高炉设计

高炉设计（精选12篇）

高炉设计 篇1

引言

为淘汰落后产能, 进一步提升环保水平, 芜湖新兴铸管公司整体搬迁, 其中炼铁2号高炉 (1080m3) 委托上海梅山工业民用工程设计研究院总包。设计承包单位本着“安全、可靠、经济、实用”的原则, 结合现场实际情况, 选择最优化的设计方案设计高炉。

1 高炉参数设计

1.1 主要工艺参数

芜湖新兴铸管公司2号高炉主要工艺设计参数如表1所示。

1.2 高炉内型尺寸

芜湖新兴铸管公司2号高炉内型尺寸见表2。

合理的高炉操作炉型对于获得良好的技术指标和延长高炉寿命都具有重要的意义[1]。为达到这一目标, 2号高炉有以下设计特点:

(1) 高炉设22个风口, 2个铁口, 无渣口。

(2) 矮胖炉型, 减小炉身、炉腹角。

2 高炉结构设计

2.1 炉体结构设计

根据高炉工艺负荷要求及负荷种类, 高炉炉体结构设计确定为自立式框架结构。炉体框架与高炉完全脱离, 高炉炉体平台荷载和高炉炉顶的主要荷载由炉体框架承受。炉体框架为16m×16m的矩形结构。在风口平台以上, 设有4层炉身平台和1层炉顶平台, 以便生产操作及设备维护。

2.2 冷却设备设计

高炉炉腹至炉身中下部区域的冷却设备型式的选择是否恰当, 结构是否合理, 外部水系统的配置是否有效, 是影响高炉使用寿命的关键因素。

2.2.1 设计要求

高炉炉体下部处于高温和熔融区, 工作环境十分恶劣。无论使用何种优质耐火材料, 高炉运行1~2年后, 在该部位恶劣的工况下也将被侵蚀殆尽, 最终都将依靠冷却器表面凝结的渣皮来保护冷却器。与钢冷却壁、球墨铸铁冷却壁等其它几种冷却壁相比, 铜冷却壁有以下优势:

(1) 铜的材质导热性好。

(2) 铜冷却壁加工性能好, 避免了球墨铸铁冷却壁壁体和水管气隙、渗碳涂层引起的巨大热阻。

(3) 铜冷却壁冷却均匀性和稳定性好, 抗热冲击能力强。

(4) 铜冷却壁厚度小, 可以大幅度地缩小铜冷却壁和其它冷却壁的成本差。

(5) 铜冷却壁不用昂贵的高级耐火材料, 节省筑炉费用。

(6) 铜冷却壁热损失小。

2.2.2 设计配置

2号高炉采用全冷却壁薄壁炉衬方案, 炉体下部局部采用铜冷却壁, 具体的冷却设备配置如下:

(1) 高炉炉底冷却采用在炉壳底板下埋设水冷管的形式。炉缸、炉底设4段光面灰铸铁冷却壁 (1~4带) , 冷却壁材质HT150, 冷却水管Φ70×6mm, 1~3段冷却壁厚180mm, 第4段为风口带, 厚度290mm。

(2) 炉腹、炉腰及炉身第一层冷却壁为3带纯铜冷却壁 (5~7带) , 分行交替冷镶氮化硅结合碳化硅砖与微孔刚玉砖, 基本厚度80mm, 包括镶砖的厚度为188mm。

(3) 炉身下部向上8~12带为全覆盖冷镶砖冷却壁, 冷却壁材质为球墨铸铁QT400-1820, 冷却水管Φ70×6mm, 冷却壁基本厚度160mm, 包括镶砖的厚度为308mm。其中8~11带冷镶氮化硅结合碳化硅砖, 第12带为冷镶浸磷酸粘土砖的镶砖冷却壁。

(4) 第13、14带紧靠炉喉钢砖, 为半镶浸磷酸粘土砖砖, 冷却水管Φ70×6mm, 冷却壁基本厚度160mm, 包括镶砖的厚度为250mm, 冷却壁材质为球墨铸铁QT400-18。

2.3 冷却水系统设计

芜湖新兴铸管公司2号高炉的重要冷却元件采取的是软水密闭循环冷却。软水密闭循环冷却系统有以下优点: (1) 冷却可靠性、冷却效率高。 (2) 水量消耗少, 动力消耗低, 水处理费用低。 (3) 冷却水流管道中以及冷却元件内无腐蚀、结垢、氧化现象。

2号高炉炉体冷却系统分成高压工业水冷却系统、中压工业水冷却系统和软水密闭循环冷却系统。

2.3.1 高压工业水冷却系统

高压工业水冷却系统包括风口小套、炉顶十字测温、炉顶雾化洒水装置以及炉顶红外线摄像仪用水。高压工业水的供水量为948m3/h, 供水压力为≥1.4MPa。

2.3.2 中压工业水冷却系统

中压工业水冷却系统包括风口大套、中套以及热风炉冷却, 中压工业水供水量为14451800m3/h, 供水压力为≥0.6 MPa。

2.3.3 软水密闭循环冷却系统

软水密闭循环冷却系统包括炉底水冷管、炉底炉缸冷却壁、铜冷却壁、炉身冷却壁, 水量为2738m3/h, 计算温升8.6℃。

2.3.4 工业水冷却回水系统

为节省能源, 工业水循环泵站取消热水池及热水泵, 热水直接进冷却塔。

2.3.5 安全供水

为保证其安全供水, 拟采取以下安全措施:

(1) 高炉循环水系统中各泵均设有两路电源。

(2) 各泵均设有备用泵, 当其中一台发生事故时, 备用泵即可自动投用, 互为备用。

(3) 软水密闭循环系统设置应急柴油机水泵机组1套, 事故流量1342 m3/h。

(4) 高炉净环水系统设置应急柴油机水泵机组1套, 流量按1625 m3/h。

2.4 高炉内衬设计

芜湖新兴铸管公司针对高炉各部位不同的工作条件、侵蚀机理和冷却设备型式, 选择了与之相适应的内衬材质和结构, 以延长高炉的寿命。

2.4.1 炉底和炉缸内衬

高炉炉缸、炉底内衬除承受着炉内气体高压和铁水压力、高温和温度波动的作用, 还承受着渣铁冲刷、化学侵蚀, 漏水造成的氧化, 这些因素均导致内衬的损坏。炉缸、炉底内衬的损坏即标志着一代炉龄的结束。

芜湖新兴铸管公司2号高炉采用了以下配置:陶瓷杯+炭砖的炉底、炉缸结构。炉底板以上, 设2层400mm厚的半石墨碳砖, 第3层为400mm的微孔碳砖, 第4层紧靠陶瓷杯, 为超微孔炭砖。陶瓷杯用微孔刚玉砖, 杯壁厚345mm, 杯垫厚800mm。陶瓷杯四周及下面采用超微孔碳砖。铁口及风口组合砖采用微孔刚玉砖 (见图1) 。

2.4.2 炉腹炉腰及炉身下部内衬

该区域为高炉内温度变化最剧烈, 液相、气相两相流最激烈的区域。实践证明, 该区域的使用寿命主要靠冷却器前稳定的渣皮和渣皮脱落后能快速再形成渣皮来保护冷却设备。而耐火炉衬是在开炉初期温度急剧波动相对较短的一定时期内起到保护冷却设备、形成操作炉型的作用。当然, 耐材的热震稳定性高、抗碱侵蚀性强、导热系数足够时, 耐材存在的保护期会相应延长, 会相应提高高炉一代炉役的使用寿命[3]。为此, 在第5~7带设置三带纯铜冷却壁, 分行交替冷镶氮化硅结合碳化硅砖与微孔刚玉砖。

2.4.3 炉身中上部内衬

炉身中上部区域的耐材炉衬, 主要受气固相两相流的磨损冲刷和碱侵蚀、锌侵蚀等有害元素的破坏[3]。

该2号高炉在8~12带为全覆盖冷镶砖冷却壁, 其中8~11带冷镶氮化硅结合碳化硅砖, 第12带为冷镶浸磷酸粘土砖的镶砖冷却壁。第13、14带紧靠炉喉钢砖, 为半镶浸磷酸粘土砖。炉身冷却壁内侧喷涂耐火材料。

2.4.4 炉顶煤气封罩内衬

炉顶煤气封罩内侧喷涂150 mm喷涂料。

3 炉体检测设计

炉体监测包含炉体温度监测、冷却介质流量检测和压力检测等。

(1) 炉体温度监测:对炉体的耐火材料、冷却元件进行监测。

(2) 冷却介质流量检测:对风口小套及炉体高温部位冷却设备的冷却水量及水温差进行检测, 可用于计算热负荷, 判断炉体状况。

(3) 压力检测:包括冷却介质主、支管压力检测等。

(4) 炉顶红外摄像仪:红外摄像仪带有温度显示及分析功能。

(5) 炉顶十字测温:共21点, 0~1200度。

(6) 炉身静压力计:共4层, 每层2点。

4 结束语

(1) 芜湖新兴铸管公司2号高炉采用了矮胖型的炉型结构;炉体下部局部采用铜冷却壁设计, 铜冷却壁、光面灰铸铁冷却壁、球墨铸铁冷却壁结合使用;采用了高压工业水冷却系统、中压工业水冷却系统和软水密闭循环冷却系统相结合的炉体冷却系统;并采用陶瓷杯+炭砖的炉底、炉缸结构、薄壁内衬等一系列先进、成熟技术, 确保了高炉低耗、长寿。

(2) 芜湖新兴铸管公司2号高炉用8个月完成了高炉本体及5大辅助系统的建设, 并已于2013年4月顺利出铁。

参考文献

[1]项钟庸等.高炉设计-炼铁工艺设计理论与实践[M].北京:冶金工业出版社, 2007.

[2]刘琦.采用铜冷却壁延长高炉炉体寿命[J].炼铁, 2002, (6) :7-10.

[3]梁津源, 杨志荣, 何小平.太钢1800m3高炉内衬结构的特点[J].炼铁, 2008, 27 (3) :40-44.

高炉设计 篇2

2010年，高炉分厂2#高炉作业区值班室班组，紧紧围绕企业的发展目标，充分发挥榜样激励作用，以争创“八钢公司工人先锋号”为载体，激发班组全体成员的劳动热情和创造活力，推动了2#高炉作业区在各项工作中都取得了可喜的成绩。

一、严格落实安全生产，保证生产工作有序进行

在安全生产方面，2#高炉作业区值班室班组作为作业区基层管理班组，认真落实“安全第一，预防为主”的方针，始终把安全教育培训工作作为一项长期性的重要任务，贯穿全年安全生产的全过程，严格落实各项安全规章制度，狠抓班组安全管理，严格执行安全生产确认制，坚决杜绝各类违章行为，在2010年全年生产工作中，未发生一起安全生产事故。

二、以保证炉况长期稳定顺行为中心环节，完成生产任务

2010年，在生产方面，2#高炉值班室班组能够认真组织完成分厂、作业区制定的各项生产任务，严格执行分厂、作业区下达的各项操作指令、方针。努力克服因原燃料质量、外围设备等对高炉的不利影响，精心组织操作，严格执行工艺纪律。在2010年的工作中，虽然因原燃料质量、外围设备影响，出现过炉况异常，但是值班室全体成员从自身找问题，与兄弟高炉作比较、找差距，精心操作，认真组织生产，确保炉况长期稳定顺行。全年完成生铁产量424366.52吨，超产24366.52吨，圆满完成了2010生产任务及各项经济技术指标。

三、积极开展降本增效工作，不断增强员工危机感、使命感

为适应八钢跨越式发展的要求，把工作重点放在应对危机、降本增效工作，2#高炉值班室班组通过成立攻关小组、开展劳动竞赛、自主管理发布等具体工作，积极开展降本增效活动。在2010年中，2#高炉值班室积极参加分公司、分厂组织的自主管理课题发表活动，以“稳定炉况顺行”为课题，组织虚拟团队，开展课题攻关活动，取得了较好的经济效益。

四、加强班组日常管理，努力提高职工素质

1、积极开展思想教育，统一思想认识。通过班组会，座谈会等方式及时传达分厂分公司以及八钢公司的形势任务，确保信息的及时准确的传递。

2、广泛开展合理化建议征集活动，积极推进班组成员的创新意识，调动职工工作积极性。

3、积极开展班组岗位培训工作，每周利用班组会时间对岗位作业指导书、事故预案进行学习，不断提高组员的理论知识及实际操作水平。

4、积极参加分厂、作业区组织的各项活动，增强班组成员的团队协作精神，提升了班组的凝聚力。

5、严抓文明生产管理工作，配合作业区每周进行一次文明生产检查。

六、认真做好民族团结、综合治理工作

在民族团结、综合治理方面，2#值班室能够不断加强班组民族团结工作，坚持正确的舆论宣传，做好班组职工的思想稳定工作。在日常工作及生活中，做到遵纪守法，努力做好综合治理工作，2010年未发生一起违纪违法事件。

高炉设计 篇3

关键词：设计和实现；配料计算系统；高炉炼铁

中图分类号： TH12 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）16-158-2

0 引言

本文立足于物料平衡理论，以高炉炼铁的具体生产工艺为基础，对高炉炼铁的配料计算系统进行了设计和实现。该系统能够对高炉炼铁配料过程中的每个环节进行监控，从而对整个高炉配料流程进行简化，使高炉配料调整更加便利、准确。

1 高炉炼铁配料计算系统的设计

1.1 高炉炼铁配料计算系统的重要性

在高炉炼铁的过程中，为了降低成本，提高生产率，保障炼钢和炼铁生产工艺对铁水质量的要求得到满足，必须对高炉炼铁配料进行计算，这就需要科学地设计高炉炼铁配料计算系统。在这高炉炼铁配料计算系统进行设计之前要对高炉炼铁的配料计算过程进行了解，高炉炼铁的配料计算过程事实上就是以当前的冶炼条件和原料条件为依据，将不同化学成分和物理性能的原料按照一定的质量要求精确地组合起来，从而保障炼铁产品的化学成分和物理性能的稳定性，获得合格的生铁和合适的炉渣成分，并对所需的溶剂和矿石的消耗量进行精确的计算。冶炼产品的质量和产量都会受到配料方案是否合理、配料计算模型是否恰当的影响，从而直接影响到配矿的成本。如果没有准确的计算，或者配料计算的过程有误，都会降低生产效益、提高生产成本、影响产品质量，甚至酿成安全事故，造成极其恶劣的社会影响。

各单位为了提高生产效益、降低生产成本，都采取了一些措施来提高配料的精度。矿石是炼铁的主要原料，但是矿石的种类较多，各种类的成分和品位往往具有很大的差别，对计算精度进行精确的控制确有难度，当前通用的高炉炼铁配料计算方式又存在着准确性低、耗时耗力的缺点。在我国的中小型高炉蓬勃发展的过程中也暴露出了很多问题，主要表现为计算机的控制能力普遍较低，配料计算过程非常繁琐，而且也不能保障计算结果的准确性，给操作人员的操作带来了较大的不便。为了实现高炉配料计算的自动化，应该对高炉炼铁的配料计算系统进行科学的设计。

1.2 高炉炼铁配料计算系统的具体设计

根据高炉物料的平衡理论，对高炉炼铁配料计算应用系统进行设计，其计算基础参数主要包括生产高炉生铁的预定铁水成分、原始操作条件、燃料成分和原料成分等，对高炉炼铁过程中的重要生产数据进行计算，例如炉渣成分、出铁铁水成分、煤气成分、铁水生产最佳原燃料配比用量等。本文将高炉炼铁配料计算系统主要分为2个部分：初始条件输入系统、物料平衡输出系统。其中初始条件输入子系统则主要包括焦炭成分模块、矿石成分模块、煤粉成分模块、溶剂成分模块、铁水假定成分模块、炉尘成分模块等6个部分。物料平衡输出系统主要包括吨铁需要的矿石及熔剂量模块，冶炼吨铁产生的炉渣量模块，入炉风量计算模块和炉顶煤气发生量计算模块及煤气的化学成分等模块。

本系统立足于高炉现场操作，在编程设计时使用了windows环境，以及VisualBasic语言，保障界面的友好和计算的精确性。

2 高炉炼铁配料计算系统的实现

2.1 理论依据

本系统的开发主要以配料计算中的联合计算法为依据。即在给定的原燃料条件和冶炼参数下，应用物料平衡法求解出单位生铁的焦炭、矿石、熔剂等的消耗量。根据所得消耗量计算吨铁的耗风量和煤气量。

主要运用到以下几个平衡方程：

①出铁量平衡方程；

②根据生铁中某元素要求的含量或某元素的平衡方程；

③根据炉渣碱度或造渣氧化物平衡方程；

④根据炉渣中某一造渣氧化物含量或渣中某氧化物平衡方程。

2.2 高炉炼铁配料计算系统的登录

为了有效的保护系统的稳定性，同时尽可能减少人为因素对系统的干扰或者由于使用过程中对系统的误操作，本系统采取了密码验证方式进行登录。系统使用人员要进行登录，输入正确的口令，才能进行下一步操作。这样可以最大限度的避免高炉炼铁配料计算的随意性问题。

2.3 原料成分输入子系统的应用

该子系统共有6个模块，分别为焦炭成分模块、矿石成分模块、煤粉成分模块、溶剂成分模块、铁水假定成分模块、炉尘成分模块。各模块都有对应的数据库，能够进行独立的数据动态存储。

该子系统的6个模块均具有数据保存、数据修改、数据传输和数据添加的功能，通过相应的操作，用户可以在对应的数据库中添加相应的内容，也可以修改或删除数据库中的数据。为了保障数据的准确性，提高系统计算的准确率，系统会对每个输入的数据进行校验，设置个数值的取值范围，如果该数据不在取值范围之内，就无法输入系统，系统会提醒操作人员对其进行修改。这样可以最大限度的避免人为操作失误而造成的计算结果偏差，尽量提高计算结果和相关数据的准确性。

2.4 配料计算子系统的应用

作为整个高炉炼铁配料计算系统的核心子系统，配料计算子系统又可以分为计算结果查询和配料计算两个部分，而该子系统的核心部分就是配料计算模块。配料计算模块的计算基础是预定铁水成分、原始条件、燃料成分、原料成分等，能够将炉渣碱度、炉渣成分、炉渣量、出铁铁水成分、出铁量、S负荷、矿石品位、原料燃料用量等生产数据计算出来。在系统中主要还是以直接输入数据的方法进行计算。此方法操作简单，可随时对其中的某一个数据进行修改调整。真正做到操作方便，提高计算的准确性。

在将燃料数据和原料数据输入配料计算模块之后，就可以进行自动计算，计算内容包括变量计算和配料计算，同时在界面上直接显示计算的结果。系统会对矿石原料配合比是否为百分之百进行效验，否则会提醒操作者修改或报警。然后再对焦丁、煤比是否参与计算进行查看，以假定输入的冶炼条件为依据，对原始的操作条件进行计算整合，从而对综合负荷、综合焦比等数据进行计算。在配料计算参数中，操作者可以选择变料方式，系统提供了两种变料方式可供选择，一是在设定负荷计算焦比和设定焦比计算负荷中选择一个，二是在设定矿批计算焦批和设定焦批计算矿批中选择一个。

根据实际需要，系统的使用者可以便利地更改和调换名称，如果原燃料的名称发生改变，那么相应的后台数据库也会随之变化，该模块还具有连续计算功能。通过配料计算模块，操作者也可以打印、查询和保存计算的结果，并以计算结果为依据对燃料和原料的用量进行调整，达到提高生产效率、降低成本、提高质量的目的，使实际生产的铁渣成分和生铁成分能够尽可能的接近理论预定的要求。

每次计算的过程和结果都会在计算结果查询模块的数据库中进行保存，以供操作者查询。同时操作者也可以在计算结果查询模块对某一个配料计算的结果进行删除，或者将数据库清空。通过对历史数据的查询操作人员能够更加科学的制定相应的操作方案。

3 结语

本文对高炉炼铁配料计算系统进行了设计，经过现场测试和应用，该系统的稳定性和精确性较高，而且系统使用比较便利，炼铁生产操作中的具体要求基本能够得到满足，具有良好的操作便利、运行稳定性、实时跟踪性和数据准确性，能够有效地提高我国高炉配料计算的自动化程度。

参 考 文 献

[1] 张明星，雷鸣，杜屏，赵华涛.沙钢5800m3高炉提高煤比操作实践[J].上海金属，2014（05）.

[2] 肖洪，张建良，贾凤娟，庞清海，朱广跃，郑常乐.高炉喷吹煤粉合理搭配[J].钢铁，2014（09）.

[3] 曹锋，张纲，丁英杰，袁苗苗.首钢长钢9号高炉合理喷煤比的探析[J].炼铁，2014（01）.

[4] 周渝生，项钟庸.合理喷煤比的技术分析[J].钢铁，2010（02）.

高炉喷煤的控制系统设计 篇4

1.1供电负荷

1座2 500 m3容积高炉喷煤工程内容应包括原煤上料系统、制粉系统、喷吹系统、干燥剂系统等。喷煤系统总装机容量约为3 540 kW, 其中高压负荷为2 540 kW。

1.2供电方案

该系统设1 000 kVA变压器 2 台 (不同的工程详细数据可能有变动) 。在喷煤主厂房内设有喷煤车间低压配电中心, 所有喷煤主厂房内的低压负荷都通过低压配电屏引出。

1.3主要电气设备选型

(1) 变压器采用运行稳定、安全、可靠的S9-M型全密封式变压器;

(2) 变压器至低压进线柜之间的连接采用由专业厂家量身定制的全封闭式母线槽;

(3) 低压开关柜采用TG6型开关柜;

(4) 低压元器件采用先进、成熟产品, 便于维护, 缩短故障处理时间, 如CW1、CM1系列等;

(5) 喷煤系统的电气、仪表、计算机合一, 采用PLC系统进行控制。

1.4自动控制网络

(1) 一级操作站采用专用工控机。

(2) 操作站与PLC系统之间的通讯采用工业以太网。

(3) PLC系统通过控制高、低压配电柜来控制现场设备的启动与停止。

(4) PLC系统通过继电器接口柜直接控制现场阀门的精确调节与开闭。

1.5电气传动

为提高喷煤系统的自动化水平, 保证质量, 节约能源, 提高生产效率, 原煤上料系统、制粉系统、喷吹系统、干燥剂系统等采用先进的“三电”合一控制方式。喷煤系统所有用电设备均设短路保护。高压电机设速断、过负荷、单相接地保护等, 低压电机采用接触器启动, 具有高分断能力的自动开关作短路保护, 热继电器作过载保护。生产线上的大部分低压设备采用操作站和机旁两种控制方式, 高压设备增加高压开关柜控制。操作站控制由PC操作站连接PLC系统来完成对生产设备的高度自动化控制, 监视及故障报警, 可检测各个系统中生产设备的工作状态与各个系统中一些重要的工艺参数, 并可按已确定的控制原则对各个设备进行控制和调节, 操作人员可通过CRT上的实时动态画面监视现场的生产状况。机旁控制主要用于检修及试车。

1.6照明

主厂房照明主要采用汞钠混光灯及反射型投光灯, 喷吹车间采用防爆灯。车间变电所、主控室、操作室、办公室、值班室等采用高效节能荧光灯照明, 主控室等重要部位配有消防应急照明灯。

1.7防雷接地

主厂房采用避雷带防雷。变压器二次侧中心点接地, 变电所接地电阻不大于4 Ω。正常非带电设备金属外壳、电缆桥架等均与工作保护接地网相连。计算机系统单独接地, 其电阻值按设计要求。

1.8电缆敷设方式

厂房内电缆线路尽可能采用电缆桥架或电缆沟敷设, 局部配管。低压电缆均采用一般低压电缆, 模拟量使用的电缆均采用屏蔽电缆。

1.9防火措施

变电所、低压配电中心、中央控制室等进出电缆的孔洞均采用耐火堵料加以封堵。

2自动化仪表及计算机系统

2.1自动化仪表

在喷煤系统中, 所有设置的仪表均进入PLC系统, 由操作站加PLC系统完成过程检测、控制、越限报警、主要运行参数记录及趋势分析等功能。

2.2主要检测、控制项目

(1) 磨机进出口温度、压力监测, 磨机进出口温度与压力的动态监视能使操作工实时的掌握好磨机的运行情况, 使磨机达到最佳运行状态。

(2) 布袋收粉器温度、压力及布袋收粉器灰斗温度的监测, 该温度与压力的动态监测能保证布袋收粉器安全、稳定进行收粉工作。

(3) 磨机减速机及其润滑、液压系统温度与压力的监测, 该温度与压力的动态监测是保证磨机安全、可靠、稳定运行的必不可少的手段。

(4) 喷吹系统气源的压力监测, 该压力的动态监测能够保证喷吹系统的稳定运行。

(5) 各个喷吹罐温度、压力监测, 喷吹罐温度与压力的动态监测是使喷吹系统喷向高炉的煤粉稳定、连续的有效保证。

(6) 喷吹管道的压力监测, 该压力的动态监测可以使操作工迅速、准确地判断煤粉的通畅状况。

(7) 烟气炉系统的煤气、空气流量监测, 该流量的动态监测可以了解烟气炉的燃烧状况, 以保证烟气炉系统稳定运行。

(8) 烟气炉系统的温度监测, 该温度的动态监测可以掌握烟气炉的燃烧状况, 使烟气炉系统能给整个喷煤系统提供稳定的、高质量的烟气, 以确保喷煤系统稳定、可靠的运行。

(9) 布袋收粉器后的流量监测, 该流量的动态监测能使操作工控制好制粉系统的风量, 以使制粉系统生产出合格的煤粉。

(10) 磨机电流、减速机轴瓦温度的监测, 该二项参数的动态监测可以实时掌握磨机电机、减速机的运行状况, 以保证系统的正常运行。

2.3调节手段

(1) 磨机出口温度的调节, 该系统是根据磨机出口温度和由进出口差压及流量构成的气阻这一复合工程量来调节进口干燥气体和原煤给煤量的综合性调节系统。

(2) 烟气炉燃烧的调节, 该系统是根据烟气炉内煤气与空气最佳燃烧比例与烟气炉内温度要求, 通过煤气流量设定实现的。

(3) 喷吹罐压力的调节, 该调节是根据喷吹罐喷吹压力的需要设定, 通过自动均压手段实现。

2.4保安措施

(1) 磨机进出口压力的超限报警的措施;

(2) 磨机进出口温度超限报警与停止制粉系统的措施;

(3) 各电机与减速机轴承温度超限报警与停车的措施;

(4) 煤粉仓温度超限报警与充氮气冷却、防爆的措施;

(5) 喷吹管道压力的超限报警。

2.5阀门的控制

在本设计方案中, 喷煤系统的所有调节阀门均取消伺服放大操作器, 通过PLC系统的模拟量输入与数字量输出精确地调节阀门, 从而改善了系统的可靠性, 控制精度也得到很大程度的提高。

2.6主要仪表的选型

喷煤系统中的仪表选型各种各样, 现将常用的主要仪表选型列出以供参考:料位仪表选择德国VEGA产品;压力仪表横河川仪EJA或PDS系列产品;温度仪表主要的采用热电阻与热电偶;流量仪表采用不锈钢流量孔板加差压变送器或是涡街流量计的方式;称重仪表采用余姚太平洋的称重产品。

2.7计算机系统

计算机系统采用仪电合一的一级控制系统, 并设有工程师站、操作站。工程师站为工程师专用站, 主要用于程序的修改、参数的更正、画面的调整等。操作站为操作人员专用站, 操作站上设有丰富的画面, 所有工艺参数、各类运算和控制、设定都可通过CRT监视和键鼠操作完成。

根据以上的控制系统方案设计, 可以确保喷煤系统的可靠、稳定的运行。同时, 该系统还为今后上二级管理系统留有接口, 自动化系统主要硬件配置如下:

(1) PLC:1 套; (2) 工控机:3 台; (3) CRT:3 台; (4) PLC控制柜:1 套; (5) 计算机工作台:1 套; (6) UPS:1 台。

3结束语

高炉炼铁讨论题 篇5

怎样选择合理的热制度？ 答案：

(1)根据生产铁种的需要，选择生铁含硅量在经济合理水平；(2)根据原料条件选择生铁含硅量；

(3)结合技术水平与管理能力水平选择热制度；(4)结合设备情况选择热制度。

如何理解高炉以下部调剂为基础，上下部调剂相结合的调剂原则？

答案：下部调剂决定炉缸初始煤气径向与园周的分布，通过确定适宜的风速和鼓风动能，力求煤气在上升过程中径向与园周分布均匀。上部调剂是使炉料在炉喉截面上分布均匀，使其在下降过程中能同上升的煤气密切接触以利传热传质过程的进行。炉料与煤气的交互作用还取决于软熔带的位置与形状以及料柱透气性好坏。无论炉况顺行与否、还原过程好坏，其冶炼效果最终都将由炉缸工作状态反应出来，所以炉缸是最主要的工作部位，而下部调剂正是保证炉缸工作的基础。因此，在任何情况下都不能动摇这个基础。

连续崩料的征兆是什么？应如何处理？ 答案：

连续崩料的征兆是：

(1)料尺连续出现停滞和塌落现象；

(2)风压、风量不稳，剧烈波动，接受风量能力很差；(3)炉顶煤气压力出现尖峰、剧烈波动。

(4)风口工作不均，部分风口有生降和涌渣现象，严重时自动灌渣；(5)炉温波动，严重时，渣铁温度显著下降，放渣困难。处理方法是：

(1)立即减风至能够制止崩料的程度，使风压、风量达到平稳；(2)加入适当数量的净焦；

(3)临时缩小矿批，减轻焦炭负荷，适当发展边缘；(4)出铁后彻底放风坐料，回风压力应低于放风前压力；(5)只有炉况转为顺行，炉温回升时才能逐步恢复风量。

论述料线高低对布料的影响

答案：料线是指大钟全开情况下沿到料面的距离，对无钟炉顶为溜槽下端距料面的距离。料线的高低可以改变炉料堆尖位置与炉墙的距离，料线在炉喉碰撞点以上时，提高料线，炉料堆尖逐渐离开炉墙；在碰撞点下面时，提高料线会得到相反的效果。一般选用料线在碰撞点以上，并保证加完一批后仍有0.5ｍ以上的余量，以免影响大钟或溜槽的动作，损坏设备。

高炉炉体内衬砖有哪些质量要求？ 答案：

(1)对长期处在高温高压条件下工作的部位，要求耐火度高，高温下的结构强度大(荷重软化点高、高温机械强度大)，高温下的体积稳定性好(包括残存收缩和膨胀、重烧线收缩和膨胀要小)；

高炉炼铁讨论

(2)组织致密，体积密度大，气孔率小，特别是显气孔率要小，提高抗渣性和减小碳黑沉积的可能；

(3)Fe2O3含量低，防止与CO在炉衬内作用，降低砖的耐火性能和在砖表面上形成黑点、熔洞、熔疤、鼓胀等外观和尺寸方面的缺陷；

(4)机械强度高，具有良好的耐磨性和抗冲击能力。

试述合理热制度的选择？

答案：在一定的原燃料条件下，合理的热制度要根据高炉的具体特点及冶炼品种来定。首先应根据铁种的需要，保证生铁含硅量、含硫量在所规定的范围内。冶炼制钢铁时，［Si］含量应控制在0.2~0.5%之间。其次，原燃料含硫高，物理性能好时，可维持偏高的炉温；在原燃料管理稳定的条件下，可维持偏低的生铁含硅量；在保证顺行的基础上，可维持稍高的炉渣碱度，适当降低生铁含硅量；高炉炉缸侵蚀严重或冶炼过程出现严重故障时，要规定较高的炉温。重视铁水温度指标。2000m3以上的高炉顺行状态时铁水温度不应低于1470℃，中小高炉一般为1450℃。

试述炉凉的处理原则？ 答案：

(1)必须抓住初期征兆，及时增加喷吹燃料量，提高风温，必要时减少风量，控制料速，使料速与风量相适应。

(2)如果炉凉因素是长期性的，应减轻焦炭负荷。

(3)剧凉时，风量应减少到风口不灌渣的最低程度，为防止提温造成悬料，可临时改为按风压操作。(4)剧凉时除采取下部提高风温、减少风量、增加喷吹燃料量等提高炉温的措施外，上部要适当加入净焦和减轻焦炭负荷。

(5)组织好炉前工作，当风口涌渣时，及时排放渣、铁，并组织专人看守风口，防止自动灌渣烧出。(6)炉温剧凉又已悬料时，要以处理炉凉为主，首先保持顺利出渣出铁，在出渣出铁后坐料。必须在保持一定的渣、铁温度的同时，照顾炉料的顺利下降。

试述炉渣离子结构理论是如何解释炉渣碱度与粘度之间的关系的。

答案：炉渣离子结构理论认为，炉渣粘度取决于构成炉渣的硅氧复合负离子的结构形态，炉渣粘度随碱度而变，是由于随着炉渣碱度的变化，硅氧复合负离子的结构形态发生了变化。由于碱性氧化物能提供氧离子而酸性氧化物吸收氧离子，所以，熔渣碱度不同，熔渣中的O/Si比值不同，从而形成结构形态不同的硅氧复合负离子，形成的负离子群体越庞大越复杂，炉渣粘度也越大。反之，炉渣中增加碱性氧化物CaO、MgO、FeO、MnO等，增加氧离子浓度，从而提高O/Si比值，则复杂结构开始裂解结构变简单，熔渣粘度降低。不过，碱度过高时，粘度又会上升。原因是碱度过高时形成熔化温度很高的渣相，熔渣中开始出现不能熔化的固相悬浮物所致。

试述高炉内碳的气化反应和CO的分解反应对高炉的影响。

答案：CO2与固体C之间的反应(CO2+C=2CO－165766kJ)称为碳的气化反应(或称CO2的分解反应)，它是一个吸热反应，吸热量很大，因此高温对这个反应是有利的。高炉冶炼过程中，气化反应的发展程度决定直接还原与间接还原。由于高温下气化反应很快，通过反映FeO+CO=Fe+CO2产生的CO2立即与固体C作用形成CO，总的结果是FeO+C=Fe+CO，即直接还原。所以，高温区只有直接还原。低温下气化反应很慢，产生的CO2不变为CO，即间接还原。因此，高炉低温区只有间接还原。这个温度界限大约为900～1000℃。

另外，由于气化反应的存在，一部分(大约50%)碳酸盐在高温区分解产生的CO2与固体C

高炉炼铁讨论

作用，不仅消耗了焦炭，而且吸收热量，增加高炉热量消耗，降低风口前燃烧的碳量，对高炉冶炼不利；气化反应的逆反应(2CO=C+CO2+165766kJ)叫做CO的分解反应。低温对这个反应有利，450～600℃范围内有明显发展，反应产生的碳黑(粒度极细的固体碳)非常活泼，渗入到矿石空隙中参加还原，并且与高炉上部还原产生的海绵铁发生渗碳反应，降低铁的熔点，还可能渗入炉衬耐火砖缝隙中侵蚀炉衬。如果发生大量的分解反应，则分解产生的固体C沉积在料块中间，恶化高炉透气性，对高炉冶炼产生不利影响。

10.封炉（或长期休风）应注意哪些问题？ 答案：

（1)装封炉料过程中，应加强炉况判断和调节，消灭崩料和悬料，保持充足的炉温，生铁含硅量控制在0.6～1.0%；

（2)各岗位要精心操作和加强设备维护检查，严防装封炉料过程发生事故，而造成减风或休风；

（3)封炉料填充方式，同高炉大中修开炉料填充方式，即炉缸、炉腹装净焦，炉腰装空焦，炉身中下部装综合料(空焦和正常料)，炉身上部装正常料；

（4)封炉料下达炉腹中下部，出最后一次铁，铁口角度加大到14°，大喷后堵上。通知热风炉休风，炉顶点火，处理煤气；

（5)休风后进行炉体密封。炉顶装水渣，厚度500～1000mm左右。卸下风口，内部砌砖，渣口、铁口堵泥。焊补炉壳，大缝焊死，小缝刷沥青或水玻璃密封；

（6)根除漏水因素。关炉壳喷水，切断炉顶打水装置，损坏的冷却设备全部闭水，切断炉顶蒸汽来源；

（7)降低炉体冷却强度。封炉休风后，风口以上冷却设备，水量、水压减少至30%～45%，3d后风口以下水压降低至50%。3月以上的封炉，上部冷却水全部闭死，管内积水用压缩空气吹扫干净；

（8)封炉2d后，为减少炉内抽力，可关闭一个炉顶煤气放散阀；

（9)封炉期间要定期检查炉体各部位(重点是风口、渣口、铁口)有无漏风情况，发现漏风及时封严。

11.试简述高炉操作的任务。答案：高炉操作的任务是在已有原燃料和设备等物质条件的基础上，灵活运用一切操作手段，调整好炉内煤气流与炉料的相对运动，使炉料和煤气流分布合理，在保证高炉顺行的同时，加快炉料的加热、还原、熔化、造渣、脱硫、渗碳等过程，充分利用能量，获得合格生铁，达到高产、优质、低耗、长寿、高效益的最佳冶炼效果。

12.风口装置的破损机理？ 提高风口寿命的措施？ 答案：

（1）a、熔损；b、开裂；c、磨损。

（2）a、提高制作风口的紫铜纯度，以提高风口的导热性能；b、改进风口结构，增强风口冷却效果；c、对风口前端进行表面处理，提高其承受高温和磨损的能力。

13.试述高炉要进行低硅生铁冶炼，需要采取哪些措施？ 答案：

（1）保持炉况稳定顺行；

（2）提高矿石入炉品味、改善炉料结构、增加熟料比；

高炉炼铁讨论

（3）减少原料化学成分波动；（4）提高焦炭强度；（5）适当提高炉渣碱度；（6）提高炉顶压力；

（7）控制合理的气流分布；

（8）采用合理的上下部调剂及提高煤气利用率。

14.试述高压操作对高炉冶炼的影响 答案：

（1）高压操作有利于提高高炉的冶强；

（2）高压操作有利于炉况顺行，减少管道行程，降低炉尘吹出量；（3）高压操作可降低焦比；

（4）高压操作有利于降低生铁含硅量，有利于获得低硅生铁。

15.试述我国高炉喷煤技术的发展方向是什么？实现的关键问题是什么 答案：喷吹烟煤是我国高炉喷煤技术的发展方向。实现烟煤喷吹的关键是解决喷吹烟煤工艺的安全问题，因为烟煤挥发分含量更高，更容易产生爆炸现象。国内外高炉烟煤防爆系统的构成主要有两大类：一是使用药剂抑爆的烟煤喷吹系统；二是以降低工艺工程中氧浓度为主的烟煤喷吹系统。

16.简要论述下 高炉工长职责是什么？ 答案：

（1）对本班生产的组织，指挥，技术操作行政管理和职工思想政治工作全权负责；（2）在工段内部直接接受炉长领导；（3）负责当班的炉况调剂，保证炉况顺行稳定，完成作业计划指标；（4）教育检查本班职工严格执行各项规章制度和操作规程，进行安全文明生产；（5）负责组织处理当班发生的各种事故；（6）认真进行交接班并与上下班工长共同分析情况，协商处理交接班中的争议；（7）负责记录作业时间，填写工长交接班本，简要说本班的情况；（8）遇有特殊情况工段领导不在时，及时向厂调和执勤人员请示汇报，服从调度和执勤人员的指挥 ；（9）负责本班人员的经济责任制，考核及奖罚意见；（10）负责本班人员的考勤和组织每天的班前会。

17.如何选择炉渣的熔化性。答案：

（1）对软熔带位置高低的影响。难熔渣开始软熔温度较高，从软熔到熔化的范围小，则在高炉内软熔带的位置低，软熔层薄，有利于高炉顺行；在炉内温度不足的情况下可能粘度升高，影响料柱透气性，不利于顺行。易熔渣在高炉内软熔位置较高，软熔层厚，料柱透气性差；另一方面易熔渣流动性好，有利于高炉顺行；

（2）对高炉炉缸温度的影响。难熔炉渣在熔化前吸收的热量多，进入炉缸时携带的热量多，有利于提高炉缸温度；易熔渣则相反；

（3）影响高炉内热量消耗和热量损失。难熔炉渣要消耗更多的热量，流出炉外时炉渣带走的热量较多，热损失增加，使焦比升高；易熔渣则相反；

（4）对炉衬寿命的影响。当炉渣熔化性温度高于高炉某处的炉墙温度时炉渣易凝结而形成渣皮，对炉衬起保护作用；易熔炉渣因其流动性过大会冲刷炉墙。

高炉炼铁讨论

18.无钟炉顶布料有哪四种基本布料方式？其工作特点如何？ 答案：

(1)环形布料，工作特点是倾角固定的旋转运动；

(2)螺旋形布料，倾角变化的旋转运动，就倾角变化的特点分为倾角渐变的螺旋形布料和倾角跳变的同心圆布料；

(3)定点布料，方位角固定的布料；

(4)扇形布料，方位角在规定范围内（如1200）反复变化的布料。

19.长期停炉（封炉、中修）后，为使高炉开炉后尽快转为正常生产，•对炉前操作提哪些特殊要 答案：

(1)保持铁口能与炉缸上部贯通，让高温煤气流向铁口，达到加热铁口区域的目的；

(2)先打开铁口两侧风口送风，一方面控制炉缸上部产生的渣铁量，另一方面，依靠流通的高温煤气就能促使铁口附近加热，•在炉缸下部造成一个高温区域，以利铁口的烧开；(3)做好从渣口出铁的准备，防止铁口烧不开酿成风口灌渣和烧坏风、渣口事故。

20.更换风口或渣口各套时有哪些注意事项？ 答案：

(1)更换风渣口各套时，必须放净渣铁后，才能进行休风；

(2)更换风渣口各套时，用氧气烧时应注意严禁烧坏各套的接触加工面；(3)更换时各部位的球面接触应上严、上正、不能漏风；

高炉下的风光 篇6

这组“风光片”（自称风光片）是我在钢铁厂高炉水渣排放现场拍摄的，尽管它不能同祖国的大好河山相媲美，但我分明在这里感受到了钢铁厂的博大与壮丽。每当我下到生产现场，那里的一股股蒸气、一片片渣滩与光影所构成的一幅幅美丽的图画无时不在敲击着我的心灵，令我震撼、令我着迷。于是我情不自禁地用手中的相机记录下这种美丽。

我之所以迷恋她，是由于她负载着我的感悟以及许许多多语言难以表达的东西。

使用器材：富士S2pro 机身

Nikon35mm——70mm 1:2.8D

Nikon80mm——200mm 1:2.8ED

SIGMA17mm——35mm1:2.8---4镜头

兴澄特钢大高炉喷煤系统工艺设计 篇7

1.1工艺流程

从厂内露天煤场的原煤经皮带运至喷煤车间的干煤棚, 用行车将原煤装入受煤斗, 后经受煤斗下的振动给料机、平皮带机、大倾角皮带机和配仓皮带机加犁式卸料器给4只原煤仓加煤, 原煤仓的原煤经称重调速给煤机均匀地加进磨煤机, 干燥剂为烟气炉高温废气与排粉风机出口部分废气和高炉热风炉废气的混合气, 干燥剂经过制粉系统中的排粉风机形成的负压吸入磨煤机, 原煤在磨煤机中粉碎和干燥。粒度较大的颗粒经粗粉分离后重新磨制, 合格的煤粉沿管道进入布袋收粉器被收集后进入煤粉仓, 煤粉仓下设置3只高压并列式喷吹罐将煤粉输送至高炉, 高炉平台上设1台分配器, 将输送过来的煤粉经分配器分配后, 再由喷枪喷入高炉风口。高炉喷吹采用单总管加分配器的喷吹形式, 采用高压并列罐直接喷吹工艺, 制粉和喷吹在同一厂房内, 制粉系统的煤粉收集仓就是喷吹系统的煤粉贮备仓, 磨制的煤粉直接由喷煤车间向高炉喷吹。

1.2原煤条件及煤粉质量

1.2.1 原煤条件原煤种:混合煤;

原煤挥发分:≤25%;

原煤水分:≤12%;

原煤灰分: ≤12%;

原煤粒度:≤40 mm;

原煤灰分中SiO2含量:50%;

原煤哈氏可磨系数:55 Hardgrove。

1.2.2 煤粉质量

煤粉粒度:≤0.088 mm, 占80%;

煤粉水分:<1%。

2喷煤系统主要工艺及设备

2.1室内煤场

室内煤场的大小为33 m×138 m, 能贮存7天的原煤需求量, 煤场采用行车上料, 烟煤与无烟煤分开堆放贮存。

2.2上料系统

上料系统从受煤斗开始 (受煤斗设置在煤场内) , 受煤斗中的原煤经过振动给料机到下方的平皮带机 (B=1 000 m) , 再由大倾角皮带机 (B=1 200 m) 将原煤输送至原煤仓顶的配仓皮带机, 最后由配仓皮带机上的犁式卸料器将原煤分别装入1#～4#原煤仓。

2.3制粉系统

采用一级布袋收粉工艺, 即中速磨—布袋收粉器—主排风机。生产实践证明, 该工艺流程简单、阻损 (电耗) 降低、运行可靠、排放浓度符合国家规定的环保要求。该系统每套制粉设备主要包括:2 个原煤仓 (V=350 m3) 、2台封闭式带式称重给煤机、1台磨煤机、1台布袋收粉器、1台主排风机等。

本喷煤系统设置双系列制粉系统, 单台磨煤机产量大于等于60 t/h (HGI=55, 水分12%, 粒度≤0.088 mm占80%) 的立式中速磨。

2.4干燥剂系统

为保证生产稳定、节省投资, 制粉干燥剂系统采用部分烟气自循环工艺, 即利用烟气炉高温烟气、排粉风机出口部分烟气和高炉热风炉废气的混合气作为干燥剂进入磨煤机。其中主排风机出口自循环烟气量占烟气总量的30%～50%, 引高炉热风炉废气占烟气总量的30%～50%, 两者混合后进入烟气炉, 再经烟气炉加热后进入磨煤机。

该系统建有2 台烟气炉, 每台烟气炉废气发生量在100 000 m3/h 左右。

2.5喷吹系统

大高炉喷吹系统采用3只高压并列罐、总管加分配器、直接喷吹方式, 喷吹罐容积为65 m3。倒罐周期为30 min (按最大喷煤量计) 。设计压力16 kg/cm2, 工作压力约为12 kgf/cm2, 正常喷吹量200 kg/ (t·fe) , 最大喷吹量250 kg/ (t·fe) 。喷吹罐充压、流化、补压采用氮气, 二次补气采用无油无水压缩空气。压缩空气压力1.4 MPa, 氮气气源压力1.6 MPa。

1#～3#喷吹罐出口管道合并一个总管到高炉炉前煤粉分配器, 通过分配器煤粉可均匀喷入各个风口。另设一备用喷煤主管, 可在原喷煤管道出现堵塞的情况下切换到备用管道。

分配器采用锥体式分配器, 分配不均匀度小于3%。分配器设在框架外的悬挂平台上, 该平台在炉顶平台下方, 平台为4 m×10 m, 布置一个32支管分配器, 32根支管上装有用以检测工况的测堵仪, 并设有自动反吹系统, 当某支管出现有堵塞现象时, 反吹系统自动投入工作, 切断支管喷煤出口阀, 开启吹扫支管阀, 进行强行吹扫, 吹通后, 恢复正常喷吹。喷吹支管采用等径等距离等阻损设计, 从炉顶平台至热风平台之间完成等距离管道设计。

喷吹管道伴随有吹扫管, 管道每隔30～50 m 有一个吹扫点, 在管道每个转弯的前后各设置两个吹扫点, 直至高炉风口平台, 当管道发生意外堵塞时, 依次打开气动吹扫阀, 用压缩空气或N2逐步吹通, 并将煤粉送回制粉车间煤粉仓。

系统单独设置一台向石灰窑输送煤粉的喷吹罐, 喷吹罐容积为20 m3, 可贮存煤粉12 t, 设计压力10 kgf/cm2, 工作压力0.5 kgf/cm2。

3喷煤系统的特点

3.1制粉系统

(1) 煤粉制备设置两套制粉系统, 因石灰窑和球团厂的需要, 其中一套可为石灰窑和球团磨制全烟煤, 并单独设置一个煤粉仓和喷吹罐。

(2) 本系统中磨煤机热风进口管道上设置喷淋装置, 当磨煤机出口温度过高时, 采用喷水降温来代替兑冷风降温, 防止增加系统氧含量, 确保磨制烟煤安全可靠。

(3) 磨机入口、煤粉仓和收粉器上设置氮气灭火装置, 当温度过高或发生着火事故时, 可用来充氮降温和灭火。

(4) 系统中保留有传统灭火装置。

3.2烟气发生炉

由于场地较小, 烟气炉采用竖炉形式, 这样既节约用地, 又降低了成本。根据烟气炉内煤气与空气最佳燃烧比和烟气炉内温度要求, 通过煤气和空气流量设定可实现自动调节, 另该系统设置高温摄像装置, 对烟气炉进行实时监控。

3.3喷吹罐压力的自动调节技术

喷吹系统设置自动调节装置, 根据喷吹煤粉量的需要设定喷吹罐压力, 通过气动薄膜调节阀和自动放散阀调节实现罐压的稳定, 可实现自动喷吹。

3.4广喷和匀喷技术措施

采用单主管加分配器的喷吹形式, 三个喷吹罐并列布置, 一个喷吹, 一个等待, 一个装粉。煤粉的充分流态化、分配器的精度、分配器的位置设置以及保证支管的等阻损是实现广喷、匀喷的重要措施。

(1) 采用了喷吹罐底部流化措施, 可以消除喷吹罐出料时的脉动现象, 在出料口底部采用二次沸腾装置使输出煤粉得到了充分流化。

(2) 采用分配均匀的机械导流式分配器

(3) 分配器出口喷吹支管采用等径等长等阻技术, 使喷吹管路阻损基本达到相同, 从而使煤粉分配均匀性有了强有力的保证。

3.5喷吹罐称量系统精度控制方法

(1) 称重传感器采用板式称重传感器。

(2) 钟阀间的软连接使用刚度较小的软连接, 只实现两钟阀连接, 不产生弹性抗力, 同时能够接受额定范围内的上下法兰不同心, 使软连接上下法兰中心偏移在3 mm以内。

(3) 对罐体下部四周进行适当周向约束, 防止罐体倾斜偏转。

(4) 系统自校除去气体重量得到真实煤粉重量。

(5) 在总管上安装煤粉流量测量仪, 与喷吹罐称重装置互校。

3.6自动喷吹技术

本系统在喷吹管道上设置煤量调节阀和煤粉流量测量仪。煤量自动调节方法:保持罐体恒压, 调节煤量调节阀的开度大小;开始喷吹时系统自动设定一个调节阀门开启度和罐压。调整罐压等级, 使调节阀的调节开度在有效调节范围内。根据罐重差调节阀门开启度。根据喷吹浓度来调节喷吹、流化气流量。系统程序自动巡检计算并作出相应的修正调整。

4浓相输送技术

国内高炉的喷煤系统一般采用稀相输送方式, 通常气固比为5～10 kg (粉) /kg (气) , 输送能力低, 耗气量大。若要提高喷煤量, 必须扩大喷煤管直径, 在增加喷煤量的同时, 输煤管内的速度增加, 必会造成管道及设备的磨损问题, 易引起设备事故。为了克服上述缺点, 近年来国内外喷煤技术正向着提高喷煤量、增加固-气比的方向迅速发展。国内鞍钢、马钢等钢厂的高炉喷煤采用浓相输送技术, 固-气比达40 kg (煤粉) /kg (气) 。

煤粉浓相输送技术即采用高固气比 (≥40 kg/kg) 、低流速 (1～3 m/s) 输送煤粉的技术。由于输送参数的调节和控制方式的改变, 浓相输送技术具有许多特点: (1) 浓相输送所需的载气量小, 煤粉输送速度低, 既节省能源, 又减少了输粉管道及设备的磨损, 产生的静电小, 更有利于煤粉的安全输送。 (2) 浓相输送的粉气比高, 可维持在稀相输送时的3倍以上, 在喷吹量相同的情况下, 浓相输送既可减少鼓入高炉的冷输送气量, 有利于提高炉内温度, 降低焦比, 又提高了系统的喷吹能力。与稀相输送相比, 输送相同的煤粉量, 采用浓相输送其输送管道的截面积大为减少, 节省了材料和设备投资。

煤粉浓相输送技术具有降低投资、节约能源、检修维护量少、分配精度高、操作灵活、产生静电小、有利于安全喷吹烟煤及提高喷煤量等特点。

4.1采用烟气自循环技术

为便于制粉系统启动和停机的操作, 本系统采用部分烟气自循环技术, 即引用主排风机后30%～50%自循环废气和30%～50%的高炉热风炉废气加烟气炉高温废气混合气作为制粉干燥剂。该技术使整个工程投资额下降, 运行成本降低, 占地面积小, 在节约资金、土地、能源方面具有良好的社会效益。

4.2炉前自动补气技术

(1) 在分配器出口喷吹支管上设置煤粉流量探测仪, 即支管测堵仪, 采用德国SWR的流量探测仪。

(2) 在每个喷吹支管上安装补气管, 利用气动球阀控制。

(3) 当测堵仪测到支管堵塞时, 系统自动打开气动球阀补气。

4.3喷吹管道反吹技术

在喷吹管道沿途设置多个反吹装置, 当喷吹管道堵塞时, 依次打开吹扫阀, 将煤粉反吹至煤粉仓, 反吹气体使用氮气。

4.4喷吹罐余压利用技术

当喷吹罐煤粉喷吹完备后, 将该喷吹罐剩余高压气体充到另外一个待充喷吹罐中, 这样可以减小了喷吹罐泄压时对煤粉仓的冲击, 同时也实现了节能降耗。

5结束语

本喷煤系统具有占地面积小、投资省、能耗低、工艺先进合理等优点。系统中的设备基本立足于国内, 仅引进了少量的关键设备, 为推动大高炉喷煤的技术进步起到了积极的作用。

摘要：介绍了喷煤系统的工艺流程和主要设备, 分析了喷煤系统的主要特点。

钢铁厂高炉的总图运输设计 篇8

1 熟悉工艺生产，做好协调工作

高炉炼铁生产本质上是用还原剂在高温下将铁矿石或含铁原料还原成液态铁的过程。高炉本体是冶炼生铁的主体设备，除了主体设备以外，要完成高炉炼铁生产，还需要其他众多系统的配合，其包括:供料系统、送风系统、煤气除尘系统、渣铁处理系统、喷吹燃料系统、供电系统、水处理系统等。

众多的系统意味着高炉生产是一项系统工程，是由许多生产工序共同协助完成，而总图运输设计的主要任务，就是将各种生产工序布置下来，使其更高效地运转起来。然而，现场的条件千变万化，我们不可能按理想状态布置，而这，就要求参加高炉设计的总图运输设计人员，必须熟悉工艺生产，了解它们的作用、组成部分，只有熟悉了工艺生产，我们才能对它进行布置。所以，总图运输设计人员除了学习本专业知识外，还需学习工艺及有关专业的生产知识，不断丰富自己。

总图布置仅仅依靠总图运输设计人员单方面的努力是远远不够，各专业的相关人员也必须密切配合总图专业工作。在场地受限、总图无法调配的情况下，要求相关专业人员对自己的工艺设计做出合适的修改，以满足现场的需要;甚至在某些特别条件下，先由总图运输设计人员进行布置构思，然后再由相关专业设计人员根据此构思将自己的设施布置下去。这些，都充分体现了总图运输设计人员的一项重要思维-全局一盘棋的思维。

在高炉布置中，受现场环境、条件约束，总图布置有矛盾时，在满足生产、安全的条件下，一般按如下原则进行协调: (1) 次要的让主要的，优先布置主要的工艺生产设施，再考虑次要的、辅助的生产设施。如总图布置中先考虑出铁场的布置，再考虑其他设施的布置。 (2) 布置中本着节约的原则，工程量少的让工程量大的。如从出铁场到循环水泵房的地下管廊，应尽量短、直，所以一般就近布置在出铁场附近。

2 建设一座物流顺畅的高炉

建设一座好高炉，炉体工艺是关键，物流顺畅是亮点。一般情况下，物流是总图运输设计成败的关键。如果流程不顺，就会增加设备，延长生产作业线，增加消耗。

物流顺畅、短捷、快速，不仅可以节约大量的运输建设和经营费用，还可以节约用地，减少支出。

物流包含物料运输和工艺衔接，譬如下一个工序与前一个工序的衔接，在高炉布置中，体现以高炉为核心，多级联系的布置特点，不同的设施，与高炉的关系密切程度不同。

与高炉联系紧密的设施，如热风炉、重力除尘、水渣系统、炉前除尘应尽量靠近高炉，主控楼考虑靠近高炉、主皮带和外部道路，电梯要靠近高炉、外部道路、主控楼等，还可结合上出铁场高架路进行主控楼、电梯的布置;鼓风机靠近热风炉，煤气系统靠近重力除尘和外部煤气主干管，矿焦槽系统靠近烧结来料方向，干煤棚布置应便于外部铁路或道路运输，变配电所靠近负荷中心并靠近外部电源接入方向;考虑铁水罐采用铁路运送至铸铁机及炼钢车间等。

外部运输有原、燃料运输，铁水运输，渣运输，能源介质等。不同的物料，其运输方式需符合生产工艺要求，并适应物料的特点。

在高炉生产中，主要的物料是它的原料和成品。一个年产225万t铁水的高炉，每年约需各类原料535万t，铁水和原料的比例约为1:2.4，可见，原料的运输量是非常大的。在这些原料中，大部分是烧结矿、球团矿、块矿、杂矿、焦炭、煤等，这些物料的特点是量多、呈散状。目前，大部分原料一般采用胶带运输，这种运输方式运量大、成本低、可连续运输，不受铁路、道路、天气等外界因素影响。在总图运输设计时，矿、焦槽和供料系统之间采用胶带运输方式连接，我们一般将矿、焦槽布置在原料来源一端，以减少皮带的长度和折返。

高炉铁水的温度在1300℃左右 (转炉炼钢要求铁水温度不低于1200℃) ，比较成熟的运输方式是铁路运输，铁路运输是总图设计的一个重点。钢铁厂由于场地限制，铁路连接比较困难，是考验总图的一个重要方面。

铁水的运输在高炉的总图布置中至关重要，其走向、布置影响着高炉其他设施的布置。在布置高炉时，我们一般先要弄清楚炼钢车间在什么方位，利用厂里现有铁路线，铁水从高炉运至炼钢车间要尽量减少折返，减少铁水温降，避免和轧钢成品运输冷热交叉，保证运输安全、畅通。

在我国，个别钢铁厂高炉和炼钢之间采用钢性连接，这种连接实际上是将炼钢的加热炉跨延长至高炉出铁场附近。这种连接方式，优点是布置紧凑，节约用地，缺点是对吊车要求高，建设费用比铁路运输高，其实际效果还有待考察。目前，国内外钢铁厂铁水运输普遍采用铁路运输，这种运输方式，优点是安全可靠、方便、费用低，缺点是铁路占地多，布置不规整。

3 因地制宜，紧凑布置

对于相同炉容的高炉来说，许多工艺或公辅专业可以利用已作的设计，从一个钢铁厂搬到另一个钢铁厂，而这，对于总图运输设计专业来说，是不可想像的。不同的建设地点和条件，完全相同的高炉的总图运输设计也各具特色。一个好的总图运输设计必须是因地制宜的，它既要适应环境现状，又要满足建厂条件。良好的总图运输设计首先要抓住每次设计的重点、难点，针对不同的给定条件，做出适合环境的布置。中国地域辽阔，但由于人口众多，人口与土地资源的矛盾十分突出，全国人均耕地面积只有世界人均量的1/4，近年来，各项建设的发展又使耕地面积逐年减少，因此，我们必须珍惜和合理利用每一寸土地。

作为总图运输设计人员，我们更要把节约用地落实到平时的设计中去。在总图运输设计中，遇到的最多问题也是用地紧张问题，如何利用有限的场地，来完成生产，这也是考验总图运输设计的地方。

在保证工艺顺畅、生产安全的条件下，我们采用如下方法: (1) 利用空间，厂房联合布置。 (2) 利用地形，减少工程量。 (3) 管线综合布置，增加土地利用率。在高炉生产中，管线众多，如布置不当，会占用不少用地。在管线综合布置中，我们一般采用如下原则:先粗后细、有压让无压、地上地下统筹考虑。对于地上架空管来说，一般将热风主管、煤气管、冷风管、除尘管等管径较大的管线的走向先考虑，走向有共路的地方一般共架布置，再将一些氧气、蒸汽、氮气、压缩空气管等管径小的架空管随着主管架布置。地下管线布置时，对于一些靠重力自流的管线，其走向优先考虑，再考虑其他管线。在安钢2000m3级高炉中，地上煤气管、冷风管、除尘管等综合布置成架空管廊，在架空管廊下面，利用地下空间，布置给、排水等管网，充分利用了每一寸土地。

4 设计和施工紧密配合

对一个工程来说，时间就是产量，就是效益，而总包项目往往比一般设计项目来得更急，要求更严。如何使工程在有限的时间内保证保量的完成，这越来越引起了大家的关注。作为总图运输设计人员，更需要注意这些问题，使设计和施工密切配合起来，为工程的顺利完成节约宝贵的时间。如管线、道路布置的超前考虑，就是一个例子。常规总图设计中，管线应在各个单体平面位置定下后，再进行;而道路设计更晚，是在管线布置完成后再行设计，几乎是总图运输设计中最后的工作。在总包项目中，由于时间紧张，如果最后阶段施工管线、道路，这时，大量的设备需要运输、安装到厂房里面，而现场由于施工开挖，往往造成无法按时完成设备的安装，所以，根据现场施工经验，一般要求总图运输设计在工程的前期将主干道、主干管的设计提前完成。这些，要求总图运输设计人员和相关管线专业设计人员提前做好准备工作，超前完成管线、道路的设计。

5 结束语

随着经济发展、新技术的应用，钢铁厂也在不断淘汰旧设备、换上新工艺，但总图运输设计的任务始终不变，那就是不断地学习新的工艺知识，和相关人员共同合作，相互支持，因地制宜，规划出工艺流程顺畅、贴合环境条件的总图布置。

参考文献

[1]郝素菊.高炉钢铁设计原理.

2500m3高炉本体设计分析 篇9

高炉的大小以高炉的有效容积表示,高炉的有效容积和座数反应高炉车间的规模。近代高炉炉型向着大型横向发展,目前世界上有效容积最大的高炉为沙钢5800m3高炉。高炉本体设计的先进、合理是实现低耗、优质、高产、长寿生产的先决条件,也是高炉辅助系统设计的基础。本设计包括2500m3高炉本体炉型、炉衬、冷却设备和炉壳设计。

1 高炉炉型

高炉规模、原燃料条件、操作条件是确定高炉内型尺寸的影响因素。高炉合理内型必然是符合冶炼工艺要求的内型。即在这种高炉内型的条件下,有利于炉内物理化学过程的进行,特别是有利于炉料的运动和煤气流的合理分布。高炉内型合理与否直接影响高炉冶炼过程,炉型设计合理是获得良好技术经济指标,保证高炉操作顺行的基础。

1.1 定容积

选定高炉座数为一座,高炉有效容积Vu为2500 m3,取高炉利用系数ηV为2.25t/(m3·d)。

1.2 日产量

1.3 炉缸尺寸

1.3.1 炉缸直径d

采用经验公式d=0.32Vu0.45=0.32×25000.45=10.8 m

1.3.2 炉缸高度h1

(1)渣口高度1.27×1.2×5625/(10×0.6×7.1×10.82)=1.72m

式中b为生铁产量波动函数,一般取值1.2;N为昼夜出铁次数,取值10;γ铁为铁水密度;c为渣口以下炉缸容积利用系数,一般为0.55～0.6,此处取值0.6。

(2)风口高度

式中k为渣口高度与风口高度比,一般k为0.5～0.6 (渣量大取低值),此处取值0.55。

(3)风口结构尺寸

取a=0.5m,则:炉缸高度h1=hf+a=3.6 m

(4)风口数量

取n=26

(5)铁口数量

根据高炉日产量确定,同时,需考虑出铁制度、配罐、总图布置等因素的影响。根据《高炉炼铁工艺设计规范》,1000m3级高炉设个1～2铁口,2000m3级高炉设2～3个铁口,3000m3级高炉设3～4个铁口。高炉应减少渣口数目,渣量小于350kg/t时应取消渣口。本设计采用3个出铁口,不设渣口。

1.3.3 死铁层高度h0

死铁层高度为铁口中心线到炉底砌砖表面之间的距离,它的作用是防止渣铁、煤气对炉底的冲刷,保护炉底。此处取h0=1.4m。

1.3.4 炉腰直径D、炉腹角a、炉腹高度h2

大型高炉D/d=1.10～1.15,此处取D/d=1.1。则:

取α=80°20',则:

取h2=3.2m

校核α:tanα=2 h2/(D-d)=2×3.2/(11.9-10.8),则α=80°14'51”

1.3.5 炉喉直径d1、炉喉高度h5,炉身角β、炉身高度h4、炉腰高度h3

目前高炉d1/D常在0.65～0.72之间,此处取d,/D=0.70

则:D=d1×D=0.70×11.9=8.33m,取d1=8.3m

选取β=84°30'

则:h4=1/2 (D-d1)tan B=1/2 (11.9-8.3)tan84°30'=1 8.69

取:h4=18.7m

校核β:tanβ=2 h4/(D-d1)2*18.7/3.6

β=84°30'6'

h5为炉喉高度,取h5=2.7m

在中国,大型高炉Hu/D=2.5～3.1,此处取H u/D=2.5

则:Hu=2.5×11.9=29.75m

取Hu=30m

校核炉容:

误差ΔV=(Vu-Vu)/Vu

误差在允许范围内,说明炉型设计合理,下图1为炉型示意图,表1为高炉内型参数。

2 高炉炉衬

按照设计的炉型,以耐火材料砌筑的实体为高炉炉衬,炉衬的作用是形成高炉工作空间。高炉冶炼是高温下的复杂的物理化学过程,炉衬在冶炼过程中将受到侵蚀与破坏。炉衬被侵蚀到一定程度,需要中修或大修,停炉大修便是高炉一代寿命的终止。高炉寿命的薄弱环节是炉底、炉缸、炉腰和炉身下部。

高炉炉衬一般是以陶瓷质材质(包括粘土质和高铝质等)和碳质材料(碳砖、碳捣石墨等)砌筑。炉衬的侵蚀和破坏与冶炼条

件密切相关,各部位侵蚀破坏机理并不相同,研究炉衬的破损机理与合理选择耐火材料及设计炉衬结构有重要关系,归纳起来,炉衬破损机理有如下几个方面:

(1)高温渣铁的渗透和侵蚀。

(2)高温和热震破损。

(3)炉料和煤气流的摩擦冲刷及煤气碳素沉积的破坏作用。

(4)碱金属及其他有害元素的破坏作用。

高炉炉衬设计的内容是选择各部位炉衬砌体的材质,确定砌体厚度,说明砌筑方法(包括砌缝大小、砌筑方向、膨胀缝及填料等)以及材料计算。炉衬结构设计和材质选择时应考虑到各部位工作条件、侵蚀机理、各部位冷却设备型式及冷却制度等。

2.1 炉缸、炉底

炉缸、炉底承受高温、高压、渣铁冲刷侵蚀和浸透作用,工作条件十分恶劣。炉缸、炉底是高炉重要部位,被侵蚀破坏程度是决定高炉大修的关键。这些部位要求耐火材料具有耐铁水侵蚀、耐铁水渗透性、耐碱性、容积稳定性和适宜的导热性。

本设计采用的是陶瓷杯炉缸炉底结构。陶瓷杯炉缸炉底结构是提高该处炉衬寿命的一项新技术,它是在炉底碳砖和炉缸碳砖的内缘,砌筑高铝质杯状钢玉砖砌体层。利用刚玉砖砌体的高荷重软化温度和较强的抗渣铁侵蚀性能,以及低导热性,使高温等温浅高密集的集中在钢玉砖砌体内。陶瓷杯起保温和使碳砖免受高温渣铁侵蚀的作用。碳砖的高导热性又可以将陶瓷杯输入的热量,很快传导出去,从而达到提高炉衬寿命的作用。这种结构还有利于提高铁水温度。下图图2为陶瓷杯结构示意图。

1.刚玉莫来砖;2.保护砖;3.烧成铝炭砖;4.低气孔率半石墨化自焙炭砖;5.石墨碳化硅烧碳

炉底共铺十二层砖,最低三层为石墨碳化硅焙烧碳块,其上五层为低气孔率半石墨化的焙烧碳砖,其上一层为烧成铝碳砖,再上二层为钢玉莫来

砖,最上层为保护砖。在砌体与周围冷却壁之间留有1 00mm左心的缝隙,填以碳质填料以吸收膨胀,减少炉壳受力,在圆柱体部分缝隙取150mm,为了便于碳捣操作,保证碳捣质量,同时减缓膨胀时砖衬对炉壳的作用推力。

炉缸采用碳砖进行环砌,砌筑方法同炉底。环砌碳砖内缘砌一层高铝质刚玉砖,铁口砌砖采用碳砖砌筑,从而提高铁口区的耐渣铁侵蚀性及砌体的稳定性和密封性。风口区也采用碳砖砌筑,采用异则碳砖,使用口不上翘和砌体保持稳定。

2.2 炉腹、炉腰和炉身下部

从炉腹到炉身下部的炉腰承受煤气流和炉料的磨损,碱金属和锌蒸汽渗透的破坏作用,炉腰以下还要受到高Feo初渣的侵蚀,以及由于温度波动所产生的热震破坏作用。开炉后炉腹部分砌砖很快被侵蚀掉,靠渣皮工作。本设计采用高导热性石墨碳砖,来改善这种状况。

高炉冶炼过程中部分煤气流沿炉腹斜面上升,在炉腹与炉腰交界处转弯,对炉腰下部冲刷严重。使这部分炉衬侵蚀较快,使炉腹段上升,径向尺寸亦有扩大,使得设计型向操作炉型向操作炉型转化。本设计采用过渡式炉腰,选用了气孔率低,导热性和抗渣性都较好且Al2O3含量高的钢玉砖砌筑,配合砌筑条件,该部位用镶砖冷却壁。炉身中下部采用碳化硅砖砌筑,能取得良好效果。用镶砖冷却壁冷却炉腹,炉腰及炉身中下部砌砖紧靠冷却壁,缝隙填浓度,砌体与炉壳间隙为150mm,填以水渣一一石棉隔热材料。为防止填料下沉,每隔15～20层砖,砌二层带砖,带砖与炉壳间隙10～15mm,上下层砌逢和环间砌缝均错开。

2.3 炉身上部和炉喉

炉身上部温度较低,主要受煤气流冲刷与炉料摩擦而破损,该部位一般采用黏土砖或铝砖。目前趋于采用整个炉身厚度向上逐渐减薄的结构。

炉喉除承受煤气冲刷,炉料摩擦外,还承受装料是温度急剧波动的影响,有时受到炉料的直接冲击作用。炉喉衬板一般以铸铁铸钢制成,称为炉喉钢砖或条状保护板。

炉喉由几十块保护板组成,在炉膜的钢壳上装有吊挂座,座下装有横的挡板,板之间留20mm间隙,保证保护板受热膨胀时不相互挤碰,条状保护板是较为合理的炉喉装置,较为普遍使用。

3 高炉冷却设备

高炉冷却的目的是维持炉衬在一定的温度下工作,使其不失去强度,保持炉型。形成渣皮,保护炉衬代替炉衬工作,保护炉壳及各种钢结构,使其不因受热而变形破坏。冷却设备室保证高炉在高温条件下抵御热流侵袭和机械磨损的关键设备,高炉对冷却设备的要求:

(1)有足够的冷却强度,足以保护内衬及炉壳。

(2)不妨害炉壳的气密性。

(3)在高炉上部和中部具有支承内衬的作用,并有利于形成平滑的工作内型。

3.1 水冷炉底结构

水冷炉底比风冷炉底冷却强度大,耗电也较底,同时炉底厚度可以进一步减薄,故本设计采用水冷炉底结构,水冷管装在炉基基暾耐热混凝土之上,炉底之下,且能够保证切断给水后,可排出管内积水,工作时排水口要高于水冷管水平面,保证管内充满水,进而改善接触提高冷却效果,采用纯水冷却,以延长炉底寿命。

3.2 喷水冷却结构

喷水冷却结构只作为一种辅助性的冷却手段,在炉身和炉蝮部位装有环形水管,水管直径Φ50～Φ150mm间,距炉壳约100mm,水管上朝炉壳的斜上方砖有Φ5～Φ8小孔若干,小孔间距100mm,冷却水经由小孔喷射到炉壳上进行冷却,为了保证防止水的喷溅,在炉壳上装有防溅板,防溅板与炉壳间留8～10mm缝隙,冷却水沿炉壳下流至集中水槽,返回水池。

3.3 冷却壁

冷却壁设置于炉壳炉衬之间。铸铁冷却壁按材质分为普通灰铸铁光面冷却壁、低铬铸铁光面冷却壁和球墨铸铁镶砖冷却壁,其基本结构是铸铁板内铸有无缝钢管。

3.3.1 冷却壁选择

炉底、炉缸部位的热流强度值较小且稳定,本设计该部位选用普通灰铸铁光面冷却壁;风口带选用低铬铸铁光面冷却壁;炉身部位的热流强度值大且波动大,选用球墨铸铁镶砖冷却壁。铸铁冷却壁镶砖有两个作用:一是有利于挂渣,而是为了阻隔热量的传递,减小冷却壁本体的热交换量。炉身上部1/3处由于温度较底,不设冷却壁。

3.3.2 冷却壁的安装

冷却壁用方头螺栓固定在炉壳上,每块四个螺栓。同段冷却壁间竖直缝20mm,上下段水平缝30mm,两段竖直缝相互错开。

冷却壁的优点是不损坏炉壳强度,密封性好,冷却均匀,炉衬表面光滑平整,缺点是损坏后不能恢复,只能用备水冷却。

3.3.3 风口与铁口冷却

(1)风口:一般由大、中、小三个冷却水套组成,其中小套为复壁式惯流风口,由紫铜或青铜制造,风口大套由铸铁铸成,内部铸有蛇形钢管。

(2)铁口:高炉铁口一般不冷却,现代巨型高炉、,由于铁口负荷太重,采用冷却来延长铁口的使用寿命,本设计在铁口的上方和两则插入冷却板。

3.4 炉壳

炉壳由钢板制成,上至炉顶封板,下部坐落在高炉基础至上,起着固定冷却设备,保证高炉砌体牢固的作用,承受并传递上部的载荷和高温高压,同时防止煤气逸出。炉壳外形尺寸应与炉体个部位内衬、冷却形式及荷载传递方式等同时考虑。炉壳设计一般应注意一下几点:

(1)炉壳上存在着转折点,转折点有减弱强度的作用,应尽量减少炉壳的转折点,并使其变化平缓。

(2)风、渣口大套法兰盘和出铁口法兰盘的边缘距炉壳转折点一般不小于100mm;风、渣口及出铁口法兰盘不但作为密封之用,而且还作为加固炉壳之用。

(3)炉顶封板和炉喉外壳连接处的转折角一般应大于50°。

(4)炉壳开孔应尽可能采用圆孔或椭圆孔,折点和开孔避开在同一个截面,炉壳的焊缝应尽量避免设在冷却设备的螺栓孔和进出水管的位置上。

(5)为了避免炉壳底部漏煤气,要求炉壳底部密封良好。

炉壳外形与炉衬和冷却设备配置要相适应,厚度值应与工作条件相适应。各部分厚度可由下式计算:

式中δ为计算部位炉壳厚度,mm;D为计算部位炉壳外弦带直径,m;K为系数,mm/m,根据弦带位置而定。

4 结束语

本文已知高炉有效容积,采用经验公式计算处炉缸直径,在此基础上计算出各高炉内型参数,根据高炉内型及目前国内高炉的运行情况选用运行效果好的炉衬形式和冷却设备。高炉本体设计是整个高炉系统设计的基础,通过对2500m3高炉本体的炉型、炉衬、冷却设备和炉壳设计,为类似炉容级别的高炉设计提供借鉴。

摘要：本设计包括2500m3高炉本体炉型、炉衬、冷却设备和炉壳设计。同时,对所设计高炉本体特点进行简述。本高炉有效容积为2500m3,高径比取值2.5,高炉利用系数取值2.25,炉缸炉底采用陶瓷杯结构,同时选用光面冷却壁,炉腹、炉腰及炉身采用镶砖冷却壁。

关键词：高炉,炉型,设计

参考文献

[1]王维兴.中国炼铁技术进展[J].钢铁,2003(5),61.

[2]王维兴.2001年我国炼铁生产述评[J].炼铁,2002(4):31-36

[3]王维兴.中国高炉结构现状分析[J].烁铁,2001(12):47.

[4]刘琦.论高炉容积的选择[J].冶金管理.2004(4):10.

[5]徐文钧.长寿高炉的设计[J].鞍钢技术,2001(2):4.

[6]周传典.高炉炼铁生产技术手册[M]北京:冶金工业出版社,2002.

[7]周传典.高炉炼铁生产:技术手册[M].北京:冶金工业出版社,2002.

[8]项钟庸,王筱留,等.烁铁工艺设计理论与实践.冶金工业出版社,2009.

高炉设计 篇10

1 高炉料斗称称重系统设计背景与意义

某钢铁公司铁厂目前有三座高炉, 一共8台料斗秤:1#高炉两台料斗称, 2#高炉两台料斗称, 3#高炉四台料斗称。高炉投料采用计算机控制的料斗秤进行投料、计量, 但经过分析发现控制系统存在计量与实际消耗量偏差过大的现象, 因此为了有效监控物料的投入, 提高计量的准确度, 现改进系统设计实现料斗秤称重计量系统, 实现对三座高炉焦炭的消耗进行实时监控和计量, 保证数据信息的准确、可靠。

2 目前系统的不足

目前料斗称将4～20mA信号和料斗的开关仓门数字量信号都接入L1级PLC控制系统, 系统流程是小车到达料斗称, 开料斗仓门开始装料, 装料结束关仓门。当控制系统收到小车到达信号时采集料斗称数据记为皮重, 收到料斗关闭仓门信号时采集料斗称数据记为毛重, 然后系统计算得出净重保存、显示、上传。但是料斗关闭仓门信号到仓门完全关闭有一定的机械时间差, 而且时间不固定, 这段时间内仍有焦炭装入小车, 但没有被记入毛重, 所以每次采集计算的重量和实际消耗重量都有较大误差, 导致每月的累积量与实际消耗累积量差别很大。系统示意, 如图1所示。

3 改进称重系统的设计与实现

3.1 改进系统结构

改进系统通过将料斗称的4～20mA信号接入双路信号变送器, 分出2路, 一路接入L1控制系统, 一路接入新增称重采集系统。原PLC控制系统的采集和传输方式不变, 而新增称重采集系统通过在各区域现场安装RTU设备, 直接与称量设备进行通信, 采用Modbus/Tcp协议读取数据, 然后用判稳算法来得到每次焦炭装入量。系统示意, 如图2所示。

各区域增加的RTU设备通过网络接口连接到主干以太网, 系统通过以太网和各区域RTU通信, 采用Modbus协议格式与各站点进行数据交互。Modbus协议定义了控制器能识别和使用的信息结构, 当在Modbus网络上进行通讯时, 协议能使每一台控制器知道它本身的设备地址, 并识别对它寻址的数据, 取出包含在数据包中的数据信息, 控制器也可组织回答信息, 并使用Modbus协议将此信息传送出去。

3.2 系统设计与算法实现

每个区域增加1个STC-511 RTU, 该设备采用开放的Modbus/Tcp通信协议。为了提高数据通信、处理效率, 软件采用面向对象多线程技术开发基于Modbus/Tcp的C/S架构软件, 利用获取的相关数字量和模拟量数据进行相应的逻辑判断、数据分析, 并将结果数据保存至SQL Server数据库中。为了方便用户查询、分析计量数据, 系统还采用B/S架构进行设计, 把各种累积数据、分析数据、报表数据进行Web发布, 通过浏览器就可方便实现相应的功能操作。

当系统收到小车到达信号时开始启动算法, 把采集数据存入定义数组, 下一循环周期到来时采集数据和数组中第一个值相比, 如果在定义的阈值内就运行插入排序算法把值存入数组中。依次运算, 每次采集的值都和数组中第一个值相比, 根据结果判断是否保存。如果连续10次 (数组维数) 的值都满足条件, 说明料斗称上物体重量处于稳定状态, 即可得到本次的皮重和毛重。其中间值、循环周期和数组维数可根据实际运用进行调整。

系统算法主体部分如下:

3.3 系统应用结果

计量称重系统上线运行后3个月数据统计状况如下 (单位:t) , 理论重量是从焦炉输出的焦炭总量理论值, PLC系统采集的重量和计量系统对比如下表, 从表中可看出计量系统统计的数据和理论重量相差更小, 提高了计量的准确度。统计表, 见表1。

4 结束语

通过该项目的实施, 实现了对1#高炉、2#高炉、3#高炉的焦炭投料数据进行实时监控、统计, 提高了焦炭消耗的计量精度, 达到了项目的设计要求。

参考文献

[1]曹祁, 王晓萍, 郭振武.Modbus协议在数据采集仪中的实现[J].机电工程, 2004 (6) .

[2]卢智嘉, 王俊社, 李玉萍.基于Modbus远程监控系统的通信研究[J].微计算机信息, 2008 (25) .

[3]潘洪跃.基于MODBUS协议通信的设计与实现[J].计量技术, 2002 (4) .

高炉炼铁工艺分析及其设备维护 篇11

钢铁需求量随全球工业化进程与日俱增，作为钢铁生产主要流程之一的炼铁对提高钢铁生产效率与质量起着重要的作用。高炉炼铁是现代炼铁的主要技术手段，其工艺与设备维护管理是推动炼铁发展的关键因素。

【关键词】高炉炼铁工艺；炼铁设备；设备维护；分析

自工业革命以来，以机器为主的生产方式逐步取代了传统的手工劳作。钢铁的需求量随全球工业化进程与日俱增，汽车制造业、建筑行业、军事装备行业、交通运输业的发展，拉动了钢铁需求的高速增长。作为钢铁生产的第一步，炼铁工艺及其设备维护对整个钢铁产业链的发展有着十分重要的地位与作用。

1.高炉炼铁工艺分析

由竖炉炼铁演化而来的高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，占据全球铁总产量的95%以上。炼铁时从炉顶装入铁矿石、焦炭和石灰石等原料；并从高炉下部的风口吹入富氧的高温空气。富氧高温空气与焦炭产生化学反应，燃烧生成的一氧化碳和氢气，一氧化碳和氢气在炉内上升过程中会除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁[1]。炼出的铁水从铁口放出；炉渣则从渣口排出；产生的煤气从炉顶导出，并经除尘后，可作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料使用。

2.高炉炼铁主要设备及其维护现状

高炉炼铁厂主要设备包括高炉本体、供料系统、送风设备、渣铁系统、煤气系统、喷煤设备等，其中高炉是最关键的技术设备。高炉生产是持续的过程，一代高炉能连续生产几年到十几年，因此炼铁厂设备维护作业质量是提高生产效率和生产质量的重要因素之一。目前，高炉炼铁厂在设备维护与管理方面仍存在现状和缺陷[2]。第一，设备维护管理跟不上设备自动化、智能化的发展节奏，其维护和管理方法滞后于设备的更新。第二，炼铁厂在追求单位时间产量的同时忽略了设备的正常维护，致使设备超长时间、超负荷工作。第三，工厂没有注重设备的前期管理。设备出故障的原因往往来自设备的设计和制造。选用先进、合理的设备，才能真正发挥其应有的作用，降低故障突发率。第四，企业设备维护管理制度流于形式。很多设备维护管理人员在日常维护中并不能严格执行维护标准，只负责在记录表上签字，致使设备维护制度停留在书面形式。

3.提高设备维护质量的途径

3.1 科学的设备维护指导

科学的设备维护指导包括两个方面：科学的设备维护管理制度和合理的设备维护管理评估体系。

设备维护质量要得到提高，就需要一个完善的和可持续优化改进的设备维护管理制度。只有在这种大环境下，在这种体制制度的指导下，设备维护管理工作才会按照既定目标运行，最大限度规避偏离目标的风险；合理的设备维护管理评估体系，为炼铁厂设备维护工作指明方向。没有评价，设备维护质量就无所谓好坏。

3.2 现代化的设备维护技术

传统的设备维护技术已经不能适应炼铁厂生产发展的需求，必须采用现代化的设备维护技术。

3.2.1现代化的设备监测技术。现代设备监测技术是指借助各种监测仪器和方法手段等，对关键设备进行在线监测和离线监测，实时掌握系统和设备的运行状态。通过对设备运行状态数据的采集、分析和诊断等，对设备维护作出相应的调整。高炉炼铁厂应重视设备监测诊断技术的运用，保证企业设备最佳运行。

3.2.2状态维修技术。维修发展随着故障诊断技术的进一步发展提高，维修方式也在发生变化。炼铁厂现有的计划维修方法，虽然可以减少非计划停机，但受到经验与手段的制约，并不能保证维修计划的准确度。而现代状态维修技术是依靠设备监测数据的变化来推导制定的，可以大大降低设备维修的盲目性。

3.2.3计算机辅助设备维护与管理技术。利用先进的计算机技术，可以方便地实现企业设备记录存档、清单查询、设备管理、设备故障维修查询等业务；同时，设备状态监测也不可避免要用到计算机[3]。计算机辅助管理可以省略很多繁琐的程序，缩减许多中间环节，更快地处理好设备问题；计算机局域网和互联网的使用，能够实现资源共享，从而精减了行政机构，提高了劳动生产率，为企业获得了较好的经济效益。

3.3 加强设备维护知识培训

随着科学技术与设备自动化的发展，要求设备维护人员具有较高的专业素质。但是，在高炉炼铁厂中设备维护与管理队伍的整体素质还不能适应生产的需求。设备维护人员，不仅要能对设备进行安装、调试、操作、指导和维修；要能对设备维护与管理形成科学管理和理论指导；还要能吸收国外先进技术和经验，利用新工艺、新技术等对设备维护和管理进行改革，提高设备维护的水平和质量。

而在高炉炼铁厂中，设备维护人员的专业素质显然是达不到上述要求的。因此，加强炼铁厂设备维护队伍的专业知识培训是炼铁厂的当务之急。这样维修人员可以准确掌握设备的运行状况，及时判断设备故障，减少维修环节，给生产和维护带来了方便。同时，要注重实际操作人员在设备维护管理中的作用。操作人员是设备的实际使用者，是第一时间知道设备出现故障的。工厂应该注意培养操作者判断和分析设备故障缘由的能力，使其既会操作又会维修，让操作者参与到设备维护中来。立足培养复合型人才，使他们掌握现代化的维修技术和管理知识，为企业的发展提供技术保障。

4.小结

高炉炼铁设备的维护是影响到炼铁生产效率与质量的重要因素，在设备未出现故障时合理使用，对其进行科学养护，能够有效控制问题的出现和事故的发生。而在其出现故障而影响生产是需要对其进行及时地、合理地维修，能够保障生产的顺利进行。高炉炼铁设备的维护和维修技术对操作人员专业素质的要求较高，需用应用科学的手段进行维护和维修，以确保高炉炼铁设备能够在生产中发挥积极地作用。科学的指导、合理的评估体系，以及高素质的维护队伍是提高高炉炼铁设备维护质量的关键。

参考文献：

[1] 时彦林. 冶炼机械设备[M]. 北京：北京人民邮电出版社， 2006. 10.

[2] 戈猛，赵涛.我国工业维护管理的现状与发展[J].工业工程，2009，5（02）： 7-10，14.

高炉开铁口机的控制系统设计 篇12

为适应高炉出铁场自动化和高性能运行的需求, 现新建大型高炉出铁场系统采用电液比例阀。基于安全可靠和操作方便的原则设计了“S7-300+电液比例阀+遥控器+MP277”的系统结构。开口机的操作台主令控制器或开口机的遥控器向PLC发送指令, PLC根据操作台、遥控器、旋转编码器、液压站温度、系统压力等信号结合现场编码器反馈值经分析确定开口机的位置再向控制开口机电液阀发送运动方向信号和速度给定值。在开口机操作台上安装触摸屏MP277, 操作人员可以通过触摸屏MP277控制出铁场液压系统的油泵等液压站内设备。此外还能实时监视系统的运行状态, 对各种故障情况进行提示和报警。

电液比例阀接受PLC的模拟量信号, 根据PLC给定信号的大小控制开口机运行速度。

2 硬件组成

2.1 PLC部分硬件构成

结合实际情况本系统采用一台西门子SIMATIC S7-300 PLC, 并能通过工业以太网与西门子触摸屏MP277构成网络, 实时监视系统运行的状态。图1给出系统的硬件组态, 本系统设置PLC的IP地址为192.168.1.22, 触摸屏MP277的IP地址为192.168.1.23。

PLC系统的组成主要为电源模块PS3207, CPU314, 四块32点DI模块 (DC24V) , 四块32点DO模块 (DC24V) 、两块编码器模块SM338, 四块8路AI模块和四块8路AO模块。

2.2 编码器

编码器和SM338模块是整个系统正常运行的核心部件, 其作用是根据编码传送过来的数值确定开口机的位置和开口机实际速度。系统中采用TR公司CE100-M旋转编码器, 安装在开口机的转动轴上。SM338模块与CE100-M采用SSI协议, 接线方法如图2所示。

通过校正可以使开口机每次到达同一点为同一个编码值。在运行中根据单位时间内编码器反馈数值差又可以得到开口机的实际速度, 本系统把周期设为50ms。计算出开口机的到实际速度和位移以后, 可以对运行中一些状态作去判断, 如过慢、超速等等。

2.3 电液比例阀

系统采用力士乐电液比例阀, 开口机采用油缸驱动, 电液比例阀为一体式比例阀 (比例阀与电控比例板在一起) , 其中比例板的1#端子为24V+, 2#端子为0V, 3#为4-20m A输入信号+, 4#端子为信号-。3#、4#端子通过PLC的AO模块给定。

3 S曲线速度给给定

为了提高提升机的舒适性和减少对机械部分的冲击, 本系统中借助于PLC实现开口机速度的S曲线变化。使用S曲线可以让开口机在加、减速过程中速度变化平滑, S曲线设计如图3所示。

4 总结

PLC控制的出铁场系统的突出优点如下:

4.1 基于PLC结构的比例阀调速系统设计功能完善, 运行安全可靠。

4.2 S曲线速度给定使用电液比例阀能够控制开口机平滑运行, 减少机械冲击, 大大提高操作人员的简易性。触摸屏上显示了开口机位置, 速度 (给定速度、实际速度) 、系统状态等, 方便操作人员操作和观察。

摘要：PLC技术因其优越的性能在冶金行业中越来越普及, 根据安全可靠和运行速度平滑原则, 使用S曲线速度来控制设备。

关键词：S曲线,比例阀,调速系统

参考文献

[1]廖常初.S7-300/400PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社, 2005.