宣钢9号高炉采用的新技术.pdf

宣钢9 号高炉采用的新技术魏小珍张仲新( 宣化钢铁公司炼铁厂宣化0 7 5 1 0 3 )摘要在充分分析现实条件的基础上，宣钢9 号高炉建设应用了一系列新技术：如日本N D K 炭砖+ 瑞尔( 法国)陶瓷杯缸结构、薄壁炉墙+ 铜冷却壁+ 铸铁冷却壁+ 软水密闭循环的冷却结构、新嘉恒渣处理技术、国产申罐无料钟炉顶，环缝洗潦煤气清洗工艺等先进技术，为宣锕9 号高炉创造先进水平，实现高教，长寿、节能、环保奠定了坚实基础美键词高炉技术进步炉型设计冷却系统煤气清洗1 概况宣钢现有1 座1 3 5 0 m 3 高炉、1 座4 5 0m 3 及4 座3 0 0 m 3 级小高炉，总容积3 0 0 0 m 3 ，年产量约3 2 0 万t 2 0 0 3 年，宣钢炼钢厂8 0 吨转炉( 2 ×8 0 t ) 投产后，铁钢出现新的不平衡，炼铁生产能力出现不足，不仅不能适应炼钢生产发展的需要，而且成为公司实现规模效益的制约为达到年产4 5 0 万t 以上，最终实现宣钢5 0 0万t 规模，公司决定建设1 座1 8 0 0 m 3 ( 9 号) 高炉，高炉主要设计参数见表l 表l 宣钢9 号高炉主要设计参数 2 主要设计原则( 1 ) 以“高产、优质、低耗、长寿”技术方针作为本次高炉设计的基本原则。

2 ) 在总结学习国内大高炉生产经验的基础上，结合目前国内同类型高炉的成功经验，采用先进、成熟和有明显经济效益的新工艺、技术和设备，使9 号高炉的技术装备水平能达到国内比较先进水平 3 ) 优化设计采取有效措施，控制投资，降低工程造价，节省工程投资 4 ) 设备材料的供应立足国内，严格控制外汇使用 5 ) 采用节能技术，合理利用能源 6 ) 发展循环经济，加强对环境的综合治理，改善劳动条件，提高环境质量3 总图及工艺设备平面布置9 号高炉建设在8 号高炉热风炉以西，炼钢厂1 8 吨炉区以南，7 号高炉以东，宣钢棒材厂以北的原炼钢厂6 吨平炉的区域内9 号高炉困受总地形图的限制，总图布置较为困难武汉钢铁设计院及宣钢设计院的设计人员根据现场的物流运输路线并结合现有特定场地条件，经过多次论证优化，确定如下所示的总图方案为最终设计方案 1 ) 采用特殊的半岛式布置方式，将高炉、热风炉、渣处理、喷煤设施、重力除尘器、环缝洗涤煤气清洗、T R T 等工艺设施布置在出铁线北侧 2 ) 充分利用8 号高炉的供料系统，将矿槽及有关转运站等设施布置在主供料系统的西侧，并改造了喷——5 3 7 ——吹系统贮煤场，使9 号、8 号高炉各自独立的喷吹系统共用一个原煤场。

9 号高炉单列贮矿焦槽布置在高炉中心线东侧，采用皮带上料方式；( 3 ) 高炉设矩形双出铁场，东西出铁场各设一个铁口，对应每个出铁口设置两条铁水罐停放线，采用7 5吨铁水罐车运送铁水；每个出铁场对应设置一套嘉恒法炉渣粒化处理装置，两套水渣处理装置可以互用，在东侧设置干渣场，农渣直接通过皮带转运到水渣存放仓，水渣存放仓设置在高炉北侧铁路线的上方热风炉布置在高炉西侧，3 座热风炉与高炉成一列式布置；除尘器布置在东北侧；喷煤主厂房布置在除尘器的北侧，原煤场利用8 号高炉的原场地并通过改扩建，原煤可以通过皮带转运至喷吹主厂房制粉系统4 矿槽及上料系统槽下供料系统由矿槽、焦槽、给料筛分及称量设备、皮带运输机、烧结及球团返矿仓、矿石焦炭除铁器、碎焦分级及焦丁回收系统、通风除尘设施、液压站及润滑系统等组成高炉矿、焦槽为单列布置，位于主皮带的东侧矿石和焦炭在槽下采用分散筛分、分散称量，不设中间称量斗，落人同一条供料皮带再经主皮带转运至炉顶矿、焦槽分别有6 个烧结矿槽，每个有效容袭29 号高炉上料主皮带的主要性能积4 5 0m 3 ，贮存烧结矿4 8 6 0 t ；4 个焦炭槽，每个有效容积4 5 0m 3 ，贮存焦炭9 0 0 t 。

还设有球团矿仓2个、杂块矿仓2 个、小粒度烧结矿仓、小块焦仓各1个，并设置小粒度矿和焦丁筛分回收楼槽下产生的各种粉尘，采用脉冲长布袋除尘装置收集处理上料主皮带主要性能见表2 上料主皮带采用4 台2 0 0 k W 电动机驱动，正常工作时3 台工作，l 台备用，采用连续工作制5 炉顶装料系统与高压操作设备项目数值矿石最大运输量，t , q a焦炭最太运轱量，t ／h提升额角提升高度．m腔带宽度，1 1 1 -胶带建度．m ^胶带机水平长度i n电动机功率．k W( 1 ) 高炉炉顶由装料设备、均排压装置、炉顶液压站及集中润滑站、放散阀组、炉顶冷却设备、检修吊车和炉顶框架式钢结构等组成9 号高炉炉顶采用国产串罐无钟炉顶制备，其主要结构参数：上、下料罐有效容积4 0 m 3 ；上部料闸D N l 0 0 0 m m ，上密封阀D N l l 5 0 m m ，下密封阀D N 9 0 0 ；布料溜槽长3 ．2 m ，旋转速度为8 r ／m i n ，倾动速度为1 ．6 0 ／s ，正常工作倾角范围为：2 ～5 3 ‘；料流河节阀m 0 ～7 5 0 m m ；上部料罐为固定式，气密箱采用水玲和氮封结构。

2 ) 炉顶布料设有多环、单环、扇形、定点四种方式以多环布料为基本方式由计算机控制系统按布料矩阵自动控制单环布料设有自动和手动，而扇形和定点布料只设手动，仅在特殊情况下使用布料过程中．计算机可采用“重量法”可“时间法”给定比例阀的料流开度值，并可以通过计算机程序自学习利用修正模型来实现准确布料多环布料是按装料程序中的设定，自动地将物料布在炉喉断面不同的环位上的一种布料方式，布料顺序是从外环向内环，每次布料环数和每环上的布料圈数，可根据无料钟布料模型来设定，并根据数学模型的推定来进行修正，以获得最佳的布料矩阵，从而得到合理的煤气流分布，达到炉况顺行的目的每个矿批或焦批布料按圈考虑，布料环数可以在1 8 个倾角位置上任选 3 ) 均压系统由一次均压和二次均压组成一次均压介质为半净煤气，二次均压采用N 2 对排压放散的煤气不设回收装置炉顶设有2 台整体式机械探尺和一台雷达探尺，其中机械探尺的探测深度l 台为0～2 4 m ，1 台为0 ～6 m 在炉顶大平台设有液压站和干油润滑站炉顶各阀门采用液压传动6 高炉炉体系统6 ．1 钢结构和炉型——5 3 8嚣等冀紫O3采用自立式矩形框架结构，高炉共设2 6 个风口。

2 个出铁口，无渣口内型及参数如表3 所示设计炉型的主要特点是趋于矮胖高径比达2 ．4 1 2 ，炉缸及死铁层较深，有利于高炉强化冶炼操作、容纳渣铁和接受风量，减弱渣铁环流侵蚀表39 号高炉内型的主要参数项目数值高炉有敛容积v u ，T 一炉缸直径d I I h ∞_炉躁直径D ．m m炉喉直径d 1 ．m m 炉缸高度h l ，嗍炉腹高度h 2 ．m I n炉腰高度h 3 ．m m炉身高度h 4 ，n l l - t l炉喉高度h 5 ．n u n死铁层高度h 0 ．1 3 ^ v 1 1有救高度H u ，m m风口高度h i “ ，m m炉艘角度t炉身角度B炉缸面积A ，甜高径比H u ／D单位炉缸面积占有的高炉容积v u ／A6 ．2 高炉内衬结构和材质炉底、炉缸采用“陶瓷杯+ 全炭砖炉底”结构 此结构不仅有良好的抗渣铁侵蚀性，还可控制8 0 0 ℃等温线保持在陶瓷材料中，避免炭砖的环裂，可保证高炉一代寿命1 2 ～1 5 年，甚至可达2 0 年长寿炉缸应该是一个适宜材料( 黑材料、白材料和辅助材料) 有机构成的耐火材料砌体合理的砌体结构需要材料性能的支持，适宜的材料性能只有通过合理的结构才能充分发挥出效能。

宣钢9 号高炉采用的瑞尔公司开发的整体式陶瓷杯结构具有稳定( 不漂浮) 、密闭( 不钻铁、钻渣) 且可有效释放应力等特征由于陶瓷杯具有良好的保温性能．使炉缸操作具有了充足的热量储备，高炉很容易实现强化冶炼，可控性和可操作性较好，为高炉稳定顺行，获得好的操作指标创造了良好的条件具体结构如下：炉底板上至水冷管至以下浇注料R I A 8 C 找平层；炉底板上水冷管至炉底满铺石墨砖的炭捣料T P ～9 B M ( 日本N D K ) 找平层；炉底一层满铺国产( 兰炭) T 1 及其周边捣打T P - - 9 B M 捣打料；炉底三层满铺国产 ( 武彭公司) T 2 、T 3 、T 4 及其周边捣打T P - - 9 B M 捣打料；炉底一层满铺N D K B c _ 一7 s 微孔炭砖L A Y E R A 及其周边捣打T P 一9 B M 捣打料；炉底陶瓷杯垫为一层8 0 0 r a m 的R L 7 0 M L C ( 瑞尔莫来石质陶瓷杯垫) 中心砖和八环R L 7 0 M L C 环形砖及环高4 0 0 r a m 的形状不同的R L 8 9 M N c ( 瑞尔灰刚玉质陶瓷杯壁) 及R L 7 0 M L C 两环砖组成。

陶瓷杯壁用灰刚玉R L 8 9 M N C 大块砖，杯壁外侧为环形N D KB c 一7 s 微孔炭砖及其周边捣打T P 一9 B M 捣打料；铁口内环组合砖用灰刚玉R L 8 9 M N C 大块砖外环用N D K B C - - 8 S R 超微孔炭砖；风口区 域采用抗侵蚀性能良好的大块风E l 组合砖R L 8 9 M N C 炉底砌一层7 5 m m 厚的牯土保护砖，炉缸砌一层7 5 m m 宽的牯土保护砖风1 2 1 下沿采用薄炉衬，炉腹及以上部位不再砌砖，采用具有不同性能的喷涂料6 ．3 炉体冷却系统及设备9 号高炉冷却全部采用工业净软水循环冷却，风口小套采用高压水( 工作压力1 ．6 一1 ．5 M P a ) ，风n 中套为中压水( 工作压力1 ．0 一O ．9 M P a ) ，其余为常压水( 工作压力0 ．6 M P a ) 6 ．3 ．1 冷却设备形式采用全炉体冷却方式炉体采用常压水冷，共1 4 段冷却壁其中5 、6 、7 段为铜冷却壁炉底、炉缸3 段采用四进四出形水管R T C r 铸铁的光面冷却壁，风口带为球墨铸铁光面冷却壁，炉腹至炉身下部5 、6 、7 段为铜冷却壁，炉身中、上部8 、9 、1 0 段为冷面有蛇形管的镶砖球墨铸铁冷却壁，镶砖为氮化硅结合碳化硅砖( S i 3 N 。

一S i c ) ，炉身第1 1 段为镶砖球墨铸铁冷却壁镶砖为氮化硅结合碳化硅砖( S b N 4 - - S I C ) ，炉身上部1 2 、1 3 段为浸磷粘土砖镶砖球墨铸铁冷却壁．炉身1 4 段为球墨铸铁倒扣不镶砖光面冷却壁炉底采用水玲6 ．3 ．2 软水工艺流程泵站主供水泵组降温后的软水送至冷却壁供水环管，一部分冷却冷却壁直管，另一部分经过炉底水冷管再冷却冷却壁8 、9 、1 0 段的蛇形管；两部分回水至圆水集管回水中的一部分经高压增压泵组供风口小套冷却一部分经中压增压泵组供风I S I 中套热风阀及倒流阀冷却所有回水均进入脱气罐脱气后经回水总管进入蒸发式换热器经冷却降温后循环使用整个系统运行过程中是密闭循环的6 ．3 ．3 净环水系统主要用户为高炉炉顶洒水、高炉后期炉皮洒水、风口打水、喷煤、除尘风机及各系统液压站一5 3 9 ——勰嚣篓淼翟=篇篇一工艺流程：各使用单位后的回水利用其余压上蒸发式冷却器，冷却后的水进回水池，根据各单位用水压力不同，分别用泵组加压送至各用户循环使用为保证系统水质，设有过滤器及加药装置和排污等水质稳定设施高炉本体用净环水主要设备，系统包括无钟炉顶供水泵组、液压站供水泵组、炉皮喷水等直流供水泵组、循环泵站旁通过滤器过滤供水及反洗供水泵组、蒸发式冷却器供水泵组。

净环水主管所用区域：1 、炉顶摄像；2 、齿轮箱二次水；3 齿轮箱冷却用水净环为单独循环系统工业水主管所用区域：1 、风口事故用水；2 、炉顶洒水；3 、炉壳外喷水；4 、其它临时用水6 ．4 风口装置共设风I Z l2 6 个，风口中、小套采用贯流式风口结构，材质为具有高导热性能的纯铜，每个小套的出水口及部分进水口设。