高炉及主要组成.doc

高炉及主要组成                高炉：用于冶炼液态铁水的主要设备其横断面为圆形的炼铁竖炉，用钢板作炉壳，里面砌耐火砖内衬高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五部分炉喉之上设置装料设备；炉缸上部沿圆周均匀设风口，热风通过热风围管、支管和弯头、直吹管，由风口鼓入炉内；风口平面之下有出渣口和出铁口近代巨型高炉由于渣量少，不设出渣口         高炉的主要组成部分         高炉炉壳：现代化高炉广泛使用焊接的钢板炉壳，只有极少数最小的土高炉才用钢箍加固的砖壳炉壳的作用是固定冷却设备，保证高炉砌体牢固，密封炉体，有的还承受炉顶载荷炉壳除承受巨大的重力外，还要承受热应力和内部的煤气压力，有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生的煤气爆炸的突然冲击，因此要有足够的强度炉壳外形尺寸应与高炉内型、炉体各部厚度、冷却设备结构形式相适应         炉喉：高炉本体的最上部分，呈圆筒形炉喉既是炉料的加入口，也是煤气的导出口它对炉料和煤气的上部分布起控制和调节作用炉喉直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比例适当炉喉高度要允许装一批以上的料，以能起到控制炉料和煤气流分布为限         炉身：高炉铁矿石间接还原的主要区域，呈圆锥台简称圆台形，由上向下逐渐扩大，用以使炉料在遇热发生体积膨胀后不致形成料拱，并减小炉料下降阻找力。

炉身角的大小对炉料下降和煤气流分布有很大影响         炉腰：高炉直径最大的部位它使炉身和炉腹得以合理过渡由于在炉腰部位有炉渣形成，并且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化，为减小煤气流的阻力，在渣量大时可适当扩大炉腰直径，但仍要使它和其他部位尺寸保持合适的比例关系，比值以取上限为宜炉腰高度对高炉冶炼过程影响不很显著，一般只在很小范围内变动         炉腹：高炉熔化和造渣的主要区段，呈倒锥台形为适应炉料熔化后体积收缩的特点，其直径自上而下逐渐缩小，形成一定的炉腹角炉腹的存在，使燃烧带处于合适位置，有利于气流均匀分布炉腹高度随高炉容积大小而定，但不能过高或过低，一般为3．0～3．6m炉腹角一般为790～820 ；过大，不利于煤气流分布；过小，则不利于炉料顺行         炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排放区域，呈圆筒形出铁口、渣口和风口都设在炉缸部位，因此它也是承受高温煤气及渣铁物理和化学侵蚀最剧烈的部位，对高炉煤气的初始分布、热制度、生铁质量和品种都有极重要的影响         炉底：高炉炉底砌体不仅要承受炉料、渣液及铁水的静压力，而且受到1400～1600℃的高温、机械和化学侵蚀、其侵蚀程度决定着高炉的一代寿命。

只有砌体表面温度降低到它所接触的渣铁凝固温度，并且表面生成渣皮（或铁壳），才能阻止其进一步受到侵蚀，所以必需对炉底进行冷却通常采用风冷或水冷目前我国大中型高炉大都采用全碳砖炉底或碳砖和高铝砖综合炉底，大大改善了炉底的散热能力         炉基：它的作用是将所集中承担的重量按照地层承载能力均匀地传给地层，因而其形状都是向下扩大的高炉和炉基的总重量常为高炉容积的10～18倍（吨）炉基不许有不均匀的下沉，一般炉基的倾斜值不大于0.1％～0．5％高炉炉基应有足够的强度和耐热能力，使其在各种应力作用下不致产生裂缝炉基常做成圆形或多边形，以减少热应力的不均匀分布         炉衬：高炉炉衬组成高炉的工作空间，并起到减少高炉热损失、保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用炉衬是用能够抵抗高温作用的耐火材料砌筑而成的炉衬的损坏受多种因素的影响，各部位工作条件不同，受损坏的机理也不同，因此必须根据部位、冷却和高炉操作等因素，选用不同的耐火材料         炉喉护板：炉喉在炉料频繁撞击和高温的煤气流冲刷下，工作条件十分恶劣，维护其圆筒形状不被破坏是高炉上部调节的先决条件为此，在炉喉设置保护板（钢砖）。

小高炉的炉喉保护板可以用铸铁做成开口的匣子形状；大高炉的炉喉护板则用100～150mm厚的铸钢做成炉喉护板主要有块状、条状和变径几种形式变径炉喉护板还起着调节炉料和煤气流分布的作用         高炉解体         为了在操作技术上能正确处理高炉冶炼中经常出现的复杂现象，就要切实了解炉内状况在尽量保持高炉的原有生产状态下停炉、注水冷却或充氮冷却后，对从炉喉的炉料开始一直到炉底的积铁所进行的细致的解体调查，称为高炉解体调查它虽不能完全了解高炉生产的动态情况，但对了解高炉过程、强化高炉冶炼很有参考价值         高炉冷却装置         高炉炉衬内部温度高达1400℃，一般耐火砖都要软化和变形高炉冷却装置是为延长砖衬寿命而设置的，用以使炉衬内的热量传递出动，并在高炉下部使炉渣在炉衬上冷凝成一层保护性渣皮，按结构不同，高炉冷却设备大致可分为：外部喷水冷却、风口渣口冷却、冷却壁和冷却水箱以及风冷(水冷)炉底等装置         高炉灰         也叫炉尘，系高炉煤气带出的炉料粉末其数量除了与高炉冶炼强度、炉顶压力有关外，还与炉料的性质有很大关系炉料粉末多，带出的炉尘量就大。

目前，每炼一吨铁约有 10～100kg的高炉灰高炉灰通常含铁40％左右，并含有较多的碳和碱性氧化物；其主要成分是焦末和矿粉烧结料中加入部分高炉灰，可节约熔剂和降低燃料消耗         高炉除尘器         用来收集高炉煤气中所含灰尘的设备高炉用除尘器有重力除尘器、离心除尘器、旋风除尘器、洗涤塔、文氏管、洗气机、电除尘器、布袋除尘器等粗粒灰尘（＞60～90um），可用重力除尘器、离心除尘器及旋风除尘器等除尘；细粒灰尘则需用洗气机、电除尘器等除尘设备         高炉鼓风机         高炉最重要的动力设备它不但直接提供高炉冶炼所需的氧气，而且提供克服高炉料柱阻力所需的气体动力现代大、中型高炉所用的鼓风机，大多用汽轮机驱动的离心式鼓风机和轴流式鼓风机近年来使用大容量同步电动鼓风机这种鼓风机耗电虽多，但启动方便，易于维修，投资较少高炉冶炼要求鼓风机能供给一定量的空气，以保证燃烧一定的碳；其所需风量的大小不仅与炉容成正比，而且与高炉强化程度有关、一般按单位炉容2.1～2.5m3／min的风量配备但实际上不少的高炉考虑到生产的发展，配备的风机能力都大于这一比例         对大型高炉推广应用　SS型无钟炉顶的建议        积极培育有自主知识产权的核心技术，加速关键设备的研发和国产化，是我国钢铁工业提高市场竞争力和增强可持续发展能力的        重要途径及现实选择。

我国钢铁工业要向更高的目标攀登，我国要成为钢铁强国，单从国外引进一些先进的技术与设备、上几条与世界发展水平同步的生产线，显然是不够的摆在我们面前的紧迫任务之一，就是切实做好先进、实用技术与设备的研发和推广应用，并使之尽快在钢铁工业的日常生产中发挥出更大的效益本报今日刊发的、由国内钢铁界部分知名专家撰写的《对大型高炉推广应用SS型无钟炉顶的建议》的文章，提出了一些值得关注的思路与见解，颇具指导和借鉴意义，希望能对有关钢铁企业优化生产、进一步提高核心竞争力有所帮助和启示        　　和以前的钟式或钟阀式加活动炉喉的装料设备相比，无料钟炉顶具有很大的优越性：第一是布料灵活，有利于改善布料，提高煤气利用率；第二是密封性好，有利于提高炉顶压力；第三是维修方便，有利于提高高炉作业率因此，自1972年无料钟炉顶问世以来，迅速在各国高炉上推广应用        　　在我国，1979年无钟炉顶首先在首钢二号高炉上应用，接着其它1000m3以上的大型高炉相继采用，当时除首钢外，设备多是从国外引进的大型高炉推广应用无钟炉顶的进展很快，效果很明显，然而中型高炉却一度裹足不前究其原因：一是中型高炉的炉喉直径小，且当时多为常压操作，采用无钟炉顶的必要性不如大高炉迫切；二是当时无钟炉顶价格很贵，很多厂用不起。

近些年来，随着中型高炉不断强化并且纷纷采用高压操作，利用系数从2．0左右提高到3．0以上，原来的钟式炉顶磨损加快，寿命大大缩短，迫切需要采用无钟炉顶正在这个时候，僧全松同志多年潜心研究发明的SS型无钟炉顶面世了SS型无钟炉顶功能完善，结构简单，易于制造，运行稳定，精确度高，维修方便，价格较进口设备低很多特别是它的料流调节阀，针对中型高炉批重小，应用一般调节阀容易出现布料圈数过少、炉料分布不均的情况，开发了全然不同的节流阀，批重再小也能和大高炉一样，均匀地布8～10圈或更多因此，SS型无钟炉顶自2001年2月在三明钢铁公司3号高炉（容积400m3）首次应用以来，短短两年，已有20余座中型高炉采用，另有数十座中型高炉准备使用        　　中型高炉使用SS型无钟炉顶获得成功，大高炉能不能用？攀钢高炉的成功使用，作出了肯定的回答攀钢1号高炉容积1200m3，原来使用PW型无钟炉顶，在2002年大修中，有关人员经过认真地调查比较，率先在大型高炉上使用SS型无钟设备并一举成功自2002年9月投产以来，攀钢使用SS型无钟设备的高炉运行十分稳定，控制精度很高，没有发生任何故障开炉后3天，高炉利用系数就超过2．0，其后逐月升高。

有关指标见下表：        　　攀钢1号高炉2002年9月26日开炉后逐月指标        　　实践证明，SS型无钟不仅中型高炉使用效果好，大型高炉使用效果同样好预计更大的高炉，例如2000m 3以上的高炉使用SS型无钟炉顶同样会取得很好的效果其理由是：就无钟炉顶设备来说，大高炉和中型高炉的区别仅仅在于大高炉炉喉直径更大，溜槽更长、更大，批重更重，顶压更高因此，只要把无钟炉顶设备的各个部件相应增强、加大，即可满足要求，而无钟炉顶作为一种机械设备，这一点是很容易做到的国外开发的无钟炉顶一经问世，就在不同型号的高炉上使用，SS型无钟炉顶不仅经过300～400m3高炉考验，而且已成功的应用于1200m3的大高炉实践已经证明，SS型无钟炉顶完全可以应用于各个级别的大型高炉        　　我国高炉的装备通过多年的研制、开发，绝大部分都可以应用国内技术制造了，但仍有一些单位还在不断的引进，无钟炉顶便是经常重复引进的设备之一，而且从国外引进价格很高，无疑会增加企业的开支，影响经济效益现在，有了我们自己发明的结构更简单、价格更低的无钟炉顶设备，这无疑是钢铁企业的一个喜讯，是一件值得关注与欣慰的事情。

        　　鉴于SS型无钟炉顶技术上的明显优势，价格又比进口设备低很多，采用它能给钢铁企业带来巨大的经济效益，我们建议不仅在中型高炉上推广应用，在大高炉上也要加快推广应用　　最近，我们到使用SS型无钟炉顶技术的高炉考察，得出上述SS型无钟炉顶比国外同类型设备具有优越性的结论，它已打破了国外同类设备的垄断，并已获得我国和美国、俄罗斯等国家的专利联想起另一高炉专家系统与引进技术相比所具有的优越性能，它被认为采用控制论，在世界上居领先水平而这两项技术的发明者僧全松、刘祥官，都是在这座高炉上学到钒钛矿冶炼的创新思想和操作技术后出去的从这一个高炉出来三个世界领先技术，由此，我们看到了中国钢铁工业的美好未来。