韶钢3200m3高炉的设计特点

韶钢3200m3高炉的设计特点

发布时间：2011-02-23 浏览次数：178

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喻招文杨天祥凌树渊

(广东韶关钢铁集团有限公司) (中冶赛迪工程技术股份有限公司)

摘要对韶钢3200m3高炉的设计特点进行了总结分析。根据韶钢原有7座高炉生产经验。3200m3高炉采用了上罐同定式串罐无料钟炉顶、全炉身冷却壁、先进的软水密闭循环冷却、陶瓷杯与炭砖的复合结构、内燃式热风炉、薄壁炉衬、铜冷却壁、无填沙层平坦化钢结构出铁场，煤气上升管球节点、嘉恒法水渣处理等先进技术。

关键词大型高炉长寿设计内燃式热风炉

Design Features of 3200 m3Blast Furnace in Shaoguan Iron and Steel Co．，Ltd．

Yu Zhaowen Yang Tianxiang Lin Shuyuan

(Shaoguan Iron and Steel Group Co．，Ltd．) (CISDI Engineering Co．，Ltd．)

Abstract The paper summarizes the design features used in 3 200 m3blast furnace of Shaoguan Iron and Steel Co．，Ltd．On the basis of production experiences achieved in seven blast furnaces of Shaoguan Iron and Steel Co．，this 3 200 m3 blast furnace

is equipped with centrally charged bell—less top with fixed hopper，fully cooling stave，advanced closed loop soft water circulation and cooling，combined structure of ceramic cup and carbon bricks，internal combustion type hot stove，thin linins，copper cooling stave，flattened steel structure cast house without sand bedding，spherical joint of gas riser，Jiaheng gas treatment．

Key words large sized blast furnace long campaign design internal combustion type hot stove

韶钢现有l座2 500 m3、1座750 1113及5座350m3级高炉，年铁产量约430万t。为了实现韶钢“十一五”规划和公司的节能减排计划，并逐渐淘汰小高炉等一批落后生产工艺，公司新建设l座3 200m3高炉及相应配套设施。3 200 m3高炉在设计过程中，吸收国内高炉的各方面经验，跟踪国际大型高炉先进技术和发展趋势，设计按照“成熟、可靠、先进、实用”的原则，以高产、长寿为目的，采用先进、成熟的工艺技术、设备和材料，优化设计，使高炉综合技术处于国内领先水平。

1 主要设计指标．

韶钢3200m3高炉的主要设计参数见表1。

2 总图及主要工艺设施布置

年产煤气灰，万m/a 5.5

高炉一代炉龄，a 15

3 高炉矿槽及上料系统

矿槽和焦槽采用一列式双排料槽布置，共设有矿、焦槽20个；矿石和焦炭均采用分散筛分、分散称量的工艺流程，且槽下设有小块焦和小粒矿回收设施，每吨铁可回收12k小块焦和50 kg小粒矿；粉矿、粉焦通过返矿、返焦胶带机输送到烧结车间，并在槽下胶带机上设有废铁检除装置。

高炉采用皮带上料。上料主皮带机：宽度1．8m、带速2m／s、输送量3500t／h、采用4台电机驱动，电机功率4×280kW。在最大产量(8750t／d)、最大矿批(1 15t／eh)时作业率为61．3％。按最大日产铁量8750t时的上料批数及作业率见表2。

4 高炉炉顶系统

高炉炉顶采用国产化上料罐固定的中心卸料式串罐无料钟炉顶装料设备，上、下料罐公称容积为70m3；上密封阀直径Φ1 150 mm，下密封阀直径Φ900mm；料流调节阀直径妒Φ750 mm；布料溜槽长度4000mm，旋转速度8 r／min，布料方式：设有多环、单环、点和扇形4种方式布料，以多环布料为基本的布料方式，多环布料为自动方式。

称量料罐采用净煤气进行一次均压，用氮气进行二次均压，放散时通过排压阀、旋风除尘器及消音器放散，炉顶设有液压站及干油润滑站；溜槽传动齿轮箱的冷却采用清循环水冷却加氮气进行密封的方式，此外还设有更换布料溜槽专用台车，以缩短布料溜槽更换时间；炉顶设有3台机械探尺(采

用变频电机变频调速)，其中2台探测深度为0～6m，另l台探测深度为0—24m。炉顶还设有有50／10t炉顶吊车、检修吊装设备及专用拆卸工具；炉顶设有大框架，采用A型结构。

5 高炉炉体系统

(1)高炉内型。为改善炉底炉缸工作状况，有利于强化冶炼，缓解炉缸侵蚀，内型设计采用薄壁内衬结构，死铁层厚度加深到2．8m，炉缸直径12．5m，炉缸高度为4．9 m，高径比为2．105，设有32个风口，4个铁口。

(2)炉体结构。高炉炉体结构为自立式框架结构，炉体框架分成上下两部分，上部框架为22．8 m ／20m的结构，主要支撑炉身至炉顶的各层平台荷载及部分炉顶设备和煤气上升管荷载。下部框架为31／22．8m的斜板凳形结构，主要支撑风口平台出铁场、热风围管和七部框架的荷载；风口平台以上共设有5层平台(不含炉顶大平台)，以有利于生产操作、设备维护及检修。

(3)冷却设备。本高炉采用铜冷却壁薄壁方案，全炉体冷却方式。高炉炉底冷却采用在炉壳底板下埋设水冷管的形式；炉底侧面、炉缸区采用冷却壁冷却方式。其中风口带以下设4段光面冷却壁，材质为灰铸铁；风口区为l段异形光面冷却壁，双层水管冷却，材质为铁素体球墨铸铁；炉腹下部到炉身下部设置6段满镶砖铜冷却壁；炉身中、上部设置了6段铁素体球墨铸铁强化型镶砖冷却壁；炉喉钢砖分成上下2段，其中上段钢砖材质为铸钢，下段采用水冷，材质为铸钢。

(4)冷却水系统。炉体冷却水系统分成高压工业水冷却系统和软水密闭循环冷却系统。高压工业水冷却系统包括风口小套、十字测温装置和炉顶雾化洒水装置以及炉顶红外线料面仪用水；高压工业水的供水量为1384m3／h，供水压力为1．5MPa；风口中套采用中压工业水，供水量为800 m3／h，供水压力为0．6MPa。

软水密闭循环冷却系统的冷却范同包括炉底水冷管及热风阀、炉体冷却壁、炉役后期用水等冷却设备，共分两个系统，总水量为6326m3／h。其中炉底水冷管、热风阀，冷却水量为672m3／h，采用串联系统；炉缸冷却壁与炉身冷却壁的给排水系统为串联系统。

(5)高炉内衬。炉底、炉缸采用“炭砖+陶瓷杯”结构。炭砖具体配置如下：炉底第l层为满铺400mm厚的石墨炭砖，第2、3层为400mm厚的半石墨焙烧炭砖，第4层为国产微孔大块炭砖，第5

层为国产超微孔大块炭砖。炉缸中下部采用热压小块炭砖(引进)，炉缸上部采用国产半石墨炭一碳化硅小块砖。铁口采用组合砖结构，材质为塑性相结合刚玉砖；风口采用组合砖结构，材质为氮化硅结合碳化硅砖。

(6)炉体附属设备。在炉顶煤气封罩下部设雾化洒水系统，可根据炉顶温度自动喷水、停水，以控制炉顶温度、保护炉顶设备。在炉喉部位设置1套水冷悬臂式十字测温装置(4支)。送风支管采用卡丹型，其上设置的波纹补偿器可吸收热风围管与炉体因热膨胀而产生的相对位移。风口设备由大套、中套、小套组成，大套为铸钢件，中、小套为铸铜件，小套为贯流式结构。

(7)炉体检测。为确保高炉生产稳定、安全、长寿，设置了以下检测设施。炉体温度检测：包括耐材、冷却元件、冷却介质的温度检测，共计约1250支；每个风口中、小套的进出水管设电磁流量计，用于对风口中、小套检漏；炉缸、炉底设置侵蚀监控系统(FK系统)；红外线料面仪监测炉内料面。

(8)炉体主要设计特点。高炉内型设计上，适当加大了死铁层和炉缸高度，有利于高炉强化冶炼、缓解炉缸侵蚀。在高炉内衬的选材上采用了小块炭砖，小炭砖利用砖缝吸收炭砖热膨胀，缓冲热压力，加上陶瓷杯，可将800℃等温线保持在陶瓷材料中，避免炭砖的环裂。为防止炉底炭砖漂浮，炭砖端面采用不同斜度的结构形式(如图l所示)；考虑到韶钢高炉原料含碱金属多的问题，本高炉还设计了排铅口，根据传热模型模拟计算，炉底第2层炭砖温度大约290℃，第3层大约440℃，铅的凝固开始温度为326℃，设计从安全考虑将排铅槽设在炉底第2层炭砖上面。