寧波鋼鐵2 500 m3 高爐出鐵場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

尹曉瑩 ，何遵義 ，范志剛 ，李?？?，楊海章

（1.中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司，重慶401122；2.寧波鋼鐵有限公司，浙江 寧波315800）

寧波鋼鐵有限公司1#高爐易地大修，其總體工藝裝備水平達(dá)到國(guó)內(nèi)同類型高爐的先進(jìn)水平， 本文對(duì)該出鐵場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了全面闡述及總結(jié)。

1 出鐵場(chǎng)系統(tǒng)總體工藝布置

高爐共設(shè)有三個(gè)鐵口，兩個(gè)矩形出鐵場(chǎng)，即C1出鐵場(chǎng)和 C2 出鐵場(chǎng)。 1#、2#鐵口布置在 C1 出鐵場(chǎng)上、3#鐵口布置在C2 出鐵場(chǎng)上，雙側(cè)出鐵出渣。 C1出鐵場(chǎng)下布置4 條鐵路運(yùn)輸線，C2 出鐵場(chǎng)下布置兩條鐵路運(yùn)輸線，均為盡頭線；采用260 t 魚(yú)雷罐車受運(yùn)鐵水。

高爐采用平坦型、 無(wú)填沙層出鐵場(chǎng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，1#、2#、3#鐵口間夾角分別為 78°、102°，出鐵場(chǎng)平臺(tái)采用耐熱混凝土面層。每個(gè)鐵口設(shè)有各自獨(dú)立的泥炮、開(kāi)鐵口機(jī)、擺動(dòng)流嘴。

設(shè)有一條上出鐵場(chǎng)平臺(tái)的高架通道， 允許載重10 t 單車通行， 主要用于爐前小型設(shè)備及各種散料的運(yùn)輸。在180°側(cè)出鐵場(chǎng)設(shè)置爐頂設(shè)備吊裝孔，方便爐頂設(shè)備和各種散料及備品備件的吊運(yùn)。 出鐵場(chǎng)的整體平面布置如圖1 所示。

2 出鐵場(chǎng)系統(tǒng)主要設(shè)備配置

采用落地式大推力液壓泥炮、全液壓開(kāi)鐵口機(jī)，泥炮、開(kāi)鐵口機(jī)同側(cè)布置。 在 1#、2#、3#鐵口附近各設(shè)有一個(gè)泥炮操作室， 泥炮操作室內(nèi)設(shè)置閥臺(tái)和電動(dòng)操作臺(tái)。泥炮、開(kāi)鐵口機(jī)常規(guī)操作方式為現(xiàn)場(chǎng)遙控操作。泥炮具有轉(zhuǎn)炮（兼壓炮）和打泥等功能，泥塞推力5 064 kN，為矮身結(jié)構(gòu)，布置在開(kāi)鐵口機(jī)下方。 開(kāi)鐵口機(jī)具有回轉(zhuǎn)、送進(jìn)、鉆、正打、反打、吹、水霧氣化冷卻等功能，最大開(kāi)鐵口深度4 000 mm。 泥炮、開(kāi)鐵口機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1 和表2。

圖1 出鐵場(chǎng)整體平面布置圖

表1 泥炮主要技術(shù)參數(shù)

表2 開(kāi)鐵口機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

采用賽迪輕便型擺動(dòng)流槽，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、重量輕、操作方便，運(yùn)行可靠；流槽槽體采用圓弧形結(jié)構(gòu)[1]，從而避免應(yīng)力集中，提高槽體使用壽命。擺動(dòng)流槽操作方式：機(jī)旁電動(dòng)+手動(dòng)操作，擺動(dòng)流槽在斷電狀態(tài)可快速實(shí)現(xiàn)手動(dòng)緊急操作。 在受鐵位下方鐵路上設(shè)置軌道衡， 在受鐵位上方的擺動(dòng)流槽坑罩上設(shè)置微波液位計(jì)， 可動(dòng)態(tài)檢測(cè)魚(yú)雷罐車的裝鐵量和鐵水液位，并顯示在出鐵場(chǎng)上的LED 顯示屏上，以指導(dǎo)擺動(dòng)流嘴的擺動(dòng)。 擺動(dòng)流槽，長(zhǎng)度3 900 mm，最大傾角±16°。

C1、C2 出鐵場(chǎng)廠房主跨各設(shè)置一臺(tái)起重量為32/5 t 的電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)，出鐵場(chǎng)副跨設(shè)置一臺(tái)起重量為10 t 的電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)， 出鐵場(chǎng)起重機(jī)操作面基本覆蓋所有設(shè)備。 高爐0°側(cè)出鐵場(chǎng)平臺(tái)上設(shè)置一個(gè)5 t 電動(dòng)過(guò)跨車， 用于C1、C2 出鐵場(chǎng)物料的周轉(zhuǎn)。

3 出鐵場(chǎng)系統(tǒng)主要工藝特點(diǎn)

3.1 平坦化景觀式出鐵場(chǎng)

渣、 鐵溝及擺動(dòng)溜槽全部置于在出鐵場(chǎng)平臺(tái)場(chǎng)面下方，整個(gè)溝系（主溝區(qū)域除外）全部由平蓋板覆蓋，實(shí)現(xiàn)出鐵場(chǎng)場(chǎng)面的完全平坦化，不僅爐前操作、檢修作業(yè)方便，且有利于出鐵場(chǎng)物料的周轉(zhuǎn)。出鐵場(chǎng)平臺(tái)表面涂抹環(huán)氧樹(shù)脂地坪漆，劃分不同功能區(qū)，并設(shè)置觀光通道，滿足工業(yè)旅游的需求，場(chǎng)面整體布置有序流暢。

3.2 鐵水運(yùn)輸方式靈活

“一罐制”鐵水運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)了高爐鐵水承載容器、鐵水運(yùn)輸容器、 鐵水緩沖庫(kù)存容器、 鐵水預(yù)處理容器、鐵水兌入轉(zhuǎn)爐容器五項(xiàng)功能合為一體[2]，是煉鐵、煉鋼兩大工序的有機(jī)銜接，具有加快生產(chǎn)節(jié)奏、降低鐵水溫降、減少煙塵污染等特點(diǎn)?？紤]到“一罐制”鐵水運(yùn)輸工藝優(yōu)越性以及“一罐制”鐵水運(yùn)輸與煉鋼車間的銜接互通性， 本高爐考慮多種鐵水運(yùn)輸方式并存的靈活性：沿用寧鋼原有的260 t 魚(yú)雷罐車受運(yùn)鐵水，但也仍能滿足“一罐制”140 t 鐵水罐受運(yùn)鐵水。

出鐵場(chǎng)下鐵路長(zhǎng)度， 可同時(shí)滿足單次出鐵采用260 t 魚(yú)雷罐車或者140 t 鐵水罐車的配罐需求；出鐵場(chǎng)下構(gòu)筑物尺寸按罐車尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足260 t魚(yú)雷罐車和140 t 鐵水罐車運(yùn)輸安全間距及安全凈空需求。 后續(xù)，如需進(jìn)行“一罐制”鐵水運(yùn)輸升級(jí)，本工程新建高爐不會(huì)成為改造的限制環(huán)節(jié)。

3.3 大出鐵場(chǎng)平臺(tái)面積比

出鐵場(chǎng)平臺(tái)面積應(yīng)滿足爐前操作的需求，但也應(yīng)該遵循節(jié)約用地的原則?！陡郀t煉鐵工程設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的不同爐容出鐵場(chǎng)平臺(tái)面積比值見(jiàn)表3[3]。

表3 高爐出鐵場(chǎng)平臺(tái)面積比

高爐出鐵場(chǎng)平臺(tái)總面積～5 330 m2，對(duì)應(yīng)的爐容出鐵場(chǎng)平臺(tái)面積比為2.13； 在出鐵場(chǎng)180°側(cè)副跨下方設(shè)置兩個(gè)出鐵場(chǎng)夾層平臺(tái)，共240 m2，夾層凈空～3.5 m，用于出鐵場(chǎng)設(shè)備及材料的堆放，相應(yīng)的高爐實(shí)際爐容出鐵場(chǎng)平臺(tái)面積比為2.3。本高爐為易地大修，工程用地狹長(zhǎng)，可利用建筑面積有限，通過(guò)夾層平臺(tái)的設(shè)置盡量提升高爐的實(shí)際爐容出鐵場(chǎng)平臺(tái)面積比，便于出鐵場(chǎng)資材保存，提升出鐵場(chǎng)的美觀整潔水平。

3.4 加寬型貯鐵式主溝

采用固定貯鐵式主溝，主溝長(zhǎng)度為15 m（鐵口基準(zhǔn)點(diǎn)至撇渣器內(nèi)側(cè)長(zhǎng)度），坡度1.5%，主溝鋼殼寬度為3 m。 主溝主要結(jié)構(gòu)包括主溝鋼殼內(nèi)永久層澆注料、隔熱磚、黏土磚、高鋁質(zhì)碳化硅磚、工作層澆注料及鋼殼外磚砂填料、永久層澆注料。主溝永久層和工作層內(nèi)襯采用澆注料，在采用高質(zhì)量溝料的同時(shí)，加厚主溝工作層內(nèi)襯，其厚度約610 mm，以增加主溝通鐵量。在主溝落鐵點(diǎn)、主溝中部及撇渣器部位設(shè)置熱電偶，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主溝耐火材料的在線生產(chǎn)溫度，保證主溝的安全使用。

通過(guò)優(yōu)化配置主溝內(nèi)耐材的選型及厚度， 合理控制主溝的溫度分布：維持主溝內(nèi)鐵水的高溫；保證主溝外混凝土溝槽的低溫使用區(qū)間； 避免主溝內(nèi)耐材大溫度梯度的發(fā)生[4]。 在有限空間內(nèi)達(dá)到有效隔熱，并配置加厚的工作層內(nèi)襯，主溝的一次通鐵量可達(dá) 15 萬(wàn) t。

3.5 場(chǎng)面作業(yè)環(huán)境優(yōu)良

出鐵場(chǎng)的主要煙塵產(chǎn)生于渣鐵流經(jīng)處和開(kāi)堵鐵口時(shí)，為有效去除這些煙塵，出鐵場(chǎng)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、主鐵溝撇渣器、渣溝、鐵溝、擺動(dòng)流嘴等處均設(shè)有強(qiáng)力抽風(fēng)除塵點(diǎn)，其余少量含塵氣體， 通過(guò)出鐵場(chǎng)屋頂吸風(fēng)罩經(jīng)過(guò)出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)排放。

鐵口區(qū)域采取側(cè)吸和頂吸相結(jié)合的強(qiáng)力抽風(fēng)方式，并在側(cè)吸罩與爐體及風(fēng)口平臺(tái)、出鐵場(chǎng)平臺(tái)間隙設(shè)置擋煙板， 盡量封閉鐵口區(qū)域以阻擋開(kāi)鐵口時(shí)高壓、急速噴出的鐵花和煙塵的擴(kuò)散；在出鐵場(chǎng)平臺(tái)下的擺動(dòng)流槽圍裙處設(shè)置兩個(gè)側(cè)吸罩， 并設(shè)置與罐口相匹配的擋煙板， 即時(shí)有效地捕集作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的煙氣；鐵、渣溝上設(shè)置有全封閉溝蓋，通過(guò)在溝側(cè)壁處抽風(fēng)，在遮蔽區(qū)域形成有效吸入氣流，防止煙塵從溝蓋縫隙處外逸。

出鐵場(chǎng)廠房為半封閉式， 斜面屋頂， 配置低墻裙。既可保證出鐵場(chǎng)的自然通風(fēng)，又可使出鐵場(chǎng)內(nèi)風(fēng)向向上，減緩風(fēng)速，提升出鐵場(chǎng)通風(fēng)效果，杜絕外圍橫向風(fēng)力對(duì)出鐵場(chǎng)除塵的影響。

4 運(yùn)行狀況

寧波鋼鐵2 500 m3高爐自2019 年7 月點(diǎn)火投產(chǎn)，出鐵場(chǎng)系統(tǒng)一直保持正常生產(chǎn)狀態(tài)。 目前，高爐出鐵場(chǎng)系統(tǒng)作業(yè)率高、設(shè)備運(yùn)行狀況良好、場(chǎng)面作業(yè)環(huán)境優(yōu)良，達(dá)到自動(dòng)化、清潔化的設(shè)計(jì)初衷，為高爐的穩(wěn)定順行提供了可靠保證。

5 結(jié)語(yǔ)

寧波鋼鐵有限公司1#2 500 m3高爐易地大修，總體裝備水平及工藝設(shè)計(jì)水平先進(jìn)， 出鐵場(chǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、作業(yè)環(huán)境優(yōu)良、系統(tǒng)運(yùn)行高效，值得在同類型高爐中推廣。