1800m3高炉渣铁处理系统设计(共8页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业包头地区原料条件下1800m3高炉渣铁处理系统设计冶金06-2 赵德义 指导教师 王永斌摘 要 高炉渣铁处理系统设计包括出铁场的设计铁水处理系统设计和炉渣处理系统设计。通过比较分析现在国内高炉出铁场布置形式及其生产实践情况，依据以炉建炉及先进合理的思想，本设计选用了两个矩形出铁场。其优点在于能很好的适应高炉的强化冶炼，渣铁沟布置合理，渣铁分布均匀；自然通风条件优越，炉前操作环境好。高炉生产的铁水主要是供给炼钢，最重要的铁水处理设备是铁水罐车，所选的鱼雷罐车热损失较小，铁

2、水成分均匀，砖衬寿命长，并可在其中进行炉外脱硫和脱磷。炉渣处理设备是工作稳定，符合最新环保要求的环保型INBA法处理设备，两套设备可以保证水渣处理率在95%以上。关键词：渣铁处理；矩形出铁场；鱼雷罐车；环保型INBAAbstract The design of blast furnace slag-iron processing system includes the design of casthouse and the design of hot metal treatment system and slag processing system. By the comparative an

3、alysis of the casthouse arrangement form and the production practice situation of domestic blast furnace, basing on the advanced reasonable idea of building blast furnace by blast furnace. This is designed as rectangular double casting house type. It is advantages are good ad- aptation strengthens t

4、he smelting of the blast. The slag iron ditch is reasonably designedthe even slag and hot metal distribution by big taphole angle and the good casthouse operation enviro- nment by the superior natural ventilation condition. The hot metal produced by blast furnace mainly supplies for steel-making. th

5、e most important equipment of the hot metal treatment the ladle-car, selects the torpedo car which has the advantages of the smallest heat loss, the even hot metal composition ingredient, the long brick lining life, and carring on the desulphurization and dephosphorization outside the furnace. the s

6、lag processing equipment is the environment friendly INBA equipment whose work is stable and which meets the newest and the harshest environmental protection requirement. The two sets of equipment can guarantee that the blast furnace granulated slag rate reaches above 95%.Key words: slag-iron proces

7、sing; rectangular double casting; torpedo car; environment friendly INBA 1.综述随着高炉大型化和高压化的发展，现代大型高炉生产能力逐渐增大，目前的大型高炉日产量可达到万吨以上，此外还有四五千吨炉渣。如何将如此大量的生铁和炉渣及时的从炉内放出，运输和处理，是稳定高炉操作，提高生产率的重要问题。现代高炉生产的各个环节基本上实现了机械化，但目前国内炉前操作仍停留在20世纪50年代的水平，没有摆脱繁重的体力劳动。所以选定渣铁处理设施时既要注意生铁的回收，又要安排炉渣的综合利用。即注意不断提高劳动生产率为高炉进一步强化创造条件，好

8、要加速实现炉前操作机械化，进行远距离控制，减轻繁重的体力劳动，改变炉前工作环境。 铁、渣处理是高炉生产的重要环节。铁、渣处理系统的设施主要包括：风口平台与出铁场，开铁口机，堵铁口机，堵渣口机，换风口机，渣罐车，铁水罐车，铸铁机以及炉渣水淬设施等1。2.工艺计算在进行炼铁计算时，需要用到完整的物料化学成分，但是现场给出的成分往往是不完整的。比如铁矿石（天然矿或烧结矿）给出的成分常常有FeO、CaO、SiO2、Al2O3、MgO等几种化合物的含量，直接用他们进行计算会造成较大的误差，因此要进行准确的工艺计算，必须对给出的原料成分进行加工计算2，把原料成分补齐并平衡成100%。 由物料平衡可计算出列

9、物料平衡表2.1。表2.1 物料平衡表物料收入 物料支出项目数量（kg）项目数量（kg）矿石1651.373生铁1000.000焦炭423.676炉渣322.300煤粉150煤气2436.439硅石17.577煤气中水42.452鼓风1606.534炉尘56.579总计3849.160总计3857.770已知高炉有效容积为1800 m3，高炉有效利用系数v=2.2 t/m3d。故高炉日产铁量：P=Vuv=18002.2=3960t/d3. 渣铁处理系统设计3.1 风口平台设计 风口平台系炉前操作人员活动的平台，通过风口观察炉况，更换风口，放渣、维护铁口及渣、铁沟和检查冷却设备，操纵一些阀门等。

10、本设计风口平台采用架空式结构，较风口中心线低1250 mm，留有2%卸水坡度，其操作面积随炉容大小和渣沟布置而异，一般由炉壳外径算起,净宽度取5 m。风口平台和出铁场均采用空架式结构，即支持在钢筋混凝土柱子上的预制钢筋混凝土板平台。其下面作为仓库，存放沟泥，炮泥。其上面填充厚1.2 m的砂子。并在渣铁沟底面与楼板之间砌筑耐火砖。最上面一层立砌一层红砖。3.2 出铁场的设计在铁口侧布置着铁钩和下渣沟的炉前平台叫出铁场。本设计采用双矩形出铁场。出铁场平台较风口平台低1.5 m。高度：与渣铁沟流嘴下沿距离5.5 m。设计出铁场在主沟区域平坦，其余部位由中心面两侧和由铁口端部随渣铁沟走向坡度一致。炉子

11、下边设有四条铁水罐停放线。设有摆动流嘴，可对铁水导向。为了便于出铁场物料的装卸作业，采用公路与出铁场相连通，汽车可以直接驶入出铁场平台。出铁场与风口平台通过坡道连接，可以承受2t叉车行驶，给更换风口带来很大方便。3.2.1 铁口 铁口是高炉铁水流出的通道，它由铁口框、保护板、铁口框架内砌耐火砖套和泥套构成,本设计共设三个铁口，不设渣口，渣铁混出一方面节省了渣口的维护时间，另一方面也有利于铁水的脱硫。三个铁口呈Y字行布置，其中两个铁口间夹角为70，另外两铁口间夹角145。出铁口设在炉缸下部的死铁层之上，是一个通向炉外的孔道。铁口能否维护正常深度，完全靠出铁堵泥后所形成的泥炮层和渣皮来维护，因此要

12、求泥炮的泥必须耐渣铁的冲刷。有水炮泥因含有一定量的黏土，因导热性不好且有水蒸气排出，易变形和产生裂缝，会导致泥炮裂断，使铁口变浅。图3.1为铁口构造3。图3.1 出铁口的构造图1一铁口通道；2一铁口框架；3一炉壳； 4一冷却壁； 5填料；6一炉墙砖；7一炉缸环砌炭砖；8一泥套； 9保护板3.2.2 出铁主沟 从铁口到撇渣器之间的一段铁钩叫主铁沟，以下叫支铁沟。其构造是在80 mm厚的铸铁槽内砌一层115 mm的黏土砖，上面捣以碳素耐火泥。铁水和熔渣从铁口出来，首先经过撇渣器，然后按渣铁比重进行分离。铁水正常流速38 t/min，熔渣速度26 t/min。排渣口底部为50 30斜坡。渣流在主沟内

13、成90方向改变。渣铁粒受惯性的影响，很快沉降，及利于渣铁分离。主铁沟长度取13 m，沟上口宽度1300 mm，沟下口宽度900 mm，深度1000 mm。3.2.3 出铁支沟和渣沟 支铁沟的结构与主铁沟相同，沟上口宽度600mm，下口宽度350mm，沟深350mm。铁沟坡度5%，在流嘴处10%。渣沟的结构是在80mm厚的铸铁槽内捣层垫沟料，铺上河沙即可，渣沟的坡度在撇渣器附近较大，约为20%30，流嘴处为10其它地方为6。为了控制渣、铁流入指定流嘴，有渣、铁闸门控制4。3.2.4 撇渣器撇渣器（砂口）是出铁时渣铁分离的设施。撇渣器的主要作用是利用渣、铁水密度不同而使之分离，达到铁沟不过渣，渣沟

14、不过铁，铁流经撇渣器时畅通，使渣铁顺利分离5。撇渣器中部的大闸起撇渣作用；前部的砂坝起排渣作用；中间的通道为流铁通道；后部小井是铁流的出口；底部是一放残铁的小孔，便于撇渣器的修补。撇渣器整体由钢板焊接而成，内部由耐火捣打料打制成。表3.1 撇渣器参考数据小井炉容 过道孔 大闸 上口 下口 井深 砂口眼 砂坝 存铁量宽高 厚度 长宽 长宽 直径 平均宽/m3 /mmmm /mm /mmmm /mmmm /mm /mm /mm /t1800 450250 800 450500 400450 700 250 400 103.2.5 摆动流嘴铁水摆动流嘴设在出铁场尽头，安装在出铁场铁水沟下面，其作用是

15、把经铁沟流出的铁水转换到左右任意方向，注入出铁场平台下的铁水罐车中。因摆动流嘴的主体是嵌入耳轴式的，并用耳轴传动，所以修理时只要拆下流嘴主体就能在沟槽修理场修理。驱动装置是风动机，在不能供给压缩空气的紧急情况下可改为电动或手动。摆动溜槽长3m最大摆动角为20摆动时间为10s。在采用摆动流嘴时，需要有两个铁水罐车。图3.2为摆动流嘴的简单结构图图3.2 摆动流嘴 1一支架；2一摇台；3一摇臂；4一摆动流嘴；5曲柄连杆传动装置；6驱动装置；7铁水罐车3.3 炉前主要设备的选择 炉前设备主要有开铁口机、堵铁口泥泡、炉前吊车、换风口机等。3.3.1 开口机 开铁口机就是高炉出铁时打开出铁口用的设备。开

16、铁口机按其工作原理常分为钻孔式和冲钻式两种。目前高炉普迫采用的为钻孔式，部分高炉采用气动冲钻式。冲钻式是目前比较先进的开铁口机械。图3.3 冲钻式开铁口机1导轨；2升降装置；3旋转正打击机；4滑台；5反打击机；6钎杆；7钎杆吊挂装置；8对中装置；9挂钩；10送进装置冲钻式开铁口机由起吊机构、转臂机构和开口机构组成。开口机构中钻头以冲击运动为主，同时通过旋转机构使钻头产生旋转运动，即既冲击又旋转。钻头的冲击和旋转是靠开口机构的主要组成部分的正逆打击机动作来实现的。正逆打击机是一个气动装置，类似于凿岩机，它具有正打击、逆打击和旋转等三个功能，三个功能可单独作用，也可以是其中两个功能，即正打旋转或逆

17、打旋转同时作用。冲钻石开铁口机较为优越，更适合1800m3高炉使用。其技术性能如下表所示。表3.2冲钻式开铁口机的技术性能项目 参数 项目 参数钻杆行程 /mm 5500 逆冲打频率/MHZ 27.5开口深度/ mm 4000 转臂旋转角度/（） 145155钻头直径/mm 4058 转笔旋转时间/s 3555钢钎直径/mm 4060 轨梁提升时间/s 1015钻杆转速/r/min 1500（max） 压缩空气工作压力/Mpa 0.50.7正冲打频率/MHZ 25.83.3.2 泥炮堵铁口泥炮是用来堵铁口的设备。对泥炮的要求是：泥炮工作缸应具备足够的容量，能供给需要的堵铁口泥量，有效地堵塞出铁

18、口通道和修补炉缸前墙，使前墙厚度达到所要求的出铁口深度；活塞应有足够的推力，以克服较密实的堵铁口泥的最大运动阻力，并将堵铁口泥分布在炉缸内壁上；工作可靠，能适应高炉炉前高温、多粉尘、多烟气的恶劣环境；结构紧凑，高度矮小；维修方便。本设计采用BG型液压矮炮，其主要技术参数见表3.36。图3.3 BG型液压矮泥炮1炮身；2冷却板；3走行轮；4门型框架；5压炮油缸；6转臂；7机座；8回转油缸；9锚钩；10泥套；11导向槽；12固定轴表3.3 BG300型液压矮炮技术性能项目 参数 项目 参数泥缸有效容积/m3 0.28泥塞工作推力/KN 3000泥塞上炮泥单位压力/Mpa 11.89泥缸直径/mm

19、580炮嘴内径/mm 150油缸直径/mm 400工作油压/Mpa 25活塞有效行程/mm 1050吐泥速度/m/s 0.213.3.3 换风口机高护风口烧坏后必须立即更换。本设计只要采用我国吊挂式换风口机。其主要技术性能如下：液压锤冲击能，卸风口锤为0.75 kJ，装风口锤为0.5 KJ，液压锤一次冲击松动(或撞击)量，5 mm；液压锤最大冲击频率，20次min；立校升降油缸拉力28 kN；挑杆油缸拉(推)力,伸缩油缸拉力22 kN，推力325kN；摆动油缸拉力38kN，推力425kN。 3.4 铁水处理设备设计3.4.2 鱼雷式铁水罐车随着高炉大型化和冶炼强化的要求，铁水罐车的容量必须相应

20、扩大，但是罐的高度和直径受到出铁厂高度和轨道间距的限制。为了克服这一缺点设计了大型鱼雷式铁水罐车（图4.9）。鱼雷式较上述罐式铁水车热量损失小，形成的残渣铁量少，铁水成分均匀，砖衬寿命长，同时可在鱼雷车内进行炉外脱硫脱磷。缩短了出铁厂长度，减少了铁沟的维修量和炉前废铁量。鱼雷罐车的外壳是焊接的，旋转轴线高出几何轴线110 mm，这样空铁水罐或装满铁水时保持罐的重心均在旋转轴线以下，运行时不会倾翻。铁水罐是由一个圆柱体和两个圆锥体组成，枢轴固定在圆锥体的端部，铁水罐靠本身两端的枢轴支撑在两台单独的车架的轴承上。罐的倾翻机构和电动机装在其中一台车架上。每台车架支撑在两台双轴小车上7。图3.4鱼雷式

21、铁水罐车1车钩；2底盘；3双轴小车；4平衡梁；5齿环；6轴座；7轴；8铁水罐；9传动齿轮；10减速机；11减震器3.4.4 出铁场除尘设施高炉在放渣、出铁时产生大量烟尘污染环境，因此必须除尘。高炉出铁场烟气除尘一般采取两种方式，本设计采取第一种方式是在主铁沟、渣铁分离器上面设置活动梯形顿制封罩、在出铁支沟、下渣沟及铁水流嘴等处铺设钢盖板。封罩及盖板内均衬以耐火材料保护层，并在适当位置设置抽风管道，通过抽风机将烟气抽至除尘设备进行净化处理。3.5 炉渣处理系统设计在高炉炼铁生产中，炉渣的处理工艺主要分为干渣和水渣处理两种。干渣法是将高炉渣放进干渣坑用空气冷却，并在渣层面上洒水，采用多层薄层放渣法

22、，冷后破碎成适当粒度的致密渣块。水渣法：是在炉前用高压水或机械将炉渣冲制成水渣,再经过渣水分离，冲渣水循环使用，成品水渣可作为水泥原料、混凝土骨料等。水渣与干渣相比，优点非常明显:渣粒度小，易粉碎；生产方法集中，并可在离高炉较远处进行；生产能力较高。根据水渣的过滤方式的不同，可分为滤池过滤，有代表性的主要有沉渣池法和底滤法；脱水槽脱水，有代表性的主要有拉萨法和永田法；机械脱水，有代表性的主要有螺旋法、INBA法、图拉法(轮法)、圆盘法。最后从生产和环保方面出发，本设计采用环保型INBA水渣处理装置。环保型因巴水系统分粒化水和冷凝水两个系统，冷凝水系统主要用来吸收蒸汽、二氧化硫、硫化氢。与冷、热

23、因巴比较，环保型因巴最大的优点是硫排放量很低，它把硫大部分转移到循环水系统中8。包头原料条件下1800m3设有三个出铁口，不设渣口，所以在东西两侧个设有两套INBA水渣系统，这样就可以保证高炉水渣处理率在95%以上，因此还应设有干渣坑，在事故时出渣。本设计从工艺上就体现水系统的循环使用；从工艺布置上将水渣过滤和冲渣水的循环冷却设施靠近布置，可以节省大量耐磨管，还能减少水渣系统的维修工作量。水渣处理系统主要由水渣粒化装置、水渣过滤装置、水渣输送及贮存装置、粒化循环水系统、补充水系统、事故供水系统、清洗水系统及压缩空气系统组成。高温液态渣经熔渣沟进入炉渣粒化区，水渣冲制箱喷出高速水流使熔渣水淬冷却，形成颗粒状的水渣。渣水混合物经水渣沟、水渣槽和水渣分配器送入转鼓过滤器进行渣水分离。过滤后的水渣由水渣胶带运输机送至成品槽贮存和进一步脱水并用汽车外运，滤出的水经集水槽溢流进入粒化循环水系统，冷却后再送入水渣冲制箱循环使用(如图3.5)。本设计从工艺上就体现水系统的循环使用；从工艺布置上将水渣过滤和冲渣水的循环冷却设施靠近布置，可以节省大量耐磨管，还能减少水渣系统的维修工作量。图3.5 环保型INBA工艺流程下表3.4为主要工艺设备的参考数据9：表3.4主要设备