1800m3高爐渣鐵處理系統(tǒng)設(shè)計(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)包頭地區(qū)原料條件下1800m3高爐渣鐵處理系統(tǒng)設(shè)計冶金06-2 趙德義 指導(dǎo)教師 王永斌摘 要 高爐渣鐵處理系統(tǒng)設(shè)計包括出鐵場的設(shè)計鐵水處理系統(tǒng)設(shè)計和爐渣處理系統(tǒng)設(shè)計。通過比較分析現(xiàn)在國內(nèi)高爐出鐵場布置形式及其生產(chǎn)實踐情況，依據(jù)以爐建爐及先進合理的思想，本設(shè)計選用了兩個矩形出鐵場。其優(yōu)點在于能很好的適應(yīng)高爐的強化冶煉，渣鐵溝布置合理，渣鐵分布均勻；自然通風(fēng)條件優(yōu)越，爐前操作環(huán)境好。高爐生產(chǎn)的鐵水主要是供給煉鋼，最重要的鐵水處理設(shè)備是鐵水罐車，所選的魚雷罐車熱損失較小，鐵

2、水成分均勻，磚襯壽命長，并可在其中進行爐外脫硫和脫磷。爐渣處理設(shè)備是工作穩(wěn)定，符合最新環(huán)保要求的環(huán)保型INBA法處理設(shè)備，兩套設(shè)備可以保證水渣處理率在95%以上。關(guān)鍵詞：渣鐵處理；矩形出鐵場；魚雷罐車；環(huán)保型INBAAbstract The design of blast furnace slag-iron processing system includes the design of casthouse and the design of hot metal treatment system and slag processing system. By the comparative an

3、alysis of the casthouse arrangement form and the production practice situation of domestic blast furnace, basing on the advanced reasonable idea of building blast furnace by blast furnace. This is designed as rectangular double casting house type. It is advantages are good ad- aptation strengthens t

4、he smelting of the blast. The slag iron ditch is reasonably designedthe even slag and hot metal distribution by big taphole angle and the good casthouse operation enviro- nment by the superior natural ventilation condition. The hot metal produced by blast furnace mainly supplies for steel-making. th

5、e most important equipment of the hot metal treatment the ladle-car, selects the torpedo car which has the advantages of the smallest heat loss, the even hot metal composition ingredient, the long brick lining life, and carring on the desulphurization and dephosphorization outside the furnace. the s

6、lag processing equipment is the environment friendly INBA equipment whose work is stable and which meets the newest and the harshest environmental protection requirement. The two sets of equipment can guarantee that the blast furnace granulated slag rate reaches above 95%.Key words: slag-iron proces

7、sing; rectangular double casting; torpedo car; environment friendly INBA 1.綜述隨著高爐大型化和高壓化的發(fā)展，現(xiàn)代大型高爐生產(chǎn)能力逐漸增大，目前的大型高爐日產(chǎn)量可達到萬噸以上，此外還有四五千噸爐渣。如何將如此大量的生鐵和爐渣及時的從爐內(nèi)放出，運輸和處理，是穩(wěn)定高爐操作，提高生產(chǎn)率的重要問題?，F(xiàn)代高爐生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)基本上實現(xiàn)了機械化，但目前國內(nèi)爐前操作仍停留在20世紀(jì)50年代的水平，沒有擺脫繁重的體力勞動。所以選定渣鐵處理設(shè)施時既要注意生鐵的回收，又要安排爐渣的綜合利用。即注意不斷提高勞動生產(chǎn)率為高爐進一步強化創(chuàng)造條件，好

8、要加速實現(xiàn)爐前操作機械化，進行遠(yuǎn)距離控制，減輕繁重的體力勞動，改變爐前工作環(huán)境。 鐵、渣處理是高爐生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。鐵、渣處理系統(tǒng)的設(shè)施主要包括：風(fēng)口平臺與出鐵場，開鐵口機，堵鐵口機，堵渣口機，換風(fēng)口機，渣罐車，鐵水罐車，鑄鐵機以及爐渣水淬設(shè)施等1。2.工藝計算在進行煉鐵計算時，需要用到完整的物料化學(xué)成分，但是現(xiàn)場給出的成分往往是不完整的。比如鐵礦石（天然礦或燒結(jié)礦）給出的成分常常有FeO、CaO、SiO2、Al2O3、MgO等幾種化合物的含量，直接用他們進行計算會造成較大的誤差，因此要進行準(zhǔn)確的工藝計算，必須對給出的原料成分進行加工計算2，把原料成分補齊并平衡成100%。 由物料平衡可計算出列

9、物料平衡表2.1。表2.1 物料平衡表物料收入 物料支出項目數(shù)量（kg）項目數(shù)量（kg）礦石1651.373生鐵1000.000焦炭423.676爐渣322.300煤粉150煤氣2436.439硅石17.577煤氣中水42.452鼓風(fēng)1606.534爐塵56.579總計3849.160總計3857.770已知高爐有效容積為1800 m3，高爐有效利用系數(shù)v=2.2 t/m3d。故高爐日產(chǎn)鐵量：P=Vuv=18002.2=3960t/d3. 渣鐵處理系統(tǒng)設(shè)計3.1 風(fēng)口平臺設(shè)計 風(fēng)口平臺系爐前操作人員活動的平臺，通過風(fēng)口觀察爐況，更換風(fēng)口，放渣、維護鐵口及渣、鐵溝和檢查冷卻設(shè)備，操縱一些閥門等。

10、本設(shè)計風(fēng)口平臺采用架空式結(jié)構(gòu)，較風(fēng)口中心線低1250 mm，留有2%卸水坡度，其操作面積隨爐容大小和渣溝布置而異，一般由爐殼外徑算起,凈寬度取5 m。風(fēng)口平臺和出鐵場均采用空架式結(jié)構(gòu)，即支持在鋼筋混凝土柱子上的預(yù)制鋼筋混凝土板平臺。其下面作為倉庫，存放溝泥，炮泥。其上面填充厚1.2 m的砂子。并在渣鐵溝底面與樓板之間砌筑耐火磚。最上面一層立砌一層紅磚。3.2 出鐵場的設(shè)計在鐵口側(cè)布置著鐵鉤和下渣溝的爐前平臺叫出鐵場。本設(shè)計采用雙矩形出鐵場。出鐵場平臺較風(fēng)口平臺低1.5 m。高度：與渣鐵溝流嘴下沿距離5.5 m。設(shè)計出鐵場在主溝區(qū)域平坦，其余部位由中心面兩側(cè)和由鐵口端部隨渣鐵溝走向坡度一致。爐子

11、下邊設(shè)有四條鐵水罐停放線。設(shè)有擺動流嘴，可對鐵水導(dǎo)向。為了便于出鐵場物料的裝卸作業(yè)，采用公路與出鐵場相連通，汽車可以直接駛?cè)氤鲨F場平臺。出鐵場與風(fēng)口平臺通過坡道連接，可以承受2t叉車行駛，給更換風(fēng)口帶來很大方便。3.2.1 鐵口 鐵口是高爐鐵水流出的通道，它由鐵口框、保護板、鐵口框架內(nèi)砌耐火磚套和泥套構(gòu)成,本設(shè)計共設(shè)三個鐵口，不設(shè)渣口，渣鐵混出一方面節(jié)省了渣口的維護時間，另一方面也有利于鐵水的脫硫。三個鐵口呈Y字行布置，其中兩個鐵口間夾角為70，另外兩鐵口間夾角145。出鐵口設(shè)在爐缸下部的死鐵層之上，是一個通向爐外的孔道。鐵口能否維護正常深度，完全靠出鐵堵泥后所形成的泥炮層和渣皮來維護，因此要

12、求泥炮的泥必須耐渣鐵的沖刷。有水炮泥因含有一定量的黏土，因?qū)嵝圆缓们矣兴魵馀懦?，易變形和產(chǎn)生裂縫，會導(dǎo)致泥炮裂斷，使鐵口變淺。圖3.1為鐵口構(gòu)造3。圖3.1 出鐵口的構(gòu)造圖1一鐵口通道；2一鐵口框架；3一爐殼； 4一冷卻壁； 5填料；6一爐墻磚；7一爐缸環(huán)砌炭磚；8一泥套； 9保護板3.2.2 出鐵主溝 從鐵口到撇渣器之間的一段鐵鉤叫主鐵溝，以下叫支鐵溝。其構(gòu)造是在80 mm厚的鑄鐵槽內(nèi)砌一層115 mm的黏土磚，上面搗以碳素耐火泥。鐵水和熔渣從鐵口出來，首先經(jīng)過撇渣器，然后按渣鐵比重進行分離。鐵水正常流速38 t/min，熔渣速度26 t/min。排渣口底部為50 30斜坡。渣流在主溝內(nèi)

13、成90方向改變。渣鐵粒受慣性的影響，很快沉降，及利于渣鐵分離。主鐵溝長度取13 m，溝上口寬度1300 mm，溝下口寬度900 mm，深度1000 mm。3.2.3 出鐵支溝和渣溝 支鐵溝的結(jié)構(gòu)與主鐵溝相同，溝上口寬度600mm，下口寬度350mm，溝深350mm。鐵溝坡度5%，在流嘴處10%。渣溝的結(jié)構(gòu)是在80mm厚的鑄鐵槽內(nèi)搗層墊溝料，鋪上河沙即可，渣溝的坡度在撇渣器附近較大，約為20%30，流嘴處為10其它地方為6。為了控制渣、鐵流入指定流嘴，有渣、鐵閘門控制4。3.2.4 撇渣器撇渣器（砂口）是出鐵時渣鐵分離的設(shè)施。撇渣器的主要作用是利用渣、鐵水密度不同而使之分離，達到鐵溝不過渣，渣溝

14、不過鐵，鐵流經(jīng)撇渣器時暢通，使渣鐵順利分離5。撇渣器中部的大閘起撇渣作用；前部的砂壩起排渣作用；中間的通道為流鐵通道；后部小井是鐵流的出口；底部是一放殘鐵的小孔，便于撇渣器的修補。撇渣器整體由鋼板焊接而成，內(nèi)部由耐火搗打料打制成。表3.1 撇渣器參考數(shù)據(jù)小井爐容 過道孔 大閘 上口 下口 井深 砂口眼 砂壩 存鐵量寬高 厚度 長寬 長寬 直徑 平均寬/m3 /mmmm /mm /mmmm /mmmm /mm /mm /mm /t1800 450250 800 450500 400450 700 250 400 103.2.5 擺動流嘴鐵水?dāng)[動流嘴設(shè)在出鐵場盡頭，安裝在出鐵場鐵水溝下面，其作用是

15、把經(jīng)鐵溝流出的鐵水轉(zhuǎn)換到左右任意方向，注入出鐵場平臺下的鐵水罐車中。因擺動流嘴的主體是嵌入耳軸式的，并用耳軸傳動，所以修理時只要拆下流嘴主體就能在溝槽修理場修理。驅(qū)動裝置是風(fēng)動機，在不能供給壓縮空氣的緊急情況下可改為電動或手動。擺動溜槽長3m最大擺動角為20擺動時間為10s。在采用擺動流嘴時，需要有兩個鐵水罐車。圖3.2為擺動流嘴的簡單結(jié)構(gòu)圖圖3.2 擺動流嘴 1一支架；2一搖臺；3一搖臂；4一擺動流嘴；5曲柄連桿傳動裝置；6驅(qū)動裝置；7鐵水罐車3.3 爐前主要設(shè)備的選擇 爐前設(shè)備主要有開鐵口機、堵鐵口泥泡、爐前吊車、換風(fēng)口機等。3.3.1 開口機 開鐵口機就是高爐出鐵時打開出鐵口用的設(shè)備。開

16、鐵口機按其工作原理常分為鉆孔式和沖鉆式兩種。目前高爐普迫采用的為鉆孔式，部分高爐采用氣動沖鉆式。沖鉆式是目前比較先進的開鐵口機械。圖3.3 沖鉆式開鐵口機1導(dǎo)軌；2升降裝置；3旋轉(zhuǎn)正打擊機；4滑臺；5反打擊機；6釬桿；7釬桿吊掛裝置；8對中裝置；9掛鉤；10送進裝置沖鉆式開鐵口機由起吊機構(gòu)、轉(zhuǎn)臂機構(gòu)和開口機構(gòu)組成。開口機構(gòu)中鉆頭以沖擊運動為主，同時通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使鉆頭產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，即既沖擊又旋轉(zhuǎn)。鉆頭的沖擊和旋轉(zhuǎn)是靠開口機構(gòu)的主要組成部分的正逆打擊機動作來實現(xiàn)的。正逆打擊機是一個氣動裝置，類似于鑿巖機，它具有正打擊、逆打擊和旋轉(zhuǎn)等三個功能，三個功能可單獨作用，也可以是其中兩個功能，即正打旋轉(zhuǎn)或逆

17、打旋轉(zhuǎn)同時作用。沖鉆石開鐵口機較為優(yōu)越，更適合1800m3高爐使用。其技術(shù)性能如下表所示。表3.2沖鉆式開鐵口機的技術(shù)性能項目 參數(shù) 項目 參數(shù)鉆桿行程 /mm 5500 逆沖打頻率/MHZ 27.5開口深度/ mm 4000 轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)角度/（） 145155鉆頭直徑/mm 4058 轉(zhuǎn)筆旋轉(zhuǎn)時間/s 3555鋼釬直徑/mm 4060 軌梁提升時間/s 1015鉆桿轉(zhuǎn)速/r/min 1500（max） 壓縮空氣工作壓力/Mpa 0.50.7正沖打頻率/MHZ 25.83.3.2 泥炮堵鐵口泥炮是用來堵鐵口的設(shè)備。對泥炮的要求是：泥炮工作缸應(yīng)具備足夠的容量，能供給需要的堵鐵口泥量，有效地堵塞出鐵

18、口通道和修補爐缸前墻，使前墻厚度達到所要求的出鐵口深度；活塞應(yīng)有足夠的推力，以克服較密實的堵鐵口泥的最大運動阻力，并將堵鐵口泥分布在爐缸內(nèi)壁上；工作可靠，能適應(yīng)高爐爐前高溫、多粉塵、多煙氣的惡劣環(huán)境；結(jié)構(gòu)緊湊，高度矮??；維修方便。本設(shè)計采用BG型液壓矮炮，其主要技術(shù)參數(shù)見表3.36。圖3.3 BG型液壓矮泥炮1炮身；2冷卻板；3走行輪；4門型框架；5壓炮油缸；6轉(zhuǎn)臂；7機座；8回轉(zhuǎn)油缸；9錨鉤；10泥套；11導(dǎo)向槽；12固定軸表3.3 BG300型液壓矮炮技術(shù)性能項目 參數(shù) 項目 參數(shù)泥缸有效容積/m3 0.28泥塞工作推力/KN 3000泥塞上炮泥單位壓力/Mpa 11.89泥缸直徑/mm

19、580炮嘴內(nèi)徑/mm 150油缸直徑/mm 400工作油壓/Mpa 25活塞有效行程/mm 1050吐泥速度/m/s 0.213.3.3 換風(fēng)口機高護風(fēng)口燒壞后必須立即更換。本設(shè)計只要采用我國吊掛式換風(fēng)口機。其主要技術(shù)性能如下：液壓錘沖擊能，卸風(fēng)口錘為0.75 kJ，裝風(fēng)口錘為0.5 KJ，液壓錘一次沖擊松動(或撞擊)量，5 mm；液壓錘最大沖擊頻率，20次min；立校升降油缸拉力28 kN；挑桿油缸拉(推)力,伸縮油缸拉力22 kN，推力325kN；擺動油缸拉力38kN，推力425kN。 3.4 鐵水處理設(shè)備設(shè)計3.4.2 魚雷式鐵水罐車隨著高爐大型化和冶煉強化的要求，鐵水罐車的容量必須相應(yīng)

20、擴大，但是罐的高度和直徑受到出鐵廠高度和軌道間距的限制。為了克服這一缺點設(shè)計了大型魚雷式鐵水罐車（圖4.9）。魚雷式較上述罐式鐵水車熱量損失小，形成的殘渣鐵量少，鐵水成分均勻，磚襯壽命長，同時可在魚雷車內(nèi)進行爐外脫硫脫磷。縮短了出鐵廠長度，減少了鐵溝的維修量和爐前廢鐵量。魚雷罐車的外殼是焊接的，旋轉(zhuǎn)軸線高出幾何軸線110 mm，這樣空鐵水罐或裝滿鐵水時保持罐的重心均在旋轉(zhuǎn)軸線以下，運行時不會傾翻。鐵水罐是由一個圓柱體和兩個圓錐體組成，樞軸固定在圓錐體的端部，鐵水罐靠本身兩端的樞軸支撐在兩臺單獨的車架的軸承上。罐的傾翻機構(gòu)和電動機裝在其中一臺車架上。每臺車架支撐在兩臺雙軸小車上7。圖3.4魚雷式

21、鐵水罐車1車鉤；2底盤；3雙軸小車；4平衡梁；5齒環(huán)；6軸座；7軸；8鐵水罐；9傳動齒輪；10減速機；11減震器3.4.4 出鐵場除塵設(shè)施高爐在放渣、出鐵時產(chǎn)生大量煙塵污染環(huán)境，因此必須除塵。高爐出鐵場煙氣除塵一般采取兩種方式，本設(shè)計采取第一種方式是在主鐵溝、渣鐵分離器上面設(shè)置活動梯形頓制封罩、在出鐵支溝、下渣溝及鐵水流嘴等處鋪設(shè)鋼蓋板。封罩及蓋板內(nèi)均襯以耐火材料保護層，并在適當(dāng)位置設(shè)置抽風(fēng)管道，通過抽風(fēng)機將煙氣抽至除塵設(shè)備進行凈化處理。3.5 爐渣處理系統(tǒng)設(shè)計在高爐煉鐵生產(chǎn)中，爐渣的處理工藝主要分為干渣和水渣處理兩種。干渣法是將高爐渣放進干渣坑用空氣冷卻，并在渣層面上灑水，采用多層薄層放渣法

22、，冷后破碎成適當(dāng)粒度的致密渣塊。水渣法：是在爐前用高壓水或機械將爐渣沖制成水渣,再經(jīng)過渣水分離，沖渣水循環(huán)使用，成品水渣可作為水泥原料、混凝土骨料等。水渣與干渣相比，優(yōu)點非常明顯:渣粒度小，易粉碎；生產(chǎn)方法集中，并可在離高爐較遠(yuǎn)處進行；生產(chǎn)能力較高。根據(jù)水渣的過濾方式的不同，可分為濾池過濾，有代表性的主要有沉渣池法和底濾法；脫水槽脫水，有代表性的主要有拉薩法和永田法；機械脫水，有代表性的主要有螺旋法、INBA法、圖拉法(輪法)、圓盤法。最后從生產(chǎn)和環(huán)保方面出發(fā)，本設(shè)計采用環(huán)保型INBA水渣處理裝置。環(huán)保型因巴水系統(tǒng)分粒化水和冷凝水兩個系統(tǒng)，冷凝水系統(tǒng)主要用來吸收蒸汽、二氧化硫、硫化氫。與冷、熱

23、因巴比較，環(huán)保型因巴最大的優(yōu)點是硫排放量很低，它把硫大部分轉(zhuǎn)移到循環(huán)水系統(tǒng)中8。包頭原料條件下1800m3設(shè)有三個出鐵口，不設(shè)渣口，所以在東西兩側(cè)個設(shè)有兩套INBA水渣系統(tǒng)，這樣就可以保證高爐水渣處理率在95%以上，因此還應(yīng)設(shè)有干渣坑，在事故時出渣。本設(shè)計從工藝上就體現(xiàn)水系統(tǒng)的循環(huán)使用；從工藝布置上將水渣過濾和沖渣水的循環(huán)冷卻設(shè)施靠近布置，可以節(jié)省大量耐磨管，還能減少水渣系統(tǒng)的維修工作量。水渣處理系統(tǒng)主要由水渣粒化裝置、水渣過濾裝置、水渣輸送及貯存裝置、?；h(huán)水系統(tǒng)、補充水系統(tǒng)、事故供水系統(tǒng)、清洗水系統(tǒng)及壓縮空氣系統(tǒng)組成。高溫液態(tài)渣經(jīng)熔渣溝進入爐渣?；瘏^(qū)，水渣沖制箱噴出高速水流使熔渣水淬冷卻，形成顆粒狀的水渣。渣水混合物經(jīng)水渣溝、水渣槽和水渣分配器送入轉(zhuǎn)鼓過濾器進行渣水分離。過濾后的水渣由水渣膠帶運輸機送至成品槽貯存和進一步脫水并用汽車外運，濾出的水經(jīng)集水槽溢流進入?；h(huán)水系統(tǒng)，冷卻后再送入水渣沖制箱循環(huán)使用(如圖3.5)。本設(shè)計從工藝上就體現(xiàn)水系統(tǒng)的循環(huán)使用；從工藝布置上將水渣過濾和沖渣水的循環(huán)冷卻設(shè)施靠近布置，可以節(jié)省大量耐磨管，還能減少水渣系統(tǒng)的維修工作量。圖3.5 環(huán)保型INBA工藝流程下表3.4為主要工藝設(shè)備的參考數(shù)據(jù)9：表3.4主要設(shè)備