渣时，堵渣机塞头离开渣口后，人工用钢钎捅开渣口放渣，很不方便，且不安全，因此，这种水冷式的堵渣机已被逐渐淘汰，由吹风式的堵渣机代替。吹风式的四连杆堵渣机与水冷式的四连杆堵渣机结构大体相同。其不同点是前者的塞杆和塞头中心有一个孔道，堵渣时，高压空气通过孔道吹人高炉炉缸内。由于塞头中心孔在连续不断地吹人压缩空气，渣口始终不会被熔渣封闭，放渣拔出塞头时渣自动放出，无需再用人工捅穿渣口，放渣操作方便。塞头内通压缩空气不仅起冷却塞头的作用，而且压缩空气吹人炉内，还能消除渣口周围的死区，延长渣口寿命。55四连杆式堵渣机的主要缺点是外形尺寸大，多占据空间位置，连杆结构铰接点太多，不适应更换风口机械化。采用机械化更换风口的高炉一般采用液压折叠式