冶金工程炼钢轧钢监理知识

第一章、相关法律法规、标准规范及行业管理办法第一节、冶金工程相关标准及管理办法

一、相关的国家标准

见表1-1。

二、相关的行业标准

（一）现行标准

见表1-2。

（二）修编中的标准见表1-3。

三、行业管理办法

为规范冶金建设行业监理企业的行为，2005年7月由冶金建设协会监理委员会组织发起，33个参加单位在北京签署了中国冶金建设行业监理企业自律公约。该公约共6章27条，对签署本条约的企业具有自我约束作用(见附录一)。

第二章、钢铁冶炼及连铸工程监理要点

第一节、炼铁工程的监理要点

一、炼铁工艺及主要设备简介

（一）炼铁工艺

炼铁的传统工艺是采用高炉将铁矿石熔炼成生铁。铁矿石是氧化铁与杂质（俗称脉石）的混合物或化合物。在高炉冶炼过程中，铁矿石被煅烧到熔融状态，通过还原作用，除去氧化铁中的氧元素，并通过铁元素吸收碳元素的渗碳作用生成液态生铁，同时，脉石与铁分离生成熔渣。

在传统的钢铁联合企业中，高炉炼铁是标志性项目，它的生产能力决定了企业的产能。高炉炼铁系统一般由原料系统、冶炼系统、渣铁处理系统、除尘和煤气清洗系统、能源介质及公用系统、辅助材料制备和装运贮存系统及铸铁机等组成。冶炼系统中的高炉和热风炉是炼铁厂的核心。

高炉炼铁生产工艺流程见下图。

自20世纪70年代末，我国第一座4063m3高炉在宝钢兴建以来，国内高炉炼铁生产技术得到了迅猛发展。高炉炼铁已逐渐向炉容大型化发展，容积在l000m3以下的高炉逐渐被淘汰，取而代之的是产能高又相对节能、环保的大中型高炉。容积达4000m3以上的特大型高炉，铁水年生产能力可达350万t以上。一些新技术和先进设备逐步得到广泛推广和应用。如高风温鼓风，富氧鼓风，脱湿鼓风，无料钟炉顶，高压炉顶，喷吹煤粉，高炉炉顶余压发电，炉顶均压放散煤气回收、热风炉烟道废气预热利用（能源回收），出铁场平台平坦化，出铁场设备机械化，对炉渣、煤气灰、除尘灰的治理和综合回收利用，污水治理和水循环利用（实现无污水外排、工业水循环率达到95％以上），DCS应用（自动控制水平提高）等。这些新工艺、新技术需要新材料、先进设备的支撑方能实现。如高风量、高压炉顶要求鼓风能力大，炉顶和高压系统要求整体密封性能高；高强度冶炼要求热风炉和高炉的材质抗热脆性能好等。

由于传统炼铁工艺受到可炼焦煤资源、过高的投资和环境保护要求限制，近年来以煤代焦直接还原炼铁法和熔融还原炼铁法得到快速

发展，成为钢铁工业的前沿技术。

直接还原炼铁是指铁矿在固态下直接还原成海绵铁（DRI），含碳<2％，脉石杂质掺杂其中，但有害杂质少。这种工艺不用焦炭，原料可用冷压球团，不用烧结矿。目前主要使用气基竖炉法。

熔融还原炼铁是指用熔融还原法从铁矿石中还原出液态金属铁。日前已有COREX熔融还原工艺用于工业化生产。这是一种不用焦炭的煤基炼铁法。我国最大的一座熔融还原炼铁COREX炉正在上海建设。

（二）炼铁主要设备

1．主要机械设备

高炉炼铁主要由如下系统和工艺设备构成：

（1）原燃料贮运系统主要设备：矿槽、焦槽、辅助原燃料槽、槽下设备（闸门、电动给料机、振动筛、称量漏斗、溜槽）、矿焦输送皮带机、铁片检除装置、焦炭及矿石取样装置。

（2）上料系统主要设备：上料皮带机及检修起重机设备。

（3）炉顶系统主要设备：无料钟炉顶装料设备（旋转料罐或布料器、称量料罐、下阀箱、齿轮箱及溜槽）、炉顶煤气排放设备、炉顶均压设备、布料齿轮箱水冷设备、探料尺、炉顶框架、炉顶液压设备、集中润滑设备、炉顶检修设施。

（4）炉体系统主要设备：炉体框架、炉壳、冷却设备、冷却水系统、耐火材料、炉体检测以及相关辅助设备。

（5）热风炉系统主要设备：热风炉炉壳、耐火材料、燃烧系统设备、换炉系统设备、送风系统设备、余热回收设备以及检修起重机设备。

（6）风口平台出铁场系统主要设备：风口大套、中套、小套，直吹管，泥炮，开口机，移盖机，炉前液压站、出铁场主跨桥式起重机、摆动溜嘴，主沟，铁沟，渣沟，混铁车、出铁场除尘。

（7）煤粉制喷系统主要设备：煤制粉喷吹框架、煤粉罐、中间罐、喷吹罐、磨煤机、检修设备及辅助设备。

（8）渣处理系统分为炉渣冲制系统和下渣系统。炉渣冲制系统主要设备：水渣冲制箱、水渣分配器、水渣缓冲槽、转鼓过滤器、皮

带输送机、水渣槽及框架、水渣皮带机及水系统设备。干渣系统主要为干渣坑。

（9）炉顶煤气除尘及清洗系统主要没备：除尘器、煤气清洗装置、炉顶煤气调压阀站。

（10）碾泥系统主要设备：碾泥机及生产和检修用起重机。

（11）铸铁机设备。

2．主要电气、仪表设备

炼铁主要电气、仪表设备包括10kV高压配电装置、有载调压油浸式电力变压器、无功补偿成套装置、综合微机保护装置、低压负荷中心、马达控制中心、机旁操作箱、照明配电箱、智能化仪表设备、基础自动化设备、过程控制计算机。

二、炼铁工程项目特点

（一）土建工程特点

1．大体积混凝土基础施工控温防裂是重点

高炉本体基础和热风炉本体基础都是大体积块体混凝土基础。某特大型高炉基础底面积为45m×30m=1350m2，基础埋深-4.5m，基础顶面+3.99m，总高度达8.49m，混凝土总量6500m3；热风炉本体基础底面形状为长方形，基础底面积25m×56.8m=1420m2，体形为棱台状，基础埋深-3.9m，总高为6.0m，混凝土总量5240m3。这类基础属于上部荷载特别大，且又处于高温、振动环境下的大体积混凝土工程，必须按大体积混凝土施工的技术要求来组织施工，严格控制因水泥水化热引起的温度应力变化造成混凝土有害裂缝的发生。

2．桩基工程施工难度大、质量要求高

炼铁区域根据使用部位、荷载特征的不同，桩基一般采用钢管桩、PHC桩、PC桩和RC桩。尤其是高炉、热风炉和矿槽等荷载大、沉降控制要求严格的重要部位，设计多采用超深、超送的钢管桩。桩的布置相当密集，施工难度大，质量要求高。

3．地下工程复杂，深基施工多

炼铁区施工区域相对狭小，构筑物布置非常紧凑，深基坑又较多，深基坑围护的问题相当突出，深基础施工的危险性必须引起足够重视，必须对施工顺序作合理安排，对危险源作严格控制。应要求施工