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5高爐煉鐵設(shè)備-5高爐煉鐵設(shè)備-1-5高爐煉鐵設(shè)備現(xiàn)代的()(或煉鐵車間)有幾大局部組成,即高爐本體、原料貯運(yùn)系統(tǒng)、鼓風(fēng)加熱系統(tǒng)、煤氣凈化系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、燃料噴吹系統(tǒng)等。5.1高爐本體高爐本體包括高爐根底、鋼構(gòu)造、爐襯、冷卻設(shè)備以及高爐爐型設(shè)計(jì)等。高爐的大小以高爐根底。近代高爐爐型向著大型橫向進(jìn)展,目前,世界高爐有效容積最大的是6183m3。高爐本體構(gòu)造設(shè)計(jì)的先進(jìn)、合理是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長(zhǎng)壽的先決條件,也是高爐關(guān)心系統(tǒng)設(shè)計(jì)和選型的依據(jù)。5.l.1高爐內(nèi)型高爐是一個(gè)兩頭小中間大的直立圓筒形爐子為高爐的爐型或內(nèi)型,如圖5-1所示。高爐設(shè)計(jì)時(shí)的爐子內(nèi)形稱為設(shè)計(jì)爐型,而高爐投產(chǎn)后,爐型的外形,由于后者更接近于合理爐型。圖5-2 五段式高爐內(nèi)型圖Hu—有效高度;h—死鐵層厚度;圖5-2 五段式高爐內(nèi)型圖Hu—有效高度;h—死鐵層厚度;h—爐缸高度;h012—爐腹高度;h—爐腰高度;h—爐身高度;h345 -高度;hf-—風(fēng)口高度;hz—渣口高度;d—爐缸直徑;D—爐腰直徑;d—爐喉直徑;α—爐腹角;β—爐身角11—鐵口;2—風(fēng)口;3—冷卻器;4—煤氣導(dǎo)出管;5—小料鐘;6—大料斗;7—大料鐘;8—爐殼;9—爐襯;10—渣口;11—爐底;12—爐基現(xiàn)代高爐內(nèi)型一般由爐缸、爐腹、爐腰、爐身和爐喉五段組成,各局部名稱及尺寸常用符號(hào)如圖5-2Hu為高爐的有效高度,即從鐵口中心線到大鐘開(kāi)啟位置的下緣之間的距離。5-5-10-高爐煉鐵設(shè)備而體積收縮的需要,又符合煤氣上升過(guò)程中冷卻收縮和高溫煤氣上升不至燒壞爐腹磚襯的特點(diǎn)。高爐內(nèi)型作為一個(gè)外部條件對(duì)整個(gè)冶煉過(guò)程起著重要的作用。內(nèi)型的合理與否,對(duì)高爐一代的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及壽命有很大的影響。高爐有效容積V系五段容積之和,是爐料在爐內(nèi)實(shí)際占有的容積。一般定義為:由高爐出鐵口中心線所在水平面到大料鐘下降位置下沿水平面之間的容積。高爐大小用“有效容積”100m31000m3以下的中型高爐和2023m3以上大型高爐。我國(guó)已投產(chǎn)的最大高爐是上海寶山鋼鐵總廠的1號(hào)高爐,容積為4063m3,目前寶鋼和首鋼正在設(shè)計(jì)興建5500m3以上的巨型高爐。高爐大型化是高爐煉鐵進(jìn)展的必定趨勢(shì),有利于在保證和改善生鐵質(zhì)量的前提下,降低生產(chǎn)每噸生鐵的建設(shè)費(fèi)和能耗。高爐爐襯三局部組成。熱損失,并形成確定的冶煉空間及爐型。爐殼起密封渣、鐵和煤氣的作用,并擔(dān)當(dāng)確定建筑構(gòu)造的任務(wù)。冷卻器用來(lái)保護(hù)爐襯、爐殼,其布置輪廓在很大程度上打算著操作爐型狀態(tài)。鍵。諸破壞因素作用的大小主要受制于溫度的凹凸保持好了,內(nèi)襯則可能長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作。對(duì)高爐爐襯的質(zhì)量要求到達(dá)以下的要求:在高溫下,應(yīng)當(dāng)不熔化、不軟化、不揮發(fā);在高溫、高壓條件下能保持爐體構(gòu)造的強(qiáng)度;耐熱沖擊、耐磨蝕的性能要強(qiáng);具有對(duì)于鐵水、爐渣和爐內(nèi)煤氣等的化學(xué)穩(wěn)定性;具有適當(dāng)?shù)膶?dǎo)熱率.同時(shí)又不影響冷卻效果。這些特性,對(duì)高爐不同部位上的耐火材料來(lái)說(shuō),其側(cè)重點(diǎn)是不同的。爐墻耐火磚(如粘土磚、高鋁磚、剛玉磚、不定形耐火材料等)和碳質(zhì)耐火材料(如碳磚、石墨碳磚、石墨碳化硅磚、自結(jié)合或氮結(jié)合碳化硅磚和搗打材料等)兩大類。爐底耐火磚。2050年月以前,爐底都是使用粘土耐火磚。后來(lái)由于出鐵量增加,爐底侵蝕愈益嚴(yán)峻,不斷發(fā)生爐底燒穿事故,成為制約高爐壽命的主要環(huán)節(jié)之一。因此自60年月?tīng)t底(5-3)(5-4)和陶瓷杯爐底技術(shù)(5-5)在大中型高爐中已普遍承受。圖5-3 圖5-3 綜合爐底構(gòu)造示意圖1—冷卻壁;2—炭磚;3—碳素填料;4—水冷管;5—黏土磚;6—保護(hù)磚;7—高鋁磚;8—耐熱混凝土5-4全碳磚爐缸爐底構(gòu)造圖圖5-5 陶瓷杯構(gòu)造1—?jiǎng)傆衲獊?lái)石磚;2—黃剛玉磚;3—-燒成鋁炭磚;4-—半石墨化自焙炭磚;5—保護(hù)磚;6—爐殼封板;7—水冷管;8—測(cè)溫電偶;9—鐵口中心線;10、11—東西渣口中心線;12—爐殼拐點(diǎn)爐腹、爐腰和爐身。爐腹、爐腰和爐身下部是高爐內(nèi)襯侵蝕最嚴(yán)峻的部位,尤其難以形爐腰到爐身下部的耐火材料應(yīng)具有良好的耐磨性、抗熱沖擊性和化學(xué)侵蝕的力氣。此部位耐火磚現(xiàn)趨向使用純的氧化物(如純氧化鎂、純剛玉)、純碳(石墨或半石墨磚)或純碳?xì)W洲多用無(wú)結(jié)合劑的高密度碳化硅磚,日本多用氮化物結(jié)合的碳化硅磚。前者效果遠(yuǎn)比粘土磚、剛玉磚或其它方式結(jié)合的碳化硅磚為好。用氣孔率低、強(qiáng)度高的粘土磚。爐喉。主要受固體爐料的摩擦和夾帶爐塵的高速煤氣流沖刷作用,還有裝入爐料時(shí)溫度1耐磨損耐急冷急熱的要求。也有用SiC磚于此處,并獲成功的例子。5.l.3高爐冷卻設(shè)施高爐冷卻設(shè)施作用上打算著高爐壽命的長(zhǎng)短,并對(duì)高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有重要影響。其主要作用表現(xiàn)在:型,延長(zhǎng)壽命。形成保護(hù)性渣皮.保護(hù)爐襯。保護(hù)爐殼、支柱等金屬構(gòu)造,免受高溫影響。(4)有些冷卻設(shè)備還可以起到支持局部磚襯的作用。冷卻方法高爐系統(tǒng)的冷卻一般有強(qiáng)迫冷卻和自然冷卻兩種。強(qiáng)迫冷卻具有冷卻強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn),但自然冷卻(噴水)設(shè)備簡(jiǎn)潔,故小高爐常用外部噴水冷卻的方法。目前,強(qiáng)迫冷卻用的冷卻介質(zhì)有水冷、風(fēng)冷和汽化冷卻三種。5-6自然循環(huán)汽化冷卻示意圖1-汽包;2-下降管;3-上升管;5-6自然循環(huán)汽化冷卻示意圖1-汽包;2-下降管;3-上升管;4-冷卻設(shè)備;5-供水管1/4,故無(wú)法用于熱負(fù)荷較高的部位,但風(fēng)冷比水冷安全性高。汽化冷卻是目前高爐冷卻上的一項(xiàng)技術(shù).它是利用接近飽和溫度的以水,在冷卻器內(nèi)受熱汽化時(shí)大量吸取熱量的原理到達(dá)冷卻設(shè)備的目的(5-6)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可大量節(jié)約工業(yè)用水,可為缺水地區(qū)建設(shè)鋼鐵廠供給便利條件。冷卻設(shè)備高爐有以下冷卻裝置和專用冷卻設(shè)備;圖5-7 冷卻壁根本構(gòu)造a圖5-7 冷卻壁根本構(gòu)造a—渣鐵口區(qū)光面冷卻壁bcd—中間帶凸臺(tái)鑲磚冷卻壁冷卻壁。它是內(nèi)部鑄有無(wú)縫鋼管的鑄鐵板,裝在磚村和爐殼之間。冷卻留有光面和鑲磚的兩種,其構(gòu)造如圖5-7所示。光面冷卻壁用于爐底和爐缸,鑲磚冷卻壁用于爐腹、爐腰和爐身下部。冷卻水箱(冷卻板)。這是埋設(shè)在高爐磚襯中的冷卻器。其材質(zhì)以鑄鐵為主,也有用銹鋼和鋼板焊接的。從外形上可分為扁平臥式和支梁式,其構(gòu)造如圖5-85-9所示。圖圖5-9 冷卻水箱5-8冷卻板a—支梁式;b—扁水箱風(fēng)口裝置。從熱用爐來(lái)的熱風(fēng)先通過(guò)呈環(huán)狀圍圍著高爐的圍管中,再經(jīng)風(fēng)口裝置進(jìn)入高爐,5-10所示。風(fēng)口裝置由熱風(fēng)圖5-10 風(fēng)口裝置l—風(fēng)口;2—風(fēng)口二套;3—風(fēng)口大套;4—直吹管;5—彎管:6—鵝頸管;7—熱風(fēng)圍管;8—拉桿;9—吊環(huán);10—銷子;11—套環(huán)易于機(jī)械化。

圖5-11 渣口裝置4—渣口大套;5—冷卻水管;6—爐皮;7、8—大套法蘭;9、10—固定楔;11—擋桿有用銅板焊接而成的。(5-11)。渣口是用青銅或紫銅鑄成的空腔式水套,渣口二套也是青銅鑄成的中空水套,渣口三套和大套是傳有螺旋形水管的鑄鐵水冷套,4063m34個(gè)鐵口。5-125-12開(kāi)爐生產(chǎn)前的鐵口123爐殼4冷卻壁;5—填料;6—爐墻磚;7—爐缸環(huán)砌炭磚;8—磚;9—保護(hù)板圖5-13 開(kāi)爐后生產(chǎn)中的鐵口狀況——〔硬殼α—鐵口角度;1—?dú)埓娴臓t墻砌磚;2—鐵口孔道;3—爐墻渣皮;4—舊堵泥;5—出鐵時(shí)泥包被渣、鐵侵蝕的變化;6—堵泥;7—爐缸焦炭;8—?dú)埓娴臓t底砌磚;9—10—鐵口框架鐵口裝置。鐵口是在爐缸耐火磚墻上砌筑的孔道內(nèi)填以耐火泥漿做成的,每次出鐵后要用堵口泥堵塞,開(kāi)爐生產(chǎn)前的鐵口(圖5-12),開(kāi)爐后生產(chǎn)中的鐵口狀況(圖5-13)。鐵口四周的爐殼,因頻繁地受到出鐵時(shí)的熱力作用,很易破壞。這局部爐殼用無(wú)冷卻的鑄鋼框架加固,框架與爐殼之間一般承受鉚接,中小高爐也有用焊接的。現(xiàn)在國(guó)外高爐鐵口爐皮亦用噴水冷卻。爐底冷卻。隨著高爐冶煉的進(jìn)一步強(qiáng)化,爐底侵蝕嚴(yán)峻,爐基常常消滅過(guò)熱現(xiàn)象。為延長(zhǎng)爐底壽命,通常在爐底耐火磚下面進(jìn)展強(qiáng)制冷卻,5-14為5-15為我國(guó)某高爐的水冷爐底構(gòu)造圖。高爐根底從而破壞它們之間的聯(lián)系,并使之發(fā)生危急的變形。高爐根底構(gòu)造的一般形式如圖5-16所示。它是由鋼筋混凝土做成的一個(gè)整體,一局部露出地面,稱為基墩;一局部埋入土中,稱為基座。為了擴(kuò)大爐基的底面積,基座放大成懸臂狀。爐 圖5-16 高爐根底圖5-15 水冷爐底構(gòu)造圖 1—冷卻壁;2—水冷管;3—耐火磚;4—爐底磚;5—耐熱混凝土基墩;6—鋼筋混凝土基座高爐金屬構(gòu)造爐腰托圈(爐腰支圈)、爐頂框架、斜橋、各種管道、平臺(tái)、過(guò)橋以及走梯等。對(duì)鋼構(gòu)造的要求是:簡(jiǎn)潔耐用,安全牢靠,操作便利,簡(jiǎn)潔修理和節(jié)約材料。高爐構(gòu)造形式。初始的高爐爐墻很厚,它既是耐火爐村又是支持高爐及其設(shè)備的構(gòu)造。但隨著爐容擴(kuò)大,冶煉的強(qiáng)化,高爐砌體的壽命大為縮短,從而總結(jié)出構(gòu)造分別的原則。即受力不受熱,受熱不受力,以延長(zhǎng)高爐壽命。和冷卻方式。我國(guó)高爐根本上有四種構(gòu)造形式,如圖5-17所示。圖5-17 高爐本體鋼構(gòu)造d—獨(dú)立式爐殼。爐殼的主要作用是承受載荷,固定冷卻設(shè)備和利用爐外噴水來(lái)冷卻爐襯,以保證內(nèi)部的煤氣壓力,有時(shí)還要抵抗煤氣爆炸、崩料、坐料等突然事故沖擊,因此要求爐殼具有足夠的強(qiáng)度。3種:爐缸支柱、爐身支柱和爐體框架,如圖5-17中a、b、c所示。爐頂框架。為了便于爐頂設(shè)備的檢修和維護(hù),在爐頂法蘭水平面上設(shè)有爐頂平臺(tái)。爐頂平臺(tái)上有爐頂框架,用來(lái)支撐大小料鐘的平衡桿,安裝大梁和受料漏斗等。爐頂裝料裝置還打算著高爐中修甚至大修的期限。雙鐘式爐頂(馬基式爐頂)馬基式爐頂,即雙鐘帶小料斗旋轉(zhuǎn)式布料器,其構(gòu)造見(jiàn)圖5-18。它是由以下局部組成的:小料鐘下降時(shí)便落入大料斗內(nèi)。當(dāng)小料鐘幾次下降后,在小料鐘關(guān)閉的狀況下,大料鐘下降,將煤氣的逸出。圖5-19并罐式無(wú)鐘爐頂裝置示意圖圖5-19并罐式無(wú)鐘爐頂裝置示意圖1—移動(dòng)受料漏斗;2—上密封閥;3—均壓放截流閥;7—下密封閥;8—眼鏡閥;9—中心1011旋轉(zhuǎn)溜槽;13—溜槽更換裝置4—煤氣封罩;5—爐頂封板;6—爐頂法蘭;7—小料斗下部?jī)?nèi)層;8—小料斗下部外層;9—小料斗上部;10—小齒輪;11—大齒輪;12—支撐輪;13—定位輪;14—小鐘桿;15—鐘桿密封;16—軸承;17—大鐘桿吊掛件;18—小鐘桿吊掛件;19—放散閥;20—均壓閥;21—小鐘密封;22—大料斗上節(jié);23—受料漏斗無(wú)鐘爐頂無(wú)料鐘爐頂在建大中型高爐中得到了很好的普及,它是由盧森堡保爾烏斯公司在1970年P(guān)W5-19所示。這種爐頂完全取消了大小料鐘,承受各有一個(gè)密封閥。當(dāng)料倉(cāng)的上密封閥開(kāi)啟、下密封困關(guān)閉時(shí),則處在裝料狀態(tài)。后之則為卸料。串罐式無(wú)鐘爐頂也稱中心排料式無(wú)鐘爐頂,其構(gòu)造如圖5-20所示。無(wú)鐘爐頂設(shè)備由于取消了笨重的大小料鐘.而且布料上有很大的靈敏性,因此在大高爐上的使用已日益廣泛,目前世界上已有近百座高爐裝了無(wú)鐘爐頂。使用這種設(shè)備的缺點(diǎn)是把握和傳動(dòng)系統(tǒng)較簡(jiǎn)潔,要求有較高的監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化水平;對(duì)原燃料的粒度上限要求嚴(yán)格,否則簡(jiǎn)潔卡料。原料供給系統(tǒng)供料系統(tǒng)是指原料運(yùn)到高爐車間到裝入高爐的過(guò)程。在現(xiàn)代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中,煉鐵原料的供給系統(tǒng)包括兩局部,以高爐貯礦槽為界:第一局部是指從原料進(jìn)廠到高爐貯礦槽頂。主要完成原料的卸、堆、取、運(yùn)等作業(yè),依據(jù)需要進(jìn)展裂開(kāi)、篩分、混勻和洗礦等工序,起到貯存、處理供給原料的作用。其次局部是從高爐貯礦槽到高爐爐頂,它保證按規(guī)定準(zhǔn)時(shí)向高爐供給不同品種、數(shù)量充分的原料。75%大中型高爐車間都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動(dòng)化,小高爐也依據(jù)具體原料的卸車、貯存與運(yùn)輸

圖5-20串罐式無(wú)鐘爐頂裝置1—上料皮帶機(jī);2—擋板;3—受料漏斗;4—上閘閥;5—上密封閥;6—稱9—中心喉管;l0—旋轉(zhuǎn)溜槽;11—中心導(dǎo)料器機(jī)。原料入廠后可以承受火車或皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至礦槽。原料的堆存、取料和混勻在貯料場(chǎng)進(jìn)展,貯存量應(yīng)依據(jù)運(yùn)輸距離、運(yùn)輸方式的牢靠程度、礦20~30天考慮。廠內(nèi)自產(chǎn)燒結(jié)礦和焦炭通常不在貯礦場(chǎng)存放中。貯礦槽、焦槽它主要是中間倉(cāng)庫(kù),起短期貯備的作用。貯礦槽和焦槽的容積與數(shù)目,要依據(jù)料種多少、高10個(gè),焦槽一般為兩個(gè),分列斜橋左右,上有房蓋防雨。槽下供料槽下供料目前有兩種方法,即稱量車和帶式運(yùn)輸機(jī)。稱量車供料用稱量車完成取料、稱量、運(yùn)輸和卸料。但稱量車設(shè)備浩大,投資多,維護(hù)困難,也不簡(jiǎn)潔實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此,建大高爐已不再使用。帶式運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)潔,投資少,簡(jiǎn)潔實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;缺點(diǎn)是只適應(yīng)于原料品種少和冷燒結(jié)礦的高爐。爐頂上料系統(tǒng)向爐頂上料系統(tǒng)是把爐料運(yùn)送到爐頂?shù)脑O(shè)備,目前主要有料車上料和皮帶上料機(jī)兩種形式。以前大多數(shù)高爐都承受料車上料,近年來(lái),由于高爐向大型化進(jìn)展,要求運(yùn)輸爐料力氣加大,故建大型高爐廣泛承受皮帶上料系統(tǒng)。料車斜橋上料裝置爐都承受兩個(gè)相互平行的料車上料,一個(gè)上升,一個(gè)下降,彼此起著平衡作用。皮帶上料系統(tǒng)建大中型高爐上料系統(tǒng)的必定選擇。皮帶上料機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是上料力氣大,可連續(xù)上料,效率高;設(shè)備簡(jiǎn)潔,重量輕,投資少;簡(jiǎn)潔實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。缺點(diǎn)是必需使用冷礦和使用的原料品種少。送風(fēng)系統(tǒng)高護(hù)送風(fēng)系統(tǒng)是由鼓風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)管道、熱風(fēng)爐、熱風(fēng)管道、煤氣管道、廢氣管道以及設(shè)置在上述管道上的各種閥門(mén)和煙囪、煙道等所組成的。高爐鼓風(fēng)機(jī)高爐大型化和超高壓操作,鼓風(fēng)機(jī)也向著大流量、高壓力、高轉(zhuǎn)速、大功率、高自動(dòng)化水平的方向進(jìn)展。目前軸流鼓風(fēng)機(jī)的力氣已到達(dá):風(fēng)量10000m3/min,風(fēng)壓7.0×105N/m2,功率70000kW。廣泛承受的離心鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量已達(dá)5000m3/min,風(fēng)壓4.5×105N/m2,功率22023kw。目前我國(guó)小高爐多承受離心式的羅茨風(fēng)機(jī)。鼓風(fēng)機(jī)因此失速的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象一旦發(fā)生,不僅會(huì)損壞風(fēng)機(jī),而且由于送往高爐的鼓風(fēng)壓力急劇下降,還會(huì)引起鐵水和爐渣向風(fēng)口倒灌以及爐內(nèi)煤氣向送風(fēng)系統(tǒng)倒流的危急。因此在實(shí)際運(yùn)行中,為了避開(kāi)發(fā)生飛動(dòng),必需安裝安全裝置。5-21于某種緣由偏離正常運(yùn)行工況區(qū)而進(jìn)入防止飛動(dòng)曲線以左的區(qū)域時(shí),安全閥就起作用,從而可防止飛動(dòng)的發(fā)生。 圖5-21 鼓風(fēng)機(jī)特性曲線熱風(fēng)爐系統(tǒng)熱風(fēng)爐是高爐熱風(fēng)的加熱設(shè)備。鑒于蓄熱式熱風(fēng)爐只能交替加熱和送風(fēng),所以每座高爐通常配備2~4座蓄熱式熱風(fēng)爐。近年來(lái).為了強(qiáng)化高爐操作,高溫鼓風(fēng)已成為一種重要手段。為此,正不斷改進(jìn)熱風(fēng)爐的構(gòu)造型式和所使用的耐火材料。5-22風(fēng)升溫的蓄熱室和加熱此蓄熱室的燃燒室所組成。在構(gòu)造上,有將燃燒室和蓄熱室放在同一個(gè)圓筒形爐殼之內(nèi)的內(nèi)燃式,也有將燃燒室獨(dú)立砌筑于蓄熱室之外的外燃

1—飛動(dòng)曲線;2—防止飛動(dòng)曲線;3—正常運(yùn)行工況區(qū)圖5-22 內(nèi)燃式熱風(fēng)爐l—煤氣管道;2—煤氣閥;3—燃燒器;4—燃燒室;5—熱風(fēng)管道;6—熱風(fēng)閥;7—大墻;8—爐殼;9—拱頂;10—蓄熱室;11—隔墻;12—冷風(fēng)管道;13—冷風(fēng)閥;14—煙道閥;15—支柱;16—爐箅子式。無(wú)論是哪一種型式,蓄熱室都是由大量的帶孔耐火磚(格子磚)砌筑而成的。5-23所示它們?cè)诠绊敇?gòu)造形式各有不同特點(diǎn)。這些外燃式熱風(fēng)爐使用硅磚砌筑時(shí),其熱風(fēng)溫度可達(dá)1350℃。熱風(fēng)爐的性能即加熱力氣,取決于格子磚的受熱面積(加熱面積)。從實(shí)際運(yùn)行效果來(lái)看,高爐每1m360~80m2左右。熱風(fēng)溫度是由加熱面積、鼓風(fēng)量、拱頂最高溫度、熱風(fēng)爐的操作制度等打算的。圖5-23圖5-23外燃式熱風(fēng)爐構(gòu)造示意圖a—拷貝式;b—地得式;c—馬琴式;d—日鐵式頂燃式熱風(fēng)爐又稱為無(wú)燃燒室熱風(fēng)爐,其構(gòu)造如圖5-24a所示,圖5-24b所示為頂燃式熱風(fēng)爐和分布形式應(yīng)滿足燃燒后的煙氣在蓄熱室內(nèi)均勻分布的要求。煤氣凈化除塵系統(tǒng)高爐煤氣含有CO2、H23350~4186kJ/m3,可作為熱風(fēng)爐、鍋爐、焦?fàn)t25%~30%,但從高爐引出的煤氣狀態(tài)參數(shù),如壓力、溫度、發(fā)熱值、含濕量、含塵量等,不能滿足用戶對(duì)其質(zhì)量的要求。一般含塵量達(dá)10~40g/m3,這種煤氣稱為粗煤氣或荒煤氣,不經(jīng)處理不能作為燃料使用。因灰塵會(huì)高爐煤氣進(jìn)展處理。要求凈煤氣含塵量小于10mg/m3。除塵的根本原理

圖5-24 頂燃式熱風(fēng)爐a—構(gòu)造示意圖;b—平面布置圖1—燃燒器;2—熱風(fēng)出口;3—煙氣出口;4—冷風(fēng)入口高爐煤氣帶出的塵粒為0~500μm,顆粒在空氣中沉降,由于空氣有確定粘度,故沉降速度并不是以重力加速度9.8m/s2而不斷加大的,顆粒沉降遇到空氣阻力,當(dāng)速度加大到使阻力和重力相等時(shí),沉降就以等速度進(jìn)展了。故粒徑越小比重越輕的顆粒,具有較大的外表積,受空氣的浮力作用愈大,所到達(dá)的沉降速度愈低,愈不易沉積。100μm除塵設(shè)備有重力除塵器、離心除塵器等。除去更小的塵粒則稱為精除塵,除塵設(shè)備有文氏管、電3種;(l)慣性力。當(dāng)氣流方向轉(zhuǎn)變時(shí),塵粒具有慣性力,使其連續(xù)前進(jìn)而分別出突。加速度力??繅m粒具有比氣體分子更大的重力,離心力和靜電引力而分別。束縛力。主要是通過(guò)過(guò)篩和過(guò)濾的方法,擋住塵粒連續(xù)前進(jìn)。常用除塵設(shè)備高爐系統(tǒng)常用的除塵器有以下幾種:重力除塵器圖5-25 重力除塵器;2圖5-25 重力除塵器;2—除塵器;3—清灰口;4—中心導(dǎo)入管;5—塔前管器。這類除塵器的除塵效率可達(dá)80%~85%,除塵后的煤氣含塵量可降低到1~4g/m3。洗滌塔除塵設(shè)備是洗滌塔,常設(shè)在重力除塵器之后,其構(gòu)造如圖5-26所示。進(jìn)展熱交換,使煤氣溫度降低,同時(shí)煤氣中的灰塵被水滴所潮濕,彼此分散成大顆粒,由于重力煤氣由塔頂管道導(dǎo)出。經(jīng)洗滌后煤氣含塵量降到1g/m3以下,除塵效率達(dá)80%~85%,煤氣溫度冷40℃以下,降低了煤氣中飽和水。目前承受的洗滌塔有木格式和空心式兩種。因空心式具有構(gòu)造簡(jiǎn)潔、節(jié)約木材、投資省、除塵效果好等優(yōu)點(diǎn),故一般承受空心塔較合理。有些高爐承受溢流文氏管做半精細(xì)除塵設(shè)備。圖5-26 圖5-26 洗滌塔a—空心洗滌塔;b—常壓洗滌塔水封裝置;c—高壓煤氣洗滌塔的水封裝置1—煤氣導(dǎo)人管;2—洗滌塔外殼;3—噴嘴;4—煤氣導(dǎo)出管;5—人孔;6—給水管;11—排水溝文氏管和靜電除塵器常被用來(lái)作為精除塵設(shè)備。20mg/m3以下。煤氣壓力愈高,除塵效率越高,所以適應(yīng)于高壓操作。調(diào)壓閥組管之前應(yīng)設(shè)置減壓裝置。對(duì)高爐來(lái)說(shuō)它是一個(gè)增壓閥組,是獲得高壓的設(shè)備,故又稱高壓閥組。它不僅用來(lái)調(diào)壓,同時(shí)也可降溫除塵。脫水器帶有灰塵使煤氣除塵實(shí)際效果變壞。因此,必需重視煤氣脫水。脫水器的種類很多,我國(guó)高爐煤氣除塵系統(tǒng)中常用的有檔板式、重力式和旋風(fēng)式3種。靜電除塵器在高爐爐頂壓力不超過(guò)0.2MPa的中小高爐上,為了得到合塵量較低的煤氣,可用靜電除塵器作精細(xì)除塵設(shè)備,它可將煤氣凈化到含塵10mg/m3以下。這種除塵器效率高、耗電量少(一般0.7kW·h/1000m3),但其投資高,因此,應(yīng)依據(jù)條件打算是否選用。布袋除塵高爐煤氣干式除塵是在高溫條件下進(jìn)展煤氣凈化的技術(shù),有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。圖5-27 布袋除塵器示意圖1—布袋;2—反吹管;3—脈沖閥;4—脈沖氣包;5—箱體;6—排灰口300m3級(jí)以上高爐承受布袋除塵系統(tǒng)的已占同255-27圖5-27 布袋除塵器示意圖1—布袋;2—反吹管;3—脈沖閥;4—脈沖氣包;5—箱體;6—排灰口渣鐵處理系統(tǒng)為保證高爐正常生產(chǎn)勞動(dòng)條件。目前高爐渣鐵處理的一般流程如圖5-28所示。高爐高爐鐵罐車鑄鐵機(jī)倉(cāng)庫(kù)沖水渣渣罐車煉鋼渣場(chǎng)5-28渣鐵處理系統(tǒng)流程圖出鐵場(chǎng)風(fēng)口平臺(tái)。在鐵口側(cè)布置著出鐵場(chǎng),場(chǎng)上配置有鐵水溝(圖5-29)、砂口(撇渣器)、可進(jìn)展更換風(fēng)口和觀看風(fēng)口等作業(yè)。3~4個(gè)出鐵口,為操作便利有的承受環(huán)形出鐵場(chǎng)。作,一般大中型高爐爐前配備有開(kāi)鐵口機(jī)、堵鐵口泥炮、堵渣機(jī)。現(xiàn)代大型高爐還有換風(fēng)向機(jī)等其它設(shè)備。5高爐煉鐵設(shè)備-5高爐煉鐵設(shè)備-15-5-295-29鐵水主溝爐渣處理。高爐爐渣的處理,取決于對(duì)其利用途徑的選擇,傳統(tǒng)的罐車車一棄渣場(chǎng)的處理法,已被淘汰。目前廣泛承受的是水淬處理,其次是干渣塊利用,此外還有少量的渣棉及其它用途。高爐噴吹系統(tǒng)高爐經(jīng)風(fēng)口噴吹煤粉已成為節(jié)焦和改進(jìn)冶煉工藝最有效的措施之一缺的焦炭,而且有利于改進(jìn)冶煉工藝:擴(kuò)展風(fēng)口前的盤(pán)旋區(qū),縮小呆滯區(qū);降低風(fēng)口前的理論燃等等??傊?,高爐噴煤既有利于節(jié)焦增產(chǎn),又有利于改進(jìn)高爐冶煉工藝和促進(jìn)高爐順行,受到世界各國(guó)的普遍重視。除了煤粉外,還可向高爐噴吹重油、焦油、瀝青和自然氣、焦?fàn)t煤氣或石油裂化氣等。噴煤工藝及設(shè)備高爐噴煤系統(tǒng)主要由原煤貯運(yùn)、煤粉制備、煤粉噴吹、熱煙氣和供氣等幾局部組成,其工藝5-30所示。圖5-30 高爐噴煤系統(tǒng)工藝流程高爐冶煉對(duì)所噴吹燃料的工藝及設(shè)備要求是:能保證連續(xù)、穩(wěn)定、均勻地噴入爐內(nèi),計(jì)量準(zhǔn)確、調(diào)整靈敏,設(shè)備簡(jiǎn)潔、安全牢靠。5-315-32分別為高爐煤粉串罐和并罐噴吹系統(tǒng)示意圖。原煤貯運(yùn)系統(tǒng)。原煤用汽車或火車運(yùn)至原煤場(chǎng)進(jìn)展堆放、貯存、裂開(kāi)、篩分及去除其中金備系統(tǒng)的原煤倉(cāng)內(nèi)。煤粉制備與輸煤系統(tǒng)。為了便于氣動(dòng)輸送和保證煤粉在高爐風(fēng)口區(qū)獲得較高的的燃燒效率,要求煤粉細(xì)度小于180網(wǎng)目(0.088mm)的占85%以上,含水量小于1.0%,通常設(shè)有制粉車間。制粉包括原煤卸車、貯存、枯燥、細(xì)磨、收粉和煤粉的貯存等。5高爐煉鐵設(shè)備-5高爐煉鐵設(shè)備-16-圖5-31 串罐噴吹工藝—塞頭閥2—煤粉倉(cāng)電子秤—煤粉倉(cāng)—軟連接圖5-31 串罐噴吹工藝—塞頭閥2—煤粉倉(cāng)電子秤—煤粉倉(cāng)—軟連接閥;7—中間罐充壓閥;8—中間罐電子秤;9—均壓閥;10—中間罐;11—中間罐流化軟連接;14—下鐘閥;15—噴罐電子秤;17—噴吹罐;18—流化器;19—給煤球閥;20—混合器圖5-32 并罐噴煤系統(tǒng)l—塞頭閥;2—煤粉倉(cāng);3—煤粉倉(cāng)電子秤;4—軟連接;5—噴吹罐;6—噴吹罐電子秤;7—流化器;8—下煤閥;9—混合器;10—安全閥;11—切斷閥;12—安排器;13—充壓閥;14—放散閥圖5-33 上出料倉(cāng)式泵2—給煤閥;3—充壓閥;4—噴出口;5—沸騰板;6—沸騰閥;7—?dú)馐遥?—補(bǔ)氣閥煤粉噴吹系統(tǒng)。噴吹的設(shè)施主要包括煤粉倉(cāng)、貯煤罐、噴吹罐及輸送系統(tǒng)和噴槍。按噴吹罐工作壓力不同,可分為高壓噴吹裝置和常壓噴吹裝置。貯煤和噴吹作業(yè)交替進(jìn)展,貯煤罐接收煤粉裝滿后,便停頓裝煤作業(yè),關(guān)閉鐘閥。需向噴煤罐輸煤時(shí),先向輸煤罐充壓,再翻開(kāi)鐘閥向噴吹罐裝煤,噴吹罐總是處于高壓狀態(tài)。噴吹罐下部入直吹管。熱煙氣系統(tǒng)。將高爐煤氣在燃燒爐內(nèi)燃燒生成的熱煙氣送入制粉系統(tǒng),用來(lái)枯燥煤粉。(5)氮?dú)?、氧氣及少量的蒸汽。壓縮空氣用于輸送煤粉,氮?dú)庥糜跓熋褐苽浜蛧姶迪到y(tǒng)的氣氛惰化,蒸汽用于設(shè)備保溫。圖5-34 螺旋泵構(gòu)造示意圖1—螺桿;2—壓蓋;3—可調(diào)的壓重(6)安全措施系統(tǒng)。煤粉是粉狀可燃物,其粒圖5-34 螺旋泵構(gòu)造示意圖1—螺桿;2—壓蓋;3—可調(diào)的壓重噴煤技術(shù)的進(jìn)展高爐實(shí)際應(yīng)用噴煤技術(shù)始于20世紀(jì)60得到大的進(jìn)展。20世紀(jì)70年月末,發(fā)生了其次次石油危機(jī),世界范圍內(nèi)高爐停頓噴油。為了避開(kāi)20世紀(jì)90年月,西歐、美國(guó)和日本的一批焦?fàn)t開(kāi)頭老化,由于環(huán)保及投資等緣由,很難建和改造焦?fàn)t。為保持原彌補(bǔ)焦炭缺乏,從而不建焦?fàn)t的戰(zhàn)略性技術(shù)。另外,全世界煉焦用煤資源日益短缺,在世界范技術(shù)的進(jìn)步主要表達(dá)在以下幾方面:噴煤設(shè)備大型化和裝備水平的提高洲高爐的煤比每噸鐵已突破200kg,焦比降至每噸鐵300kg250kg,焦比250kg的目標(biāo)邁進(jìn)。我國(guó)寶鋼高爐噴吹煤比每噸鐵已實(shí)現(xiàn)295kg,進(jìn)入世界先進(jìn)展列。噴吹煤粉確定量的增計(jì)量和調(diào)整精度方面。噴煤量可以依據(jù)高爐要求自動(dòng)調(diào)整,噴煤量計(jì)量精度可以把握在1%誤差范圍內(nèi),各風(fēng)口噴吹煤粉的均勻性把握在3%的誤差范圍內(nèi)。高爐富氧噴煤1000℃時(shí),在不富氧的條件下,煤粉噴吹量每噸鐵不宜超過(guò)100kg,否則,煤粉不能完全燃燒,引起煤焦置換比下降,并且可能引起只有富氧和噴煤相結(jié)合,才能大幅度提高產(chǎn)量,降低焦炭消耗。生產(chǎn)實(shí)踐證明,高爐鼓風(fēng)中富氧率每增加1%,噴煤量每噸鐵約增加13kg,生鐵產(chǎn)量增加3%。國(guó)外大噴煤量高爐的用氧量已到達(dá)每噸鐵40~70m3。噴吹煙煤或煙煤與無(wú)煙煤混合噴吹我國(guó)長(zhǎng)期噴吹無(wú)煙煤,其優(yōu)點(diǎn)是含碳量高,揮發(fā)分低,噴吹安全。但是不易燃燒,煤質(zhì)硬,制粉能耗高;隨著無(wú)煙煤貯存量的削減,無(wú)煙煤質(zhì)量逐年下降,灰分含量增多,使得煤焦置換比降低,高爐冶煉的渣量增大,不利于高爐生產(chǎn)。改噴煙煤,擴(kuò)大了噴煤煤種,從煤的儲(chǔ)量及分布有利于高爐順行,并且煤質(zhì)軟,易磨碎,制粉能耗低。但是噴吹煙煤時(shí),特別是噴吹高揮發(fā)分、強(qiáng)爆炸性煙煤時(shí),安全性差,易爆易燃,必需實(shí)行相應(yīng)的安全保護(hù)措施。目前我國(guó)噴吹煙煤技術(shù)已經(jīng)成熟。目前我國(guó)局部高爐承受煙煤和無(wú)煙煤混合噴吹技術(shù)取得了良好的效果高,置換比上升。生產(chǎn)實(shí)踐說(shuō)明,無(wú)煙煤中配加確定比率的煙煤后,其燃燒率明顯提高。濃相輸送20m/s以上,而濃相輸送的速度則小于10m/s。由于煤粉流速的降低,對(duì)管道及設(shè)備的磨損會(huì)大大減小。煙煤噴吹的安全措施煤粉爆炸的條件率高,但其安全性較差。噴吹煙煤的關(guān)鍵是防止煤粉爆炸。產(chǎn)生爆炸的根本條件是:必需具備確定的含氧量。煤粉在容器內(nèi)燃燒

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