马钢4000m_3级高炉的主要技术特点及装备水平

第 卷第 期 年月
僻敬
马钢
耐 级高炉 的主要技术特 点及 装备 水平
高成 云
中冶华天 工 程技术有 限公 司
摘 要 对 马 钢新 区 座 仪旧时 级 高炉 采用 的先进适 用技术进行 了阐述 , 如 上 料 系统不 设 中间站 、渣 处 理 采用 “ 法 ” 、 煤气净 化工 艺选 用 重 力除尘 器加 戴维塔等 。 为 了实现长 寿 目标 , 高炉 炉 底 炉 、 缸 采用 进 口 陶 瓷杯 , 炉 腹 、 炉 腰 和 炉 身下 部选 用 薄炉衬和铜冷却壁 , 本体 和热风炉 的冷却全部采用 软水 。 关键词 大型高炉 薄炉衬 铜冷却壁
同时又 用作干渣 喷淋水 。 与新
相 比较 的唯一
缺点是水 的蒸发量 较 大 , 为了弥补这 方 面 的不 足 , 现
采取将 冲渣 系统 的补水通 过从 烟 囱向下喷淋 的方式
补到热水 池 内 , 以 期 达 到 降低 水耗 和 “ 渣 絮 ” 的外
排。 新
很好地 解决 了蒸汽排放 和渣 中带铁 的
运 。 ③总 图布局 紧凑 、 合 理 。 除 了 各 个 系统 之 间 的
连接通畅外 , 座 高炉 的主冷却系统通过地下 管廊
与泵 房 相 互 沟通 , 外部到 车间 的供 电通 过 电缆 隧道 ,
内部供 电均通 过 电缆 沟 或 桥 架 , 外 部 到 车 间 的 各 种
介质管线通过 一 条主综 合管架 向车 间辐 射 。 因此 ,
仅“ 点菜” 式地 引进少 量关键技术和设备。 引进 的
内容包 括 串罐无 料钟 炉 顶 戴 维塔 煤 气洗 涤装 置
液压 开铁 口 机 煤粉喷吹 系统 高炉鼓风 机 炉缸 陶
瓷杯及 周 围炭砖 关键设备的部件 , 如上料主胶带机 的传动轴承 、 事故 柴 油 机 泵 的关 键 部件 等 。 高 、 炉 的 自动化控制系统按照 三 级进行设计 , 即基础级 、 过程级和 管理 级 。 高炉 专家系统设计 中已进 行考 虑 , 现 阶段 未 实施 。 辅 助 系统 的房所尽 量合并 、采用 无 人值守 , 实现集 中监控 。 为 了提 高系统 的安全性 , 高炉 自动化 系统 的部 分 硬 件 及 系统 软 件 采取 引进 。
点是 炉底 、 炉 缸部位 一方 面利用 陶瓷杯 的抗侵蚀
性 抗 、 冲刷 性来 提 高 寿命 , 另 一 方 面 通 过 强 化 冷却来
延 长 寿命 炉 腹 炉 、 腰 和 炉 身下 部利 用 铜 冷却壁 的高
导热性来实现该 区域 的 长期挂 渣操作 , 来保 护冷却
设 备不 被 损 坏 , 从 而 实现 高炉 长 寿 的 目标 。
出铁场设置有 条铁沟 的大型 高炉 , 每个 出铁场应
布置 一 条铁路线为宜 , 例如宝钢的 座高炉 都是 按 每个 出铁场设 置 条铁路停放线 。 通 过 马钢现有
座
耐 高炉 的生 产 实践证 明 , 一 个 出铁 场设 置
条停放线不会对生产造成影 响 , 关键在于 出铁制 度的确定和生 产组 织调 度 。 针 对 马钢 、 高炉 这
进 口 陶瓷杯 , 陶瓷杯底 层 和 其杯壁 周 围炭砖 为进
口
的微孔炭砖 , 铁 口 为进 口超微孔炭砖 , 风 口
采用 刚玉 莫来石组 合砖 炉底 另外 层 均 为 国产 炭
砖 , 其 中最下 一 层 选 用 了 高导热 炭砖 炉腹 、炉 腰 炉 、
身 中下 部冷却壁 全覆 盖镶砖采用 高导热高耐磨氮化
必须 同时到位 。
采用 “
法 ”渣处理工 艺 。 这种方法与新
法 的最 大不 同之 处 就 是 不 设 冲渣 水 的冷却 系
统 , 使工 艺流 程 大大简化 。 另外 , 转鼓 传动采用 电机
取 代液压 马达 , 取 消筒 内胶带 机 的 电子皮带称量 装
置 , 利用 过 滤 的渣 池热水直接 冲洗转筒滤 网 , 将热水
宝钢 号高炉 、鞍钢 新 号 。 、 高炉煤气净化工
艺采用 的是 重 力 除 尘 器 加 戴维 塔 煤 气 环 缝 洗 涤装
置 , 同时取 消了重 力 除尘 器 上 方 的煤 气切 断 阀。 戴
维塔工 艺在 国 内仅 沙 钢 的 座
扩 高炉上采用
过 , 实际上它与
公司、
的环 缝
洗涤工 艺大 同小 异 , 最 终 的净化效果 基 本相 同。 虽
即第 段 段 为球 墨 铸 铁冷 却壁 为 双 排 水管 冷
却 炉 腹 、 炉 腰 炉 、 身下 部 采 用 段 镶 砖 铜 冷 却壁
炉 身 中部 段 为球 墨 铸 铁 镶砖 冷却壁 双 排 水 管 冷
却 , 炉身上部 段为 “ ” 型 冷却壁 单排水管冷
却。
综上所述 , 马钢 座 大型 高炉提高寿命的 出发
处理 问题 , 但相应 的投 资增加 了约一倍 , 渣 的粒 化效
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果也没有
法好。
外 另
,“
法 ” 主系统泵送流
量仅
, , 而新
法的主系统泵送 流量为
侧 〕 , , 考 虑 到不 同用 途水 泵 的压 头 不 同 , 通 过
计算 , 其 电耗 比“
法 ” 的要 高出近 倍 。
改进煤气净化 工 艺 , 保 留重 力 除尘 器 。 近
然旋风除尘器 的除尘效率可 达
一
、 重 力除
尘器 的效率仅
一
, 但 高炉煤气无 论 是经 过
重力除尘器还是旋风除尘器 , 再经煤气清洗装置后 ,
煤气质量是基本相 同 , 这就意味着旋风 除尘 器 的作
用 不 能得 以 发挥 , 将其用作煤气粗除尘 , 虽 然体积 比
重力除尘器小 , 但它 的衬板和旋流 片都存在维护 工
作量 , 投 资 要 比 重 力 除 尘 器 高 出
一
因 。
此 , 选 用 重 力 除尘 器加 环 缝洗 涤 是 比较 合理 的工 艺 。
采用合理 的耐材和冷却形式
热风炉 的寿命应远 大于 高炉 的寿命 。 决定热风
炉 寿命 的关键是其结 构 的稳定 性 。 实践 证 明 , 外燃
式热风 炉 的结构稳 定性 优 于 其他 形 式 的热风 炉 , 只
硅结合碳化硅砖 , 炉 身上 部冷却壁 镶砖采用 磷 酸盐
浸渍勃土砖 。 炉腹 、炉腰 、炉身下 部采用 薄炉衬结
构 , 内部 仅喷涂 一 层 耐 火 材料 。
根据 高炉 内衬 的情 况 , 配 置 的冷却结构为 采用
软水全冷却方式 , 炉底采用 中
水冷管
炉 底 炉 、 缸 采用 段 光 面 灰 口 铸 铁 冷 却 壁 加 风 口 带
整 个 车 间 的 布局 井 然 有 序 , 座 高炉 的 总 占地 面 积
仅 约 万 , 亦 即 所 有 设 施 在 长 不 足 。以〕 宽 ,
范 围 内布置完毕 。
优化设 备配
大型 高炉 的工 艺技术及 装备通 过 宝 钢 的引进 和 多 年 的 消 化 吸 收 , 目前 , 国 内已 经 基 本 掌握 。 因此 , 马钢 、 高炉 的工 艺技术及 装备主要 立 足 于 国 内 ,
节能 、环保和综合利用措施
世纪的高炉要想提高生命力必须做到节能 、
环保和综合利用 。 马 钢新 区 、 高炉 除 了采用 常
规 的措施外 , 还采取 了如下新措施 。
高炉 、 热 风 炉 冷 却全 部 采 用 软 水 密 闭循 环
系统 , 软水冷却采用 高效蒸发 冷却塔 , 这 与完全 采用
工业净水循环 冷却相 比 , 电耗 降低
要根据热风温度的变化情况来选定耐材 , 应该说热
风炉 的寿命达到 年是可 以 实现 的 。 、 高炉 仍
然采用 座外燃式 热风 炉 , 在 耐材选 择上 与 国 内大
型高炉基本上相 同 , 蓄热室 和燃烧室 大墙从上 至 下
依次为
一
一
一
、
一
一
一
、
一
一
, 壳内
表面喷涂不定形耐材 一 , 喷涂与隔热砖之间
就 目前 国内的技 术 水 平 , 上 述 引进 的 内容基 本 上 立
足 国 内也 能完成 , 引进 这些 技术 的 目的 , 就是 为 了提
高设 备运 行 的可 靠性 , 减少设备 的维 护量 , 从 而 实现 为高炉 的高效 生产创造条件 。
选择实 用 工 艺 , 降低 工 程 造价 马钢新区 、 高炉 以经 济 、实用 为原 则 , 通 过
粘贴硅 酸铝棉毯 , 各交叉 口 均采用 组 合砖结 构 。
高炉 的一代炉龄取决于 炉体 , 炉体寿命则取决
于炉底和炉缸 , 而炉底 和炉缸完全是依靠冷却和耐
火材料来维持 , 因此对 炉体的耐材和冷却考虑尤 为
重要 。 在这方 面 , 要做 到既节省投 资 , 又 实现长寿 ,
、 高炉 采 取 了 一 些 有 效 措 施 。 炉 底 和 炉 缸 采 用
说 , 总 图布置尤为重 要 。 、 高炉 的总 图 布置 采用
半 岛式 , 它吸 收 了 国 内外 大 型 高炉 半 岛式 布置 的优
点 , 其主要特点是 ① 座 高炉 主体工 艺 相 互 独立
公辅设施合建在一 起 , 且尽量靠近 座 高炉 , 正 常生
产操作 中是 互 相 独 立 的 , 当某 座 高炉 公 辅 设 施 事 故
精简工艺 , 尽可 能地节省投资 。 但与此同时 , 车间的
装备仍然保持领先水平 , 这 可 以 从 以 下 几 方 面 得 以 体现 。
上料 系统 不 设 中间站 。 在 国 内大 型 高炉
中 , 不 设 中间站是 从 马 钢 号
耐 高炉 开 始 的 ,
、 高炉也没有设 中间站 , 这样做可 以使上 料 系统
时 , 又可 以相互连通 。 例如软水泵房 、净水泵房 、高
炉鼓风机站 、制粉等。 ② 物流顺 畅 、进 出便 利 。 进
高炉矿槽 的物料均从“ 上 游 ” 厂通 过 胶带 机运 入 铁
水采用
鱼雷罐车运 出 高炉 喷吹 用 煤 和 水渣 既
可 以铁路 , 也可 以公路运输 槽下返粉正常通过胶带
机运 到烧结 厂 , 如 果 前 方 不 能 接 受 , 也 可 以 汽 车 外
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引言
马钢 新 区 的 座 仪旧 级 高炉 分别 称 高 、
炉 , 是继 宝 钢 、 太 钢 之 后 目前 国 内建 成 投 产 的第 、
第座
, 级 高炉 。 、 座高炉 于
年
月 开 始施工 图设计 ,
年初 完成 全 部设 计 任 务
高炉 于
合 国 内和 自身 的 实 际 情 况 , 充 分 降低 工 程 造 价 。 作
为 世 纪 国 内新建 的大型 高炉 , 又 将 眼光投 向世 界
和未来 , 那就是在节约能源 、环境保护和综合利用 上
作了充分考虑 。
车 间布里 合理
炼铁车间总 图布置 的优劣不仅直接影 响到投
资 , 而且影响到将来 的生产组织 , 对 于一个新 区来
年 月 中旬热风 炉 开始打桩 ,
年
月 日出铁 高炉 于
年 月初热风炉开始
打桩 ,
年月
日出铁 。 在建设过程 中 , 、
座 高炉 集 成 了 当今 国 内外高炉 的先进实用 技术 。 在
工艺技术和设备选 择上
,
以“
先进
、实用
靠 可 、
经 、
济 ” 为原则 , 广采 当今 高炉 炼铁技术之长 , 同时又 结
年来 , 国 内新 建或大修 改 造 的大 型 高炉 基 本 上 是 引
进 环缝洗涤法煤气净化 工 艺 , 同时配 套 引进旋风除
尘 器 作 为煤气 粗 除尘 , 如武钢 号高炉 天 、 钢 号 和
号 本 、 钢 的 座
耐 高炉 等 。 但 国 内也 有部分
高炉 仅引进环 缝 洗涤工 艺 , 而保 留了重 力除尘器 , 如
种情况 , 要求正 常生产采用 “ 对 口 出铁制 ” , 事 实上 这也 是一 种合理 的 出铁制度 。 如果采 用 了轮流 出铁
制 , 那就要求铁 口 的 出铁顺 序是确定 的 , 且 鱼雷罐的
·
·
调 度要 作相应 配 合 。 也就是要 求做到离铁路堵头最
远 的铁 口 首先 出铁 , 同时 , 一 个 出铁场下 方 的 个罐
的投 资降低
。 通过计算分析 , 该高炉 的装料周
期约为
, 正常生产情况下 的作业率为
,
料批周期 中的炉 顶装料时 间是其限制环节 , 因此 , 没
有中间站不影 响高炉 的上 料周期 , 相 反 有利 于 降低 物料粉化和“ 超越 ” 现象。
每个 出铁场下 方仅设 置 条铁 路停 放线 。 、 高炉均设 置 个 矩 形 出铁 场 , 而 每个 出铁 场 下 方仅有 条停放线 。 而 按照 常规设计 , 同一 个 矩形
以上 , 水耗
降低
。
采用戴维塔煤气洗涤工 艺 , 进 出 口 压 差仅
, 而“ 双文 ” 系统 的压差 约为 一
, 这就
提高了
进 口压力 , 相应增大