邯宝2×3 200 m3高炉系统工程设计及采用的新技术

阀、泄压阀、流化装置、煤粉仓底部流化床及锥部流化嘴、喷煤阀、分配器以及关键的检测元件采用国外产品，其余设备均由国内供货。

(10)鱼雷罐修理库。

320t鱼雷罐修理库由冷却场、解体场、砌筑间及干燥场等作业区组成。

主要设备有：内衬解体机、装载机、切砖机、磨砖机、喷补机、给料、干燥设备等。

(11)铸铁机。

为解决高炉开炉初期生产的不适宜炼钢的铁水及炼钢车间定期检修时生产的一部分铁水，在作适当产能调整的同时，考虑设置铸铁机。

铸铁机主要技术参数：链轮中心距(斜长)74．48m；生产能力260t／h；铸铁机生产率70％；链带运行速度12～19m／min；铸铁块重量6×8kg。

2高炉系统工程公辅设施配置
2．1公辅设施组成
公辅设施主要有：机械化贮运(原、燃料供应设施、原煤贮运、水渣贮运)、热力设施(鼓风机站、冷风、蒸汽、压缩空气输配)、燃气设施(高炉煤气净化系统、TRT、高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、氧气和氮气输配)、给排水设施(软水、净化水、工业水、消防水、生活水、雨水等)、通风除尘设施、空调采暖设施、电力输配、电气传动、仪表、计算机、自动化控制、电讯、总图运输、铁路信号、消防、安全、卫生、环保设施、地上、地下综合管网等系统。

2．2主要的公辅设施配置
(1)机械化贮运。

由原燃料供应及返矿、粉焦运输、原煤贮运、水渣贮运组成。

烧结矿从烧结厂，球团矿、块矿、杂矿从原料场，通过3条皮带(B=1 200mm，Q=1 200t／h)运至高炉矿槽内；焦炭从焦化厂，通过l条皮带(B=1 400mm，Q=400t ／h)运至焦槽内。

返矿和粉焦用皮带或汽车运输。

2座高炉喷吹用的原煤在一个面积为156 m×35 131的干煤棚内贮存，通过配煤后经皮带送入原煤仓。

水渣通过皮带送贮存量约2．2万t的水渣堆场，可用火车或汽车运出。

(2)热力设施。

2座高炉配鼓风机组3台，2台进口，1台国产，型号全部为AV90—15电动全静叶可调轴流压缩机组。

风机主要性能为：Q=7710Nm3／min，P=0．471 MPa(表压)，额定功率42000kW。

控制采用DCS系统，可以完成开机、运行、停机各过程运行参数的集中监视、调节控制和连锁保护。

采用变频软启动、同步并网方式启动机组。

(3)燃气设施。

包括高炉煤气净化系统，高炉煤气余压透平发电装置(TRT系统)及区域内的高炉、焦炉、转炉、氧气、氮气等能源介质输配系统及特种消防设施。

高炉煤气净化工艺采用引进PW公司环形缝隙洗涤塔(AGS)技术。

该工艺结构紧凑，占地小，设备安全可靠，煤气质量好，环保好。

AGS的关键设备环缝元件、喷嘴、水位液动控制阀、切断阀、水位连续测量装置、液位开关阀为引进。

TRT透平主机采用湿式二级轴流反动式、两级全静叶自动可调，具有平稳启动、调速、并网、调功率(或压力)等功能。

发电机选用无刷励磁、同步发电机，额定功率18000kW，额定电压10.5 kV，发电机采用空气密闭循环冷却。

(4)通风除尘。

出铁场及原燃料供应系统均采用布袋除尘器，烟气排放浓度≤30 mg／m3，炉尘采用密封罐车运输，满足环境友好的高标准要求。

出铁场除尘采用变频电机，节约能耗。

各系统电气操作室、配电室设有完善的通风、空调、采暖设施。

(5)给排水。

主要包括软水补充水，软水密闭循环，净循环水，净化水增压供水，渣处理，铸铁机循环和煤气清洗浊循环系统，另外还配套有生产、消防给水系统，生活给水系统及生产、生活、雨水排水系统。

2座高炉总生产用水量39606 m3／h，循环水量38530 m3／h，吨铁新水耗量约1．62 m3／t。

(6)电力。

高炉总电源引自邯钢西区冷轧220kV变电站的110kV和10kV开关站。

高炉区域配电电压等级为110kV和10kV。

根据主体负荷情况，2座高炉设循环水处理、原料、高炉本体、渣处理开关站(一、二期各1个)和喷煤、煤气清洗共10个高压开关站。

TRT在高炉本体10 kV开关站10 kV系统母线上网，就地平衡发电量。

3采用的新技术
邯宝2座3200n13高炉系统工程在设计上采用了多项国内外炼铁先进技术，设备国产化率高，同时在优化工艺设计、技术创新有独到的应用。

3．1联合全软水密闭循环系统
炉体冷却设施是影响高炉长寿的主要因素之一。

联合全软水密闭循环系统是中冶南方专利技术，并已经得到生产检验。

该系统配置合理优化、冷却强度高、冷却能力强、补水少、投资省、运行成本低、功能完善、布置简单、检修维护方便。

同比国内其他软水密闭循环冷却系统总水量可节省45％～50％，投资节省18％～20％，运行成本每年节省30％～50％。

对于3200m3高炉，每年高炉节省运行费用约400～500万元，节能效果十分明显。

该系统已在国内很多高炉上采用，从2001年开始包括：武钢l号高炉(2 200 m3)、6号高炉(3200n13)、7号高炉(3 200 m3)、8号高炉(4 150m3)，涟钢2 200 m3高炉总承包工程，安钢2200m3高炉和2800n13高炉总承包工程，济钢3座1750m3高炉，宣钢1 800m3高炉、2500m3高炉，宁钢2座2500m3高炉，湘钢2 500 in3高炉，邯宝2×3200m3高炉，新余2座2500m3高炉，天铁2500m3高炉，沙钢特大型高炉。

已经投产的1750—3200m3共计15座高炉采用了该系统，均得到业主高度评价，明显优于国内其他炉体冷却系统。

3．2高温内燃热风炉技术
蓄热式热风炉目前主要有三大类：改进内燃式、外燃式和顶燃式。

目前，以卡鲁金为代表的顶燃式热风炉正在国内高炉工程如春笋般兴起。

卡鲁金顶燃式热风炉燃烧器采用分层燃烧，布置在拱顶，与蓄热室同一中心轴线，可保证烟气均匀进入格子砖，蓄热室的利用率较高。

燃烧、蓄热室置于一个筒体内，投资较低。

缺点是连接到燃烧室的阀门必须在顶部高空，维修困难，拱顶常年处在交变压力之下，寿命较短。

而改进内燃式热风炉的应用在世界大型高炉最多，它具有长寿命(内衬结构使用寿命可达2代高炉炉役，长达25—30年)、高风温(具备实现1250℃以上风温的能力)等优点。

经过比较，邯宝2×3200m3高炉采用3座改进内燃式热风炉工艺。

3．3环保渣处理设施
目前，国内渣处理的主要工艺有：INBA法、嘉恒法、明特法和IDE法等。

INBA 法主要优点：工艺成熟，在国内多座2000m3以上高炉使用；布置紧凑，成品水渣质量高，环保效果好。

缺点：设备复杂、液压转鼓结构、控制系统较复杂，维修困难，投资较高。

嘉恒法主要优点：工艺简单，在国内380～2500m3高炉多有
使用，多采用双转鼓布置，占地较大。

缺点：采用粒化轮加喷水对红渣进行水淬粒化，粒化成渣质量较水冲渣差，粒化轮的维护量大(每年需更换)。

目前，使用的嘉恒法基本无冷凝水系统，有含s蒸汽排放，不环保。

但全部设备国产，投资较低，双转鼓100％备用，不会因脱水设备故障影响生产。

明特法主要优缺点：工艺简单、可靠，在国内多座2500m3高炉上使用；设备简单，投资较低；主要设备为电动、控制简单，维护量小；总图布置占地较大。

邯宝采用了环保INBA渣处理设施，可以保证高炉正常生产和良好的环境条件。

由于炉渣含硫，在水淬过程中会生成SO：，随蒸汽排出，而大气污染及酸雨、酸雾、酸雪形成的主要原因是SO，污染所致。

采用环保型渣处理就是用冷却水冷凝炉渣粒化的蒸汽，收集到冷却塔冷却后循环使用。

采用环保型渣处理，每吨渣硫的散发量为l g／t；非环保型渣处理，每吨渣硫的散发量为2509／t。

以年产500万t铁为例，采用环保型渣处理每年可以减少硫(SO： H：S)的散发量为～35t。

因此，新建高炉工程，笔者认为必须强制执行采用环保型渣处理工艺，控制冲渣时硫向大气散发，可以非常有效保护大气环境。

3．4富氧喷煤
邯宝2座高炉集中建1个制粉喷吹车间。

配置3个制粉系列、2个喷吹系列，采用并罐单管路加炉前煤粉分配器喷吹工艺。

制粉及收集系统采用中速磨制粉加一级布袋短流程收粉工艺。

每个制粉系列设1台高浓度低压脉冲长袋除尘器和1台主排风机，进行气粉分离，收集煤粉。

采用富氧喷吹，使高炉在高喷煤比操作中，充分提高煤粉的燃烧效果，获得高的置换比和各风口均匀喷吹的效果，节约焦炭。

同时，提高高炉的富氧率，可以提高高炉利用系数。

喷吹系统采用并罐浓相直接喷吹工艺。

喷吹系统由煤粉仓、泄压布袋、喷吹罐、分配器、喷吹管线、阀门、喷枪等组成。

喷吹量的调节方式为：稳定罐压，调节计量阀开度，实现自动调节。

制粉、喷吹系统采用自动控制及强爆炸型烟煤安全保障等技术。

3．5先进可靠的自动化控制系统
自动化控制系统为二级计算机控制系统。

I级为基础自动化，Ⅱ级为过程计算机。

基础自动化系统由电气传动和仪表自动化系统组成，主要功能是对生产过程进行数据采集、顺序控制、连续控制、监控操作、人机对话和数据通信(包括接受过程自动化系统的设定值和发送实际过程数据给过程自动化系统)。

基础自动化系统由PLC、DCS控制器、HMl人机界面、控制软件及其相关的环型工业以太网络组成，同时提供与过程计算机系统及邯宝新区基础自动化控制系统的网络接口。

电气传动主要控制系统的功能有：上料、配料周期的设置及优化调整控制、料批设定、程序的设定、自动称量补偿校正选定对应的焦槽或矿槽并控制相应闸I、J的开与关及皮带输送机等联锁控制；炉顶布料矩阵、布料溜槽旋转及倾动控制、无料钟炉顶装置各阀门的顺序与联锁、液压系统控制等；热风炉阀门的联锁控制。

仪控的主要功能有：炉顶压力控制、软水密闭循环系统膨胀水箱压力控制、热风炉的燃烧控制、送风温度控制、换炉控制和煤粉喷吹控制等。

过程计算机主要功能包括工艺技术计算、专家系统、生产指导、过程监视、数据通信和生产报表等。

过程计算机提供热风炉燃烧计算、无料钟布料、炉热判定、炉底侵蚀、渣铁管理模型和进行生产控制和操作指导，是实现高炉高产、优质、低耗、长寿的重要手段。

4结语
邯宝1号高炉已于2008年4月17日顺利投产出铁，2号高炉已基本建成，不久将点火投产。

实践表明，用在邯宝3200m3高炉系统工程的供上料综合技术，以联合全软水密闭循环、全冷却壁、薄壁内衬为主的高炉长寿综合技术，以及高温内燃式热风炉、环保渣处理、富氧喷吹、三电一体自动化控制等技术，可以使高炉生产达到先进、实用、可靠、经济、环保之目的。