高炉工艺流程炼铁是在高炉内进行还原反应过程,炉料-矿石、燃料和熔剂从无料钟炉顶装入炉内,从鼓风机来的冷风经热风炉后,形成热风从高炉风口鼓入,随着焦炭燃烧,产生热煤气流由下而上运动,而炉料则由上而下运动,互相接触,进行热交换,逐步还原,最后到炉子下部,还原成生铁,同时形成炉渣。
积聚在炉缸的铁水和炉渣分别由出铁口和出渣口放出。
由铁的生产过程可知,高炉除了反应炉本体系统,还包括了热风炉、上料、炉顶、炉前、喷煤、冲渣、给排水、除尘系统等。
其中各系统的工艺流程如下:1.本体高炉本体是利用铁矿石作原料生产铁水的主要设备,是生成铁反应的容器。
高炉也是钢铁联合企业生产线中最重要的基础设备,铁水是转炉炼钢的主要原料,因此高炉生产的优劣直接关系到钢铁联合企业炼钢和钢材的生产,它主要包含了炉基,炉壁,炉喉冷却系统等,且都是利用循环水来冷却的。
2.热风炉热风炉的作用是给高炉提供热风,是炉内反应的必备条件。
1#高炉热风炉采用4个内燃式热风炉为高炉送热风、2个顶燃式热风炉作为预热炉加热助燃空气,同时高炉煤气和助燃空气还通过换热器进行预热。
热风炉是用各种特殊材料建成,可以耐受很高的温度。
炉内砌有许多格子砖,对热风炉的加热,也就是加热这些格子砖。
在加热期间,也被称为“燃烧”状态,高炉煤气和大量的助燃空气混合燃烧,热气到达炉顶,然后通过格子砖,使热风炉被加热,废气从热风炉烟道排出。
当热风炉被加热到一定温度时(顶温1300-1350℃,烟道温度350-400℃),结束燃烧状态,然后准备向高炉提供热风,也就是准备换到“送风“状态。
在送风期间,冷风通过格子砖反向吹进。
砖的热量传递给流过的空气,被加热的空气也称作热风,通过环管送入高炉。
正常生产时,4个热风炉循环送风,一般为2个同时送风,其余2个为燃烧或隔断状态,这样就能满足为高炉提供连续热风的要求。
3.上料上料系统由料仓、输送、给料、排料、筛分、称量等设备组成。
根据冶炼工艺要求,把矿、焦等原燃料配成一定重量和成分的“料批”,然后通过上料运输设备送至炉顶。
1#高炉设计选择胶带机的上料方式。
1#高炉上料系统设计遵循高效、紧凑、清洁、环保、节能、循环经济的技术思想,突破常规的上料模式,两座高炉共用一座联合料仓,焦、矿仓为并列布置。
采用“无中继站”分散筛分和分散称量的直接上料工艺。
采用烧结矿分级入炉技术,可以合理调整入炉原料粒度、控制炉内不同粒度原料的分布,从而提高煤气利用率和炉料的透气性,有利于高炉操作和控制炉墙温度,实现高炉长寿。
5500m3高炉烧结矿选择在烧结厂分级。
烧结矿、球团矿、块矿、杂矿、熔剂、焦炭等原、燃料通过供料系统的胶带机运送至供料转运站。
高炉料仓仓上布置5条带卸料车的配仓胶带机,胶带机在供料转运站内受料后将原、燃料通过卸料车装入料仓内。
焦炭由焦化厂供应输送到高炉料仓, 如高炉焦炭不需要分级入炉时,为避免焦炭的破碎,不进行粒度分级而入炉,如高炉焦炭需要分级入炉时,焦化厂供应系统具有焦炭筛分整粒的功能,筛分整粒后输送到高炉料仓4.炉顶炉顶系统采用无料钟炉顶装料设备。
1#高炉炉顶系统采用的是并罐无料钟技术。
无料钟炉顶设备主要包括:换向溜槽、料罐、阀箱、布料装置。
炉顶系统从工艺上分界是从气密箱往上的部分称为炉顶系统,它包括:上料料罐、垂直探尺、氮气系统、喷水降温系统、水冷气密箱、液压站及部分单个阀的控制。
料罐装满后关上密→开一均阀均压→探尺到值班室规定料线具备放料条件提尺至“0”尺→关一均阀→开二均阀补充压力,均压好后关二均阀→开下密阀→下密开后,启动布料溜槽并找到角度→开节流阀至设定角度放料。
在放料结束后判断实际放料时间与设定时间的差值,根据差值修正下一罐节流的开度设定值→料空信号来后→关节流→关下密→停止溜槽转动→放尺探测料线→料罐根据设定开放散阀放压力(打不开放散,开事故放散)→压力放空后开上密,等待装料。
当皮带上的料进入料罐后,关上密→翻转换向给料器以备装下一罐料→上密关好后开一均阀均压等待料尺到来信号。
5.喷煤喷煤的作用是代替燃烧的焦炭增加热量,以降低焦比,强化冶炼。
它就是把原煤(无烟煤、烟煤)经过烘干、磨细、用氮气输送,将煤粉通过喷煤枪从高炉风口直接喷入炉缸的生产工艺。
喷煤系统工艺部分由以下系统组成,即原煤储运系统、煤粉制备系统、煤粉干燥系统和煤粉喷吹系统。
两个高炉喷煤系统共用一套原煤储运系统,其它三个系统相互独立。
原煤在料场中储存。
原煤在进入喷煤主厂房的原煤仓之前,将无烟煤、烟煤按一定比例(根据生产要求调整)均匀混和。
并通过胶带机输送到喷煤主厂房的原煤仓内。
在进仓之前必须将原煤中的含铁物质清除。
原煤的储存、配煤由原料场来完成,由胶带机(运输量800t/h)运送到原煤仓。
每个高炉每天原煤需求量正常3090t,最大3676t;两座高炉每年原煤需求量208万吨。
煤粉制备系统采用2台大型中速磨煤机制粉,2台高效布袋一级收粉工艺。
设2个有效容积为600m3的原煤仓,可储存原煤1020t,能够满足中速磨连续生产4个小时以上。
原煤仓锥段设计成双曲线形,内衬光滑耐磨衬板,外部设置空气炮,防止堵塞。
原煤通过电子皮带秤给煤机均匀定量给到中速磨,在中速磨中进行研磨,磨细的煤粉由热烟气(由高炉热风炉废气与高温烟气混合而成)携带通过上升管道直接进入到煤粉收集器,在其内进行气固分离,煤粉通过积灰斗下面的卸灰阀均匀地卸到煤粉仓中,尾气经布袋过滤后排入大气,排放浓度小于20 mg/m3。
在系统末端设置2台排粉风机作为整个系统的动力源。
排粉风机出口设置消音器,以减小系统的噪声污染,使噪音指标小于85分贝。
煤粉干燥系统由煤粉干燥混风炉、高炉煤气管道、焦炉煤气管道、助燃空气管道、热风炉废气管道、放散管道、干燥剂管道、废气引风机、助燃风机和各种阀门组成。
采用卧式混风炉,其结构为圆截面钢板外壳全密闭式炉型,内衬耐火砖,具有结构紧凑、容积热强度大、占地面积小,燃烧充分、节约能源,烟气成分和烟气温度易于控制,使用寿命长等特点。
混风炉以高炉煤气作为主要燃料,焦炉煤气用于保温、稳燃、点火和伴烧。
设有自动点火和火焰监测装置,当混风炉熄火时,自动关闭高炉煤气、焦炉煤气供气管道及助燃风机并报警。
喷吹系统采用3个喷煤罐交替进行喷吹、装煤、待喷作业,2根喷煤总管,2个煤粉分配器。
浓相输送,固气比不小于40kg/kg,管道内煤粉流速为2~4m/s。
在每根总管上设置煤粉流量计和调节阀,其调节和计量精度小于4%。
喷煤的倒罐操作、喷吹操作、停止操作、吹扫操作、事故停止操作均为程序自动控制。
6.炉前炉前系统主要包括1# ~ 4#出铁口设备,每个铁口对应一套泥炮机,一套开口机,一套沟盖机。
4套出铁口设备由一套液压系统控制。
液压站:主要由3台主油泵、油箱及2套蓄能器组成。
4套出铁口设备和两套阀站布置在13.05米平台上,其中1#炉前阀站控制1#和4#铁口设备,2#炉前阀站控制2#和3#铁口设备。
出铁场采用双矩形平坦化出铁场,两个出铁场对称布置。
每个出铁场下各设置四条铁水罐车停放线,采用300t铁水罐车运输铁水。
每个出铁场设两个铁口,铁口间夹角77º08'34",每个铁口设有各自独立的泥炮、开口机、移盖机和摆动溜槽等设备。
7.冲渣冲渣系统采用环保型炉渣处理技术,实现蒸气全回收,冲渣水循环使用,减少二氧化硫、硫化氢排放量和水量消耗。
设计按炉渣全部水淬粒化,有利于环保和综合利用,水渣用作生产水泥或超细磨深加工。
设置干渣坑,仅做为事故备用。
一期两座高炉共用一个运输系统,一期一步除“渣1-1”转运站、“渣1-2”转运站、“渣1-1A、B”胶带机通廊、“渣1-2A、B”胶带机通廊、“渣1-3A、B”胶带机通廊外全部建成。
整个运输系统均为双机通廊,每个转运站内都装有三通分料器,正常生产时两座高炉的胶带机互为备用。
两座高炉生产的水渣一部分在渣场堆存后,使用前装机进行装载作业,将水渣装进重载自卸汽车后外运。
另一部分直接装入火车外运。
火车装车线长度为540m,可存放36节车皮。
干渣坑两座高炉的水渣分别由胶带运输机运至“渣—7”转运站后可分两路外运:一路经“渣—9B”胶带机运至水渣堆场暂存后外运,另一路经“渣-9A”胶带机直接装火车外运。
8.给排水给排水系统是给本体、热风炉等岗位提供冷却水,工业水的作用。
它包括:炉体及热风炉软水系统,炉体及热风炉除盐水密闭循环系统,工业水高、中、低压净环系统,加药系统。
除盐水密闭循环冷却系统包括:除盐水炉体A系统,即炉底冷却、炉体各段冷却壁。
它包含有:5台供水泵,1台事故柴油机泵,1#-10#闭式冷却塔。
除盐水炉体B系统,即风口小套、中套、大套冷却系统。
它包含有:4台供水泵,1台事故柴油机泵,1#-4#闭式冷却塔热风炉除盐水密闭循环冷却系统,即热风炉热风阀阀体,阀板冷却系统。
它包括3台供水泵,1它事故柴油机泵,1#-3#闭式冷却塔炉体工业净水开路循环系统包括:高压工业水供水系统,即风口前端、固定测温、炉顶打水等冷却。
它包含有:4台供水泵,1台事故柴油机泵;中压工业水供水系统,即炉喉钢砖、直吹管等冷却,软水备用水。
它包含有:3台供水泵;低压工业水供水系统:3台供水泵。
还有3台工业水上塔泵,2台过滤供水泵9.差压发电(TRT)TRT是利用高炉出口煤气中所蕴含的压力能和热能,使透平膨胀机作功,将其转化为机械能,驱动发电机发电的一种能量回收装置。
从而达到节能、降噪音、环保的目的,是一种节能环保装置。
TRT系统主要分为主煤气系统、润滑油系统、动力油系统、氮气密封系统和循环水系统等几个系统。
高炉产生的煤气,经旋风除尘器,干法除尘后,进入TRT系统。
通过机壳导流使气体转成轴向进入叶栅,气体在静叶栅和动叶栅组成的各自独立的流道中不断膨胀做功,压力和温度逐级降低,并转化为动能作用于工作轮(即转子及动叶片)使之旋转,工作轮通过联轴器带动发电机一起转动而发电。
自透平机出来的煤气,进入低压管网,供用户使用。
TRT与煤气系统中的减压阀组并联。
TRT正常运行时,静叶通过调节自身打开角度来控制通过透平机的煤气流量,从而达到控制高炉顶压的目的。
顶压升高或降低时,调节励磁,以控制发电机的功率因数维持在正常水平(注意不要进相)主煤气系统包括透平机,发电机和励磁机。
实现能的转化:势能→机械能→电能。
润滑油系统主要给透平机、发电机和主轴供油保证其润滑,满足机组在正常工况下及事故状态下润滑油供给,并带走热量。
动力油系统主要给静叶油缸、旁通阀、紧急切断阀等供油,提供压力。
氮气系统主要用来封煤气,氮气压力要略高于煤气压力。
透平机启动时,氮气压力必须大于设定值,否则不允许启动。
检修时,氮气用来吹扫煤气。
将入出口插板阀关闭,放散打开,开始吹扫煤气。
待煤气吹静后,开始检修。
循环水系统主要给润滑油、动力油和发电机冷却系统供水,冷却设备。