天津某鋼廠3×1080m3高爐工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

孫劉恒，程長生

（中冶華天工程技術(shù)有限公司煉鐵事業(yè)部，安徽馬鞍山 243005）

天津某鋼廠3×1080m3高爐工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

孫劉恒，程長生

（中冶華天工程技術(shù)有限公司煉鐵事業(yè)部，安徽馬鞍山 243005）

對天津某鋼廠3×1080m3高爐設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)分析。1080m3高爐采用雙排礦槽、雙料車上料、串罐無料鐘爐頂、軟水閉路循環(huán)冷卻系統(tǒng)、“陶瓷杯＋炭磚”復(fù)合爐底爐缸結(jié)構(gòu)、新型旋流頂燃式熱風(fēng)爐、底濾法渣處理、“一級制粉+并列噴吹”噴煤等一系列先進(jìn)實(shí)用工藝技術(shù)。一年多的生產(chǎn)實(shí)踐證明，該設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)低耗、高效、長壽、環(huán)保的生產(chǎn)目標(biāo)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

高爐；工藝；設(shè)計(jì)

1 引言

按照天津某鋼廠總體規(guī)劃，未來將實(shí)現(xiàn)450萬t鋼的生產(chǎn)能力，其煉鐵建設(shè)配套3座1080m3高爐及其配套設(shè)施。該工程設(shè)計(jì)中結(jié)合目前國內(nèi)同類型高爐成功經(jīng)驗(yàn)和該項(xiàng)目自身特點(diǎn)，采用了多項(xiàng)成熟、可靠、有明細(xì)效益的新工藝、新技術(shù)，以“成熟、可靠、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)”為原則，以“長壽、低耗”為目標(biāo)。

3座高爐采用一列式布置方式。高爐礦槽為雙排布置，槽下采用分散篩分、分散稱量、雙料車上料；爐頂采用串罐無料鐘爐頂；高爐設(shè)置20個(gè)風(fēng)口，2個(gè)鐵口，無渣口，采用自立式框架結(jié)構(gòu)，高爐本體采用全冷卻方式；每座高爐配置3座新型旋流頂燃式熱風(fēng)爐，設(shè)計(jì)最高風(fēng)溫1 250℃；每座高爐設(shè)置兩個(gè)平坦化矩形出鐵場，每個(gè)出鐵口設(shè)置3個(gè)100t鐵水罐位，泥炮和開鐵口機(jī)全為液壓驅(qū)動；粗煤氣系統(tǒng)采用重力除塵器；每座高爐設(shè)置一套底濾法渣處理系統(tǒng)，水渣通過抓斗抓至臨時(shí)堆場，然后通過汽車外運(yùn)；噴煤采用中速磨煤機(jī)加布袋一級制粉、雙罐并列噴吹工藝。

2 主要工藝特點(diǎn)

2.1 高爐主要設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1080m3高爐主要設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表1。

2.2 上料設(shè)施

上料采用雙料車斜橋上料，料車容積為8.5 m3。高爐礦焦槽合建在一起、雙排布置，框架混凝土結(jié)構(gòu)。槽下采用分散篩分、分散稱量，膠帶運(yùn)輸?shù)墓┝戏绞?。燒結(jié)礦、球團(tuán)、塊礦和焦炭采用高效環(huán)保篩進(jìn)行篩分，熔劑在槽下不篩分。槽下設(shè)置的兩條主膠帶機(jī)（B1200）可以將稱量斗的物料（焦炭、礦石和熔劑）通過中間翻板加到兩只中間稱量斗的任意一只；碎焦、碎礦分別通過各自的水平膠帶機(jī)和大傾角膠帶機(jī)送到碎焦倉和碎礦倉，通過膠帶機(jī)或汽車外運(yùn)，同時(shí)在槽下采用回收小粒度焦丁工藝。

表1 1080m3高爐主要設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

2.3 爐頂裝料設(shè)施

爐頂設(shè)備采用PW緊湊型串罐無料鐘爐頂，爐頂裝料設(shè)備為自立結(jié)構(gòu)，受料斗支撐在爐頂平臺上，料罐通過四根支柱組成的小框架支承于爐喉封罩上，布料溜槽及其傳動齒輪箱、探尺直接支承于封罩上。爐頂設(shè)置2臺整體式機(jī)械探尺，在爐頂封罩上還設(shè)置有攝像儀，來觀察溜槽運(yùn)轉(zhuǎn)和爐喉料面情況。

2.4 高爐本體

2.4.1 高爐內(nèi)型

高爐內(nèi)型主要與原燃料條件和操作制度有關(guān)，合理的內(nèi)型有利于高爐操作運(yùn)行、高產(chǎn)低耗。本高爐設(shè)計(jì)在總結(jié)國內(nèi)外同類型高爐設(shè)計(jì)與生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的內(nèi)型見表2。

2.4.2 高爐內(nèi)襯

高爐內(nèi)襯是維護(hù)高爐的工作空間，耐火材料的選擇，將影響投資和使用壽命。爐底、爐缸采用“陶瓷杯＋炭磚”復(fù)合結(jié)構(gòu)。爐底第一、二、三層為半石墨化低氣孔率焙燒炭磚，第四層為微孔炭磚。爐底、爐缸內(nèi)側(cè)接觸鐵水的部位采用剛玉莫來石磚形成陶瓷杯壁；爐底、爐缸外側(cè)下部采用微孔炭磚。風(fēng)口帶采用組合磚結(jié)構(gòu)，提高風(fēng)口的穩(wěn)定性和壽命，有利于保護(hù)風(fēng)口設(shè)備[2]。

表2 高爐內(nèi)型參數(shù)表

2.4.3 爐體冷卻

爐體的冷卻結(jié)構(gòu)好壞，直接影響冷卻設(shè)備的壽命。高爐本體采用砌磚與冷卻結(jié)構(gòu)相結(jié)合，爐底采用水冷管冷卻，爐缸、爐身中上部采用含鉻灰口鑄鐵冷卻壁，爐腹、爐腰、爐身下部采用鑄鋼冷卻壁，爐喉鋼磚采用兩段式水冷結(jié)構(gòu)；高爐本體的冷卻壁、爐底水冷管、風(fēng)口大套等采用軟水閉路循環(huán)冷卻，軟水閉路循環(huán)水量約25 50m3/h；風(fēng)口中套、熱風(fēng)爐閥門采用二次循環(huán)軟水，流量9 50m3/h；風(fēng)口小套、爐頂噴水、爐頂攝像裝置用高壓工業(yè)凈循環(huán)水，高壓水流量約7 50m3/h，壓力1.2MPa；熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)、噴煤系統(tǒng)、爐喉鋼磚、爐殼晚期噴淋用常壓工業(yè)凈循環(huán)水。

2.5 熱風(fēng)爐

一座1080m3高爐配3座新型旋流頂燃式熱風(fēng)爐。新型頂燃式熱風(fēng)爐將其拱頂作為燃料燃燒的空間；拱頂以下全部作為蓄熱室，填充格子磚；置于拱頂之上的多層噴射旋流燃燒器可使煤氣和空氣充分混合，保證煤氣在有限的拱頂空間內(nèi)燃燒完全[3]。

熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。

表3 熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)參數(shù)

2.6 風(fēng)口平臺出鐵場

出鐵場為高架混凝土結(jié)構(gòu)。每座高爐設(shè)置2個(gè)鐵口，不設(shè)渣口，鐵口夾角為162°。1個(gè)鐵口設(shè)1個(gè)矩形出鐵場，2個(gè)出鐵場縱向布置，每個(gè)出鐵場設(shè)3個(gè)鐵水罐位。鐵水運(yùn)輸采用100t鐵水罐車鐵路運(yùn)輸。

出鐵場的主要煙塵產(chǎn)生于渣鐵流經(jīng)處和開堵鐵口時(shí)，為有效除去這些煙塵，出鐵場設(shè)有較為完善的通風(fēng)除塵設(shè)施，在鐵口兩側(cè)及頂部、撇渣器、支鐵溝流嘴處設(shè)有抽風(fēng)除塵點(diǎn)[4]。

2.7 粗煤氣

高爐煤氣經(jīng)導(dǎo)出管、上升管，下降管，進(jìn)入重力除塵器，除塵器通過加濕卸灰機(jī)卸灰，然后經(jīng)汽車外運(yùn)到燒結(jié)廠。

2.8 爐渣處理設(shè)施

高爐熔渣采用爐前水淬、底濾脫水處理工藝；每座高爐設(shè)置一個(gè)干渣坑，作為爐況不正常或渣處理設(shè)施事故狀態(tài)時(shí)使用。每個(gè)出鐵場的1個(gè)鐵口分別設(shè)置1個(gè)沖渣點(diǎn)、1條沖渣溝，兩個(gè)出鐵場的沖渣溝最終合并為1條沖渣溝。

熔渣在爐前經(jīng)沖渣水淬成水渣后，渣水混合物經(jīng)沖渣溝進(jìn)入底濾池，沖渣水通過濾池底部濾網(wǎng)進(jìn)入清水池，然后再經(jīng)水泵循環(huán)沖渣。在底濾池上方設(shè)有露天棧橋，安裝1臺橋式抓斗起重機(jī)，通過抓斗將水渣抓起放置于臨時(shí)堆場，水渣自然濾水，然后通過汽車外運(yùn)。

2.9 噴煤設(shè)施

噴煤設(shè)施按200kg/t-H M、混合噴吹進(jìn)行設(shè)計(jì)。制粉和噴吹設(shè)施合建在寬約2 4m、長約4 8m的噴煤主廠房內(nèi)。采用了中速磨煤機(jī)加布袋一級制粉，雙罐并列噴吹、單主管加爐前分配器等先進(jìn)生產(chǎn)工藝。

外購原煤經(jīng)汽車運(yùn)至原煤場內(nèi)，堆存的原煤通過橋式抓斗起重機(jī)加進(jìn)配煤斗內(nèi)，受配煤斗上部設(shè)有柵條，防止大塊煤（>50mm）進(jìn)入受煤斗，使原煤粒度滿足中速磨煤機(jī)的要求(≤50mm)。受煤斗下設(shè)有定量圓盤給料系統(tǒng)，由定量圓盤給料機(jī)將各種原煤按設(shè)定煤比給至1#輸送機(jī)，經(jīng)由2#輸送機(jī)將原煤送至主廠房內(nèi)的原煤倉中。

原煤倉內(nèi)的原煤經(jīng)密封計(jì)量給煤機(jī)均勻地加入中速磨煤機(jī)。煙氣發(fā)生爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂蜔犸L(fēng)爐預(yù)熱器后的低溫?zé)煔饣旌虾蟮臒煔庾鳛楦稍飫┩ㄟ^袋式收粉器后的排煙風(fēng)機(jī)吸入系統(tǒng)。原煤在磨機(jī)內(nèi)同時(shí)進(jìn)行細(xì)磨和干燥，粒度較大的煤粉在磨機(jī)內(nèi)循環(huán)細(xì)碎，合格的煤粉沿管道進(jìn)入袋式收粉器被收集，經(jīng)收粉器下的葉輪給料機(jī)、煤粉篩卸入煤粉倉，1#、2#制粉系統(tǒng)煤粉匯總至一個(gè)煤粉倉；煤中部分硬度較大的雜物如煤矸石等經(jīng)磨機(jī)排渣口排出，人工定期清理。煤粉倉的煤粉經(jīng)噴吹罐，連續(xù)向高爐噴煤；煤粉倉下部設(shè)有3組噴吹罐，分別向3座高爐輸送煤粉。

3 結(jié)語

該工程2#、3#高爐分別于2011年6月和8月先后投產(chǎn)，鑒于外部條件變化，1#高爐直到2012年10月2 7日才投產(chǎn)。2#、3#座高爐自投產(chǎn)以來，在入爐綜合品位5 4%的原料條件下，高爐系數(shù)穩(wěn)定在3.0t/m3·d以上，煤比1 60kg/t-H M以上，燃料比5 10kg/t-H M左右，風(fēng)溫1200℃以上，各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)，并處在國內(nèi)處領(lǐng)先水平。一年多的生產(chǎn)實(shí)踐證明，設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)低耗、高效、長壽、環(huán)保的生產(chǎn)目標(biāo)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

[1]項(xiàng)鐘庸，王筱留.高爐設(shè)計(jì)——煉鐵工藝設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007.

[2]黃東升.龍騰特鋼1080m3高爐爐體設(shè)計(jì) [J].煉鐵，2010，29（3）：33-35.

[3]陳林森.1080m3高爐工藝配置及新技術(shù)應(yīng)用 [J].現(xiàn)代冶金，2011，39（1）：19-21.

[4]康波，肖命冬，盧錫友.韶鋼2500m3高爐工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].煉鐵，2005，24（5）：15-19.

Process Design Characteristics of 3×1080m3Blast Furnace of Certain Tianjin Steel Plant

SUN Liu-heng and CHENG Chang-sheng

(Iron-making Department,Huatian Engineering&Technology Corporation,MCC,Maanshan,Anhui Province 243005,China)

The authors summarize and analyze the design characteristics of 3×1080m3Blast Furnace of Certain Tianjin Steel Plant.The Blast Furnace adopts a series of advanced and practical technologies of double row bin,double skip charging,central feed bell-less top,closed loop circulating cooling system with soft water,complex furnace bottom and hearth structure combined ceramic cup with carbon brick,new type of cyclone top fired hot blast stove,slag treatment with bottom filtering method,first stage coal preparation plus parallel coal powder injection and etc.One year's production practice proves that the design lays a technical foundation for achieving the production goal of low consumption,high efficiency,long life and environmental protection.

blast furnace; process; design

2013-01-05

2013-02-05

孫劉恒（1979-），男，安徽太湖人，碩士研究生，工程師，主要從事煉鐵工程設(shè)計(jì)工作。

（編輯 崔建華）