邯宝23 200 m3高炉系统工程设计及采用的新技术发布时间： 2010-12-29 浏览次数：186张灵(中冶南方工程技术有限公司)摘 要 邯宝炼铁厂设计年产生铁500万t，由2座3200m3高炉组成设计采用厂联合全软水密闭循环系统、高温内燃式热风炉、环保INBA渣处理、富氧喷吹、三电一体自动化控制等先进实用的工艺和技术，达到r当今高炉炼铁技术的先进水平关键词 大型高炉设计新技术在邯宝23200 m3高炉系统工程设计中，中冶南方以“先进、实用、可靠、经济、环保”为原则，采用了一系列国内外大型高炉炼铁可靠的技术，如精料、高风温、高顶压、富氧喷煤等，高炉装备技术及主要技术经济指标达到国内外同级别高炉先进水平，可以实现高产、优质、低耗、长寿和环保的综合目标1炼铁工艺配置1．1炼铁工艺主要设计指标邯宝23200 m3高炉主要技术经济指标见表11．2高炉主工艺配置高炉主工艺包括槽下供料、上料、炉顶、粗煤气、炉体、出铁场、渣处理、热风炉和煤粉喷吹系统高炉主工艺辅助系统包括鱼雷罐修理库和铸铁机1)槽下供料采用烧结矿分级入炉、烧结矿分散称量、集中称量，焦炭集中称量、焦丁回收工艺焦、矿槽并列布置每座高炉设8个烧结矿槽(其中5个装12—50 mm大粒度烧结矿，3个装5—12 mm小粒度烧结矿)，大粒度烧结矿槽贮存时间15．6h；小粒度烧结矿槽贮存时间16．8 h；6个焦槽，贮存时间15．6h；4个球团矿槽，2个块矿槽和2个杂矿槽。
表1邯宝2 x3200m3高炉主要技术经济指标项目数值高炉容积，m32*3200生铁年产量,万t/a515.2年平均利用系数t/( m3.d)2.3(max2.5)焦比,kg/t310煤比,kg/t200炉顶压力,Mpa0.23~0.25热风温度,0c1200渣比,kg/t~280入炉矿品味,%≧60高炉年平均工作日,d350炉料结构70％烧结矿+20％~22％球团矿+8％～10％块矿高炉一代寿命,a≧15热风炉一代寿命,a≧25(2)上料采用皮带上料上料主皮带宽B=1800mm，倾角～10．5水平投影长度～360m最大运输能力：矿石3500t／h，焦炭950t／h上料皮带采用四组传动机构驱动，确保高炉生产正常供料3)炉顶炉顶采用PW型并罐无料钟设备炉顶设备的主要参数：料罐有效容积70m3，上、下密封阀DNll00mm，料流调节阀PWl000型，中心喉管DN750inln，溜槽长4000 mm，水冷气封式重型传动齿轮箱主要设备采用液压驱动4)粗煤气每座高炉粗煤管道管径为4根犯200mm导出管及上升管合并成2根+2650mm上升管，下降总管000mm粗煤气除尘器为重力除尘器，除尘器下部排灰装置为双系列液压卸灰球阀及螺旋加湿清灰机。
5)炉体采用自立式大框架结构，上部采用正方形框架，间距20m20m；下部采用矩形框架，间距为37m X20m高炉内型的设计特点主要表现在大炉缸、多风口(32个风口)、适当矮胖(Hu／D=2．228)、减小炉身及炉腹角、加深死铁层等方面，确保炉况顺行和炉型长期稳定采用砖壁合一全冷却壁设备，陶瓷杯炭砖水冷炉底炉缸结构全软水联合闭路循环冷却系统，设有完善的温度、流量、压力、水位检测元件，以确保正常运行，并为今后上人工智能系统提供必要的参数6)出铁场每座高炉出铁场设4个出铁口，设置双矩形出铁场每个出铁场下设3条铁水罐停放线，铁水的运输采用320 t鱼雷罐运输出铁场主要设备包括：铁渣沟、炉前吊车、液压泥炮、全液压开铁口机(引进)、液压摆动流嘴、移盖机、残铁口开口机、沟衬解体机、浇注料搅拌机和铁水液面计等出铁场操作平台完全平坦化，平台采用无沙垫层形式，大大降低出铁场荷载，降低投资出铁场还设有完善的通风除尘设施7)渣处理采用PW环保INBA炉渣处理装置、配用干渣坑的渣处理工艺，具有占地面积小、效率高、设备安全可靠、环保好等优点系统由粒化、冷凝、脱水(转鼓)、供排水、水渣转运贮存、供配电和自动化控制等系统组成。
工艺的主要设备有：粒化箱、粒化槽、冷凝塔和脱水转鼓装置、折叠式皮带等8)热风炉每座高炉配置3座高温内燃式热风炉(预留第4座位置)采用转炉煤气富化高炉煤气热风炉主要特征如下：加热风量6 910Nm3／rain，设计风温1 250℃，设计拱顶温度1400cC掺烧转炉煤气，煤气和助燃空气预热温度180℃，平均废气温度300℃(Max400℃)，送风时间45 min热风炉采用悬链线形拱顶、“眼睛型”燃烧室，配置进口陶瓷燃烧器、自立式隔墙、内衬砌筑结构设置合理的膨胀缝和滑动缝、热风炉和热风管道的关键部位采用组合砖、采用七孔(三定位)高效格子砖和防止热风炉炉壳晶间应力腐蚀等工艺措施9)煤粉喷吹2座高炉煤粉制备系统集中布置，采用3个制粉系列，选用生产能力按设计煤种计算为65t／h的中速磨煤机3台每座高炉配置2个喷吹系列，采用双罐并列单管路加炉前煤粉分配器工艺喷吹罐下部煤粉计量阀、上部进料阀、泄压阀、流化装置、煤粉仓底部流化床及锥部流化嘴、喷煤阀、分配器以及关键的检测元件采用国外产品，其余设备均由国内供货10)鱼雷罐修理库320t鱼雷罐修理库由冷却场、解体场、砌筑间及干燥场等作业区组成主要设备有：内衬解体机、装载机、切砖机、磨砖机、喷补机、给料、干燥设备等。
11)铸铁机为解决高炉开炉初期生产的不适宜炼钢的铁水及炼钢车间定期检修时生产的一部分铁水，在作适当产能调整的同时，考虑设置铸铁机铸铁机主要技术参数：链轮中心距(斜长)74．48m；生产能力260t／h；铸铁机生产率70％；链带运行速度12～19m／min；铸铁块重量68kg2高炉系统工程公辅设施配置2．1公辅设施组成公辅设施主要有：机械化贮运(原、燃料供应设施、原煤贮运、水渣贮运)、热力设施(鼓风机站、冷风、蒸汽、压缩空气输配)、燃气设施(高炉煤气净化系统、TRT、高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、氧气和氮气输配)、给排水设施(软水、净化水、工业水、消防水、生活水、雨水等)、通风除尘设施、空调采暖设施、电力输配、电气传动、仪表、计算机、自动化控制、电讯、总图运输、铁路信号、消防、安全、卫生、环保设施、地上、地下综合管网等系统2．2主要的公辅设施配置(1)机械化贮运由原燃料供应及返矿、粉焦运输、原煤贮运、水渣贮运组成烧结矿从烧结厂，球团矿、块矿、杂矿从原料场，通过3条皮带(B=1 200mm，Q=1 200t／h)运至高炉矿槽内；焦炭从焦化厂，通过l条皮带(B=1 400mm，Q=400t／h)运至焦槽内。
返矿和粉焦用皮带或汽车运输2座高炉喷吹用的原煤在一个面积为156 m35 131的干煤棚内贮存，通过配煤后经皮带送入原煤仓水渣通过皮带送贮存量约2．2万t的水渣堆场，可用火车或汽车运出2)热力设施2座高炉配鼓风机组3台，2台进口，1台国产，型号全部为AV90—15电动全静叶可调轴流压缩机组风机主要性能为：Q=7710Nm3／min，P=0．471 MPa(表压)，额定功率42000kW控制采用DCS系统，可以完成开机、运行、停机各过程运行参数的集中监视、调节控制和连锁保护采用变频软启动、同步并网方式启动机组3)燃气设施包括高炉煤气净化系统，高炉煤气余压透平发电装置(TRT系统)及区域内的高炉、焦炉、转炉、氧气、氮气等能源介质输配系统及特种消防设施高炉煤气净化工艺采用引进PW公司环形缝隙洗涤塔(AGS)技术该工艺结构紧凑，占地小，设备安全可靠，煤气质量好，环保好AGS的关键设备环缝元件、喷嘴、水位液动控制阀、切断阀、水位连续测量装置、液位开关阀为引进TRT透平主机采用湿式二级轴流反动式、两级全静叶自动可调，具有平稳启动、调速、并网、调功率(或压力)等功能发电机选用无刷励磁、同步发电机，额定功率18000kW，额定电压10.5 kV，发电机采用空气密闭循环冷却。
4)通风除尘出铁场及原燃料供应系统均采用布袋除尘器，烟气排放浓度≤30 mg／m3，炉尘采用密封罐车运输，满足环境友好的高标准要求出铁场除尘采用变频电机，节约能耗各系统电气操作室、配电室设有完善的通风、空调、采暖设施5)给排水主要包括软水补充水，软水密闭循环，净循环水，净化水增压供水，渣处理，铸铁机循环和煤气清洗浊循环系统，另外还配套有生产、消防给水系统，生活给水系统及生产、生活、雨水排水系统2座高炉总生产用水量39606 m3／h，循环水量38530 m3／h，吨铁新水耗量约1．62 m3／t6)电力高炉总电源引自邯钢西区冷轧220kV变电站的110kV和10kV开关站高炉区域配电电压等级为110kV和10kV根据主体负荷情况，2座高炉设循环水处理、原料、高炉本体、渣处理开关站(一、二期各1个)和喷煤、煤气清洗共10个高压开关站TRT在高炉本体10 kV开关站10 kV系统母线上网，就地平衡发电量3采用的新技术邯宝2座3200n13高炉系统工程在设计上采用了多项国内外炼铁先进技术，设备国产化率高，同时在优化工艺设计、技术创新有独到的应用3．1联合全软水密闭循环系统炉体冷却设施是影响高炉长寿的主要因素之一。
联合全软水密闭循环系统是中冶南方专利技术，并已经得到生产检验该系统配置合理优化、冷却强度高、冷却能力强、补水少、投资省、运行成本低、功能完善、布置简单、检修维护方便同比国内其他软水密闭循环冷却系统总水量可节省45％～50％，投资节省18％～20％，运行成本每年节省30％～50％对于3200m3高炉，每年高炉节省运行费用约400～500万元，节能效果十分明显该系统已在国内很多高炉上采用，从2001年开始包括：武钢l号高炉(2 200 m3)、6号高炉(3200n13)、7号高炉(3 200 m3)、8号高炉(4 150m3)，涟钢2 200 m3高炉总承包工程，安钢2200m3高炉和2800n13高炉总承包工程，济钢3座1750m3高炉，宣钢1 800m3高炉、2500m3高炉，宁钢2座2500m3高炉，湘钢2 500 in3高炉，邯宝23200m3高炉，新余2座2500m3高炉，天铁2500m3高炉，沙钢特大型高炉已经投产的1750—3200m3共计15座高炉采用了该系统，均得到业主高度评价，明显优于国内其他炉体冷却系统3．2高温内燃热风炉技术蓄热式热风炉目前主要有三大类：改进内燃式、外燃式和顶燃式。
目前，以卡鲁金为代表的顶燃式热风炉正在国内高炉工程如春笋般兴起卡鲁金顶燃式热风炉燃烧器采用分层燃烧，布置在拱顶，与蓄热室同一中心轴线，可保证烟气均匀进入格子砖，蓄热室的利用率较高燃烧、蓄热室置于一个筒体内，投资较低缺点是连接到燃烧室的阀门必须在顶部高空，维修困难，拱顶常年处在交变压力之下，寿命较短而改进内燃式热风炉的应用在世界大型高炉最多，它具有长寿命(内衬结构使用寿命可达2代高炉炉役，长达25—30年)、高风温(具备实现1250℃以上风温的能力)等优点经过比较，邯宝23200m3高炉采用3座改进内燃式热风炉工艺3．3环保渣处理设施目前，国内渣处理的主要工艺有：INBA法、嘉恒法、明特法和IDE法等INBA法主要优点：工艺成熟，在国内多座2000m3以上高炉使用；布置紧凑，成品水渣质量高，环保效果好缺点：设备复杂、液压转鼓结构、控制系统较复杂，维修困难，投资较高嘉恒法主要优点：工艺简单，在国内380～2500m3高炉多有使用，多采用双转鼓布置，占地较大缺点：采用粒化轮加喷水对红渣进行水淬粒化，粒化成渣质量较水冲渣差，粒化轮的维护量大(每年需更换)。