1800m3高炉新并罐无料钟炉顶技术

1800m3高炉新并罐无料钟炉顶技术

酒钢1800m3高炉新并罐无料钟论文炉顶设备论文炉顶技术摘要：从无料钟炉顶设备的选型、新两罐炉顶设备的组成及特性、有关炉顶系统工艺设计、炉顶框架和平台的设计、炉顶附属设施的设计等方面，对酒钢1800m3高炉新并罐无料钟炉顶技术的特点进行了阐述。关键词：高炉；无料钟炉顶；设计 1 炉顶设备的选型无料钟炉顶具有良好的高压密封性能，灵活的布料手段，能使高炉充分利用煤气能，保持高炉顺行；同时运行可靠，易损部件少，检修方便快捷，有利于高炉实现高产、稳产、低耗和长寿。无料钟炉顶设备已在全世界大中型高炉上得到广泛应用。无料钟炉顶设备有串罐、并罐和三罐之分，但应用较多的主要是串罐和并罐2种。老式并罐无料钟炉顶设备由于存在布料时易产生圆周偏析，下阀箱及中心喉管内耐磨衬易磨损、寿命短等不足，近年来，国内又开发了新两罐无料钟炉顶设备。串罐、并罐和新两罐无料钟炉顶设备的主要特点比较见表 l。从表中可以看出，虽然串罐无料钟炉顶设备具有设备少、维修量小、检修方便、投资低、布料均匀等优点，但装料能力小，尤其在采用烧结矿分级入炉的情况下更显其赶料能力的有限。新两罐炉顶在装、布料上借鉴了串罐的优点，大大降低了布料偏析。考虑到高炉采用烧结矿分级入炉技术，并结合酒钢高炉操作习惯（小料批、精细化操作）等特点，新建高炉炉顶设备选用了新并罐无料钟无炉设备。 2 炉顶设备的组成与特点 2．1 主要设备组成及规格新并罐无料钟炉顶设备的组成如图1所示 1-上料主皮带头轮罩；2-翻板装置；3-上密封阀；4-料罐；5-称量装置（称量梁）；6-料流调节阀；7下密封阀；8-多环波纹管及眼镜阀；9-齿轮箱；10-布料溜槽 2.2 酒钢高炉新并罐无料钟炉顶设备规格及参数摆动翻版溜槽通径 DN1300mm，上密封阀通径 DN1100mm，料罐容积 2x55m3 ，下密封阀通径 DN900mm 料流调节阀通径 DN800mm，料流调节阀中心距1900mm，阀箱下部波纹补偿器轴向位移50mm，中心喉管直径Φ750mm，溜槽倾动范围2~53°，溜槽回转速度8rpm，溜槽倾动速度0.2859rpm，溜槽长度3800mm，溜槽倾动方式为电动。 2．3 新并罐炉项设备特点新并罐无料钟炉顶设备与老式并罐无料钟炉顶设备相比，主要作了如下改进。（1）根据炉料的下料特性，对料罐形状进行了优化，并缩小了两罐之间的距离，保证卸料时罐内炉料均匀下沉，基本消除了炉料在罐内的偏析。（2）将下阀箱一分为三，分成了2个料流调节阀箱、1个下密封阀箱。这样改进可达到如下目的：①改善料流轨迹，使料流更靠近高炉中心，减轻炉料偏析程度；②减轻炉料对料流调节阀及中心喉管耐磨内衬的磨损，延长料流调节阀及中心喉管的寿命；③方便料流调节阀及下密封阀的检修，缩短检修时间。但是，炉顶设备的总高度稍有增加。（3）料罐称重系统的改进。由传统的称量压头改成了称量梁，不仅提高了称量精度，而且还省去了繁琐的防扭装置。 3 炉顶系统有关工艺设计 3．1 装料制度（1）高炉设计采用C↓O↓和C↓OL↓OS↓两种装料制度。高炉正常操作时采用C↓OL↓OS↓装料制度，实现烧结矿分级入炉，节省资源，增加炉况调剂手段。另外，每批料均随矿石混装一1．2t 焦丁。高炉出现低料线需要赶料时，采用C↓O↓装料制度，临时取消烧结矿分级入炉，以缩短赶料时间。（2）炉料批重。炉料批重需要根据高炉原燃料条件、高炉容积的大小（主要是炉喉直径）及业主的操作习惯来确定。酒钢高炉炉喉直径8400mm，设计焦比410kg／t，日产6250t／d 生铁，根据此条件设计，并结合国内外同级别高炉生产操作经验和武钢自身的高炉生产操作习惯，炉料批重最终确定为：焦批16-22t，矿批60～92t，正常焦批19t，正常矿批80t。（3）炉料结构。根据酒钢原燃料供应条件，确定新建高炉的炉料结构为61％烧结矿+35％球团矿+5％块矿。3．2 均排压系统酒钢1800m3高炉设计了完善的炉顶均压、排压设施，其具体特点如下。

（1）设置两次均压系统：一次均压采用净煤气，以减少管道磨损；二次均压采用氮气，以减轻料流调节阀橡胶密封圈的磨损，延长密封圈的寿命。设置二次均压，除了保证炉顶阀门的正常开闭外，还一个重要的作用是防止含尘煤气流过分冲刷阀门密封圈，从而延长密封圈的使用寿命，减少高炉休风的机会。（2）在均压管道与料罐连接处设置2个万向铰和1个单向铰波纹补偿器，以保证料罐称量的准确性；另外，在均压管道上还设有2处轴向补偿器，以吸收管道的热胀冷缩，避免产生内应力破坏均压放散设备。（3）在放散管道上设置2台旋风除尘器和两台消音器，以降低放散煤气的粉尘量，减少污染，同时减轻放散煤气对消音器的磨损，延长消音器的寿命。 4 炉顶设备安装框架与平台的设计目前，国内无料钟炉顶设备安装框架设计主要有自立式和框架式。自立式是指除齿轮箱以外的无料钟炉顶设备及罐内炉料由自身小框架支撑，荷载作用在高炉炉壳上（炉顶锥台部位）；框架式则是指这部分荷载由炉顶框架（不设小框架）传给炉体框架。框架的优点是，由于取消内框架，炉顶设备检修空间宽敞，有利于设备维护检修。酒钢1800m3高炉炉顶框架采用框架式设计。包括布料器与波纹补偿器的由炉顶钢圈支撑，荷载传至炉壳，再由炉壳传至高炉基础；料关罐上、下密封阀节流阀、翻版阀及炉顶检修吊车、炉顶均压排压散没施、炉顶各层平台的检修走梯布置在大框架平台上，框架平台上的荷载由炉体框架传至高炉基础。在工艺设计中，需要根据设备安装、检修、维护的设置多层炉顶平台。酒钢1800m3高炉炉顶系统从主平台到5t 电动单梁起重机平台共设置了12层平台。 5 炉顶附属设施的设计（1）炉顶齿轮箱水冷系统。目前国内高炉炉顶齿轮箱水冷系统有两种方式，一种是采用工业净化水开路冷却，设“u”管水封，如湘钢、鄂钢、包钢等企业的部分或全部高炉采用这种方式；另一种是采用工业净化水进行闭路循环冷却。酒钢1800m3高炉齿轮箱采用工业净化水进行开路循环冷却，用水量约,15m3／h，开路冷却冷却效果好，保证气密箱内温度在20～60℃以内，最高不超过70℃。齿轮箱采用 N2密封，高炉正常生产时长期送 N2量为200Nm3／ h，以保证箱内压力稍高于炉顶压力，防止灰尘进入。水冷事故情况下送 N2量为500Nm3／h，设计能力最大可达1800Nm3／h。（2）炉顶检修设施。酒钢1800m3高炉炉顶设置了完善的检修设施，能满足高炉各种设备快速榆修的要求。在炉顶77．000平台上设置有50／16t 炉顶吊车（炉顶主吊车），跨度3500m，起升高度主勾 77m、副钩为35m，主勾可从地面直达炉顶各层平台。布料器溜槽设溜槽更换小车一台。为满足炉顶放散阀及消音器的检修，设置电动单梁起重机一台。 6 结语（1）酒钢1800m3高炉投产以后的生产实践表明，炉顶设备选用新并罐无料钟炉顶设备是合理的，它为高炉实现烧结矿分级入炉、采用小料批实现精细化操作创造了条件。（2）通过优化设备设计，新并罐无料钟炉顶设备在防止炉料偏析、减轻设备磨损、方便生产检修维护等方面比老式并罐有很大改进。（3）炉顶均压、排压系统设置氮气二次均压，有利于减轻含尘煤气流对料流调节阀密封圈的冲刷，从而延长密封圈的使用寿命。均排压管路上设置旋风除尘器有利于延长消音器的使用命，减轻管道磨损。而设置消音器则可降噪音污染