128高炉炼铁工艺方案.pdf

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1、128高炉炼铁工艺方案 1. 炼铁系统概述 新建128m 3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，

2、入炉原料含粉率 5 ，入炉原料重量误 差50mm 的粒级 86 原块矿矿61 0.62 6.76 2.30 1.57 0.03 块矿59.75 4.69 2.92 0.025 石灰石1.91 50.80 1.99 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 2070mm 。 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-Fe 1660 其中：烧结矿Kg/t-Fe 1328 2:4 原块矿矿Kg/t-Fe 300 块矿Kg/t-Fe 32 焦炭Kg/t-F

3、e 550 石灰石Kg/t-Fe 1015 1.4.4.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1.0 Kg/t-Fe 3 河沙4 Kg/t-Fe 4 生粘土1.5Kg/t-Fe 5 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m 3/t-Fe 34 2 电（不含风机用电）KWh/t-Fe 30 3 蒸汽m 3/t-Fe 30 4 氧气m 3/t-Fe 3 5 压缩空气m 3/t-Fe 5 6 鼓风m 3/t-Fe 1352 7 煤气m 3

4、/t-Fe 913 2. 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 序号项目符号单位设计值 2:5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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 Vu d D d1 Hu h0 h1 h2 h3 h4 h5 A F m 3 mm mm mm mm mm mm

5、 mm mm mm mm 度 度 m 2 个 128 3450 4300 2600 13960 450 2410 2400 1250 6300 1300 813423 842612 8 2）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 2500m 3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， 高温

6、强度高，抗渣、铁侵蚀作用强等优点。 （2）炉缸 3:6 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。128m 3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。

7、 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

8、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 3.1.料批组成和上料批重的选取 料批组成 3:7 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

9、效容积贮存时间 （h）单个总容积 焦炭2 12 烧结矿2 12 原块矿1 7 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 1.8m 3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 B800mm 供矿皮带运输机，一条 B650mm 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1.8m 3。杂矿经过 振动筛和称量斗，供料皮带机送入料坑矿石漏斗。 烧结矿上料系统采用分仓筛粉

10、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 3:8 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1.8m 3，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 式中：

11、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 128m 3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128m 3级的高炉上已广泛应用， 使用效果比较 可靠。 128m 3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

12、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、 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 5:9 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 128m 3高炉的使用经验，大钟寿命可达 56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 810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，

13、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： 矮式液压泥炮、泥缸有效容积0.06m 3，推力为 75t 。 液压堵渣机 液压开铁口机 修补渣铁沟用电动打夯机。 炉前配一台双梁吊车（ 5t ） 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

14、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 11001150。 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（地下段）布置在热风主管一侧，热风炉给水点及 排水点由总图统一考虑共同商定。 5:10 5.2.热风炉结构 （1）拱顶结构 拱顶采用悬链线结构，这种拱顶的稳定性和气流分布均匀性较半球形或锥顶相结 合的蘑茹形球顶要好。采用悬链线拱顶结构后，拱顶与大墙脱开，拱顶砖衬座在设于炉 壳的两层托圈上，脱离大墙, 由钢壳支托传到基础。大墙可自由膨胀, 防止了因不均匀膨 胀造成的拱顶损坏。

15、为防止该处窜风，在接触处采取迷宫式密封结构。 （2）燃烧室 热风炉为球式热风炉，上部配两台套筒式燃烧器, 可以强化燃烧，拱顶大墙内燃烧 口结构复杂，采取现场捣打。 （3）蓄热室 蓄热室为二段式结构，上部高温区采用60低蠕变高铝球以增加蓄热能力，下部4 采用40高强度高铝球。炉蓖子、支柱采用托梁结构形式，材质RTCr 。 （4）热风出口及三叉口 为解决该部位破损率高、砌筑不方便的问题，在该部位采用异形组合砖砌筑，以 提高使用寿命。热风出口为喇叭口状，增设一层保温砖，以改善其保温性能。热风阀与 热风主管间设有波纹补偿器。 （5）炉体的隔热 热风炉加强炉体的隔热是减少散热损失，提高热风炉热效率，提高

16、热风温度，保护 热风炉外壳的重要措施之一。为此，在热风炉上部高温区域的热风炉大墙与钢壳间、拱 顶砖与钢壳间增加了隔热层厚度，采用了一些性能较好的隔热材料。同时，炉壳中上部 内表面喷涂一层 FN-130耐火隔热材料。大墙上部砌体与拱顶间设迷宫式滑缝，防止气体 串至炉皮。下部用球冠型炉蓖子及冷风均布装置，可使气流分布均匀，有利于热交换， 提高热效率，减少气体阻力。 5.3.热风炉主要技术特性 热风炉设计风温 11001150，废气温度 250300，全部采用高炉煤气燃烧，热 值3400kJ/Nm 3以上，热风炉燃烧采用集中供风，助燃空气预热温度 150以上。 5.4.送风系统 正常情况下，热风炉采

17、用“一烧一送制”，事故状态时为“一烧一送制”。 6:11 热风炉在换炉过程中，增设了冷风均压装置。换炉时由微机控制阀门开启，以尽量 减少高炉入炉风量和风压的波动，保证高炉冶炼过程的稳定性。 高炉鼓风机出口冷风温度高达120左右，为充分利用鼓风中的这部份物理热，同时 尽量减少管道内的风温降，在冷风管道外表面增加了保温层，从而达到减少冷风管道和 热风管道表面散热的目的。 5.5.热风炉设备 （1）阀门型式及其传动 热风炉各阀门型式确定的基本要求是：密封性好、操作灵活，在满足热风炉操作条 件下，坚固耐用。本次设计所选用的阀门型式是闸板阀和蝶形阀。闸板阀用于管路的切 断，蝶形阀用于气体流量的调节和低压

18、管路的切断。高温区的闸阀采用带水冷装置的阀 门；以上两种结构型式的阀门均采用液压驱动，蝶形阀采用电动控制， 由微机联锁控制， 实现热风炉在换炉过程的自动控制。 （2）助燃风机 共配置助燃鼓风机 2台风机运行为开一备一。 为了保证热风炉在燃烧过程中燃烧的稳定，在煤气管道上设置了稳压调节机构，以 保证煤气压力的稳定。 6. 高炉煤气的净化 6.1.原始数据 煤气发生量： 3.45 10 43.9 104 Nm3/h 煤气发热量： 3310KJ/Nm 3 炉顶煤气温度：正常： 100150 最低： 80 最高：280 炉顶煤气压力：正常： 6080Kpa 低压： 30Kpa 重力除尘器出口煤气含尘量

19、：平均：7g/Nm 3 最大： 10g/Nm 3 重力除尘器出口煤气含湿量：50g/Nm 3 6:12 净煤气含尘量： 10mg/Nm 3 净煤气并网压力： 710Kpa （最高可达 15Kpa ） 6.2.除尘方法： 高炉煤气净化方法采用干式低压脉冲布袋除尘。 6.3.除尘工艺： 高炉煤气经炼铁重力除尘器粗除尘后经煤气总管进入每个布袋除尘器，净化后的 煤气进入净煤气管，经调压装置后，控制煤气压力在710KPa ，并入净煤气总管网。除 尘灰通过卸、输灰系统运至高位灰仓，加湿后卸入汽车外运。高炉煤气布袋除尘工艺流 程如下： 重力除尘器脉冲氮气热风炉 低压脉冲布袋除尘器净煤气总管调压阀组并网 灰尘

20、 中间灰仓埋刮板机斗提升高位灰仓加湿机外运 6.4.除尘器本体： 根据煤气流量采用 10个箱体，外径 2600mm ，单列布置。 脉冲布袋除尘器的主要工艺参数： 箱体台数台 10 每个箱体的滤袋数条 48 滤袋规格L 1206000 每个箱体过滤面积 m 2 约400 设计选取过滤负荷 Nm 3/m2h 3238 每个箱体过滤煤气量 Nm 3/h 12800 15200 6 个箱体同时使用时过滤负荷 Nm 3/m2h 32 38 处理煤气量可达 Nm 3/h 51200 60800 滤袋采用高温合成纤维针刺毡，商品名称Nomex 或 Metamex。适用温度为 100 250，瞬时可达 300

21、。因此温度适中是本除尘器使用的关键所在，温度过高或过低到 达设定值时应报警，同时通知高炉操作室采取措施。如温度超过设定值，应关闭净煤气 蝶阀，阻止煤气流动并通知高炉放散。正常使用条件下，滤袋寿命约1.5 2a以上。 9:13 操作过程中可通过检漏仪及镜片检测煤气含尘情况，及时发现滤袋破损并更换。 本设计按人工检漏设计，予留自动检漏安装口。 7. 热力设施 鼓风机站按二台离心风机位置建设厂房一用一备。风机型号为C520-2.4/0.98 型离 心鼓风机。 8. 给排水系统 包括净循环水系统和浊水循环系统。 净循环水系统包括高炉炉体冷却水、热风炉冷却用水、鼓风机冷却用水。高炉炉 体冷却用水： Q=

22、450m 3/h ，T=35， P=0.40MPa （以高炉出渣线轨道计）；热风炉冷却用 水： Q=300m 3/h, T=35 ， P=0.40MPa （以高炉出渣线轨道计）；鼓风机冷却用水： Q=100m 3/h, T=32 ， P=0.30MPa 浊水循环系统主要是高炉水冲渣用水。 高炉水冲渣系统包括下渣冲水量： Q=600m 3/h ， 上渣冲水量：Q=600m3/h ， P=0.30Mpa。 9. 5、电气系统 主要包括新建 128m 3高炉的原、燃料供应系统、 槽上及槽下配料系统、 卷扬上料系统、 高炉循环水系统、热风炉系统、矿槽除尘和出铁场除尘系统、高炉鼓风系统、煤气净化 系统等

23、的供配电和电气传动。 9.1.1.供配电系统 炼铁供电负荷性质属一、 二类，应保证其可靠性。 设计为双回路供电， 即一用一备。 根据对炼铁用电负荷计算，每条回路负荷应满足2500KVA 的要求。 9.1.2.控制系统 根据高炉设备分散等特点，为提高生产效率，改善劳动条件及便于生产管理，配 置四套可编程控制器（）及四台上位机操作台。分别设在高炉本体、热风 炉、槽下、干法除尘操作室内。 各系统的，上位机之间通过网络连网，各系统的 设备运行、故障情况均在各自的操作站（上位机）上进行监控及操作。各系统自成独立 操作系统，有关信号可相互传送到各系统控制室监视。 10:14 以上各均具有各自系统的监视控制，对各自系统的设备运行状况， 通过各自 的操作站上的监视及操作，实现事故报警，报表打印及人机对话。 10.投资概算 本工程概算依设计内容和范围进行编制。投资范围包括：原、燃料贮运设施、炼铁 车间（1128m 3高炉）、布袋除尘系统、高炉鼓风机站、给排水设施、厂区综合管线、总 图设施、工器具及生产家具购置费。投资明细见附件。