2023年炼铁工艺技术操作规程汇编

中铁装备制造材料有限公司

炼铁工艺技术操作规程

炼铁部2008-4-19

目录

一、高炉车间

(1)概述........................

(2)工长岗位操作规程............

(3)热风炉......................

(4)炉前岗位

(5)上料主控

(6)槽下

(7)高炉配管工岗位

(8)InBa渣处理

(9)布袋除尘

(10)放散塔岗位

(11)天车工岗位

二、准备车间

(1)槽上岗位操作规程

(2)

三、运转车间

(1)电动风机操作规程

(2)2350m3高炉循环水泵房操作规程

(3)TRT运行操纵规程

(4)矿槽除尘操作规程

(5)出铁场除尘操作规程

四、检修车间

一、高炉车间

(1)概述

沧州中铁装备制造材料有限公司炼铁厂2350m3高炉主要技术经济指标见表1：

表1：高炉主要技术经济指标

项目单位指标(一期)指标(二期)备注

高炉有效容积m323502x2350

年产炼钢生铁104t/a1812x200

年工作日d/a350350

日产铁量t/d51712x5714

利用系数t/(m3.d)2.22.43设备能力2.5

焦比kg/t300300

煤比kg/t200200设备能力220

渣比kg/t300300

熟料率%295》95

入炉矿品位%>59.5>59.5

热风温度℃1200—12501200-1250设备能力1250

富氧率%2〜32〜3设备能力4

炉顶压力MPa0.20.2设备能力0.25

高炉一代寿命a>15215无中修

热风炉一代寿命a230230

1.总平面布置

高炉车间位于厂区南侧，三座高炉自西向东半岛式布置，高炉出铁场铁路出铁线与水平方向夹角35°。

热INBA渣处理设施布置在两个出铁场外侧，重力除尘器位于高炉与热风炉之间。矿槽和焦槽位于高炉北

面。三座高炉煤粉喷吹及煤粉制备集中建在2号高炉北面。铸铁机和鱼雷罐车修理库布置在高炉东侧。

主要工艺特点：

(1)炉料入炉需过筛和焦丁回收入炉。槽下胶带机运输，胶带机上料。

(2)采用串罐无料钟炉顶，炉顶设计压力(0.2-0.25)MPa。

(3)炉体采用行之有效的措施，使高炉一代寿命(不中修)215年。

(4)双出铁场，平坦化设计，汽车上出铁场。三个铁口，不设渣口。

(5)采用旋切顶燃式热风炉，预热助燃空气和煤气，设计风温1200℃~1250℃o热风炉设计寿命》30年。

(6)炉顶煤气采用干法除尘和余压发电(TRT)技术。

(7)炉渣处理采用热INBA工艺，100%冲水渣。

(8)喷煤系统采用三罐并联、主管加分配器的喷吹方式，设计喷煤粉(200〜220)kg/t铁。

(9)矿槽、出铁场及炉顶配有完善的通风除尘设施。

2.高炉本体

2.1高炉结构与内型

炉体设计为自立式框架结构，四根框架柱为直立结构，为确保风口区操作空间，便于更换风口设备，

下部框架跨据为22.5x18m,上部框架跨据为18x18m。高炉内型尺寸见表2：

表2：高炉内型尺寸表

项目符号单位数量

有效容积Vum32341

炉缸直径Dmm11000

炉腰直径dmm12100

炉喉直径dlmm8100

有效高度Humm27750

死铁层深度hOmm2400

炉缸高度hlmm4600

炉腹高度h2mm3100

炉腰高度h3mm1700

炉身高度h4mm16300

炉喉高度h5mm2050

炉缸断面积Am295.7

炉腹角a79.94°

炉身角p83.00°

Hu/D2.293

风口数个30

铁口数个3

2.2炉体冷却结构

炉体冷却结构的选择将直接影响到高炉的生产寿命和产铁量。设计采用薄壁、薄炉衬结构形式。所谓薄

壁就是：整个高炉冷却设备完全采用冷却壁加薄炉衬形式。其中炉缸及风口段采用光面铸铁冷却壁：炉腹、

炉腰、炉身下部采用铜冷却壁；炉身中、上部采用铸铁冷却壁；炉喉采用水冷炉喉钢砖；整个炉体100%

冷却。

目前铜冷却壁已在国内外高炉上普遍采用，使得高炉寿命大大提高，主要由于：

①热阻小，工作温度低：约比球墨铸铁高〜10倍，铜冷却壁内不铸入水管，消除了间隙热阻，这样便降

低了冷却壁本体的温度和相应的温度应力，有利于形成能够保护冷却壁自身的渣皮，高传热率可使渣皮尽

早形成，会隔离冷却壁的热表面，这样减弱了热传导，其程度甚至比铸铁冷却壁还低得多。

②渣皮稳定：如果一旦出现渣皮脱落，由于铜冷却壁具有较强的冷却能力，能在热面上迅速形成新的渣

皮。有关高炉记录到的铜冷却壁上渣皮形成的温度记录，铜冷却壁上渣皮建立的过程只不过15分钟左右

的时间。

③炉腰和炉身下部使用铜冷却壁后，其热量损失较使用铸铁冷却壁时低，这是由于形成了稳定厚实的渣

皮，本体的工作温度较低所致。炉腹、炉腰、炉身下部是高炉最薄弱部位，采用铜冷却壁之后，在该部位

建立起了高炉冶炼条件下可靠的冷却体系，因而使高炉寿命大幅度提高到15年以上。

本设计炉体采用100%冷却。具体方案为：

炉底炉缸采用灰铸铁冷却壁，圆周分45块，每块设4根076X6mm冷却水管。

炉腹、炉腰、炉身下部采用铜冷却壁，竖向总高度〜9000mm,共分4段，圆周分45块，每块设4条冷却

通道。铜冷却壁采用复合孔通道，孔直径为035x80mm,其材质采用轧制铜板，铜冷却壁厚度115mm。铜

冷却壁燕尾槽深度40mm,便于镶砖。对于铜冷却壁材质的要求如下：

①铜冷却壁材质化学成分见表2-14。

表2-14铜冷却壁材质化学成分

元素CuPO

%99.950.0040.003

②铜冷却壁金相组织：单项a晶体结构，晶粒最大尺寸＜5mm。

③电导率：298%IACSo

④机械强度

抗拉强度：Rm200N/mm2

屈服强度：Rp0.2弋40N/mm2

延伸率：》40%

炉身中上部设5段球墨铸铁冷却壁，冷却壁厚度260mm,每块设4根076x6mm冷却水管。炉身上部即炉

喉钢砖下部设两段倒扣型光面冷却壁，在保证光滑的内型的同时，承受生产中低料线时炉料的冲击。冷却

壁厚度为210mm,每块冷却水管设四根水管076x6mm的冷却水管。炉喉部位设一段水冷球墨铸铁炉喉钢

砖。

2.3炉体冷却系统

高炉炉体冷却是密闭循环冷却技术后，软水系统在我国得到了广泛应用与发展。实践证明，软水密闭循环

冷却系统具如下优点：

①冷却性能安全、可靠。工业水冷却产生碳酸盐沉积在冷却壁内结垢，造成过热损坏。软水密闭循环冷

却系统克服了工业水冷却方式的缺点，在高炉上使用获得了令人满意的效果。

②水量消耗低。由于系统密闭，没有水的蒸发，只有水泵轴封处有少量水流失。据生产经验，软水密闭

循环系统补水量为1%。，而工业水冷却系统补水量为5%。

③能耗低。闭路循环较之开路循环其水泵扬程只要满足整个系统管道阻损即可；开路循环水泵扬程=整个

系统管道阻损+用水高度+剩余水头。

④管路腐蚀小。采用软水密闭循环冷却系统，主要解决工业水在冷却过程中因温度升高易结垢而造成冷

却设备烧坏的问题。对水质硬度大，水资源短缺的地区，应优先采用软水密闭循环冷却系统。为方便风口

小套的检测，可将风口小套采用开路工业水循环冷却。

本高炉炉体冷却系统分为：软水密闭循环冷却系统、高压净环水冷却系统、炉役后期打水系统(预留)。

(1)软水密闭循环冷却系统

软水密闭循环冷却系统总水量为4270t/h,分别供给高炉本体、炉底和风口三个环路。

炉体冷却环路用水3330t/h。循环水泵组将软水送至冷却壁供水环管，冷却壁每段45块，每块4根，共计

180根支管；风口30个，风口冷却壁60块，从下到上用相同根数的水管串联冷却壁。炉体冷却环路经冷

却壁后进入冷却壁回水环管。

炉底水冷供水环路总水量420t/h。冷却水经高炉炉底冷却水管后，出水汇集到出水总管，再从出水总管接

出30根供水支管，供30个风口大套冷却。也就是水冷炉底与风口大套串联供水。

风口中套冷却水量为520t/h,由炉体主供水环管供给。

以上三部分的回水，经脱气罐脱气后进入膨胀罐，再汇集到回水总管，进入冷却器冷却，冷却后循环使用。

软水水量分布见表2-15。

表2—15炉体软水密闭循环冷却系统水量分配表

水压设计水量

序号冷却部位水质备注

(MPa)(t/h)

1高炉炉体冷却软水0.63330

2炉底、风口大套冷却软水0.6420串连使用

3风口中套软水0.6520

高炉软水系统和高压净环水系统的安全供水，分别由各系统设置的保安泵、安全供水池提供。

(2)高压净环水冷却系统

高压净环水冷却系统总水量为1585t/h,分别供风口小套、炉顶打水、十字测温、炉喉钢砖等。水量分布

见表2—16。

表2-16高炉净环水冷却系统水量分配表

水压设计水量

序号冷却部位水质备注

(MPa)(m3/h)

1风口小套工业水1.51200

2喉钢砖、炉顶打水等工业水1.5385

(3)炉役后期打水系统。炉役后期为防止炉壳温度升高，加强高炉冷却，设置炉役后期打水系统。冷却

水量为500t/h。此项目预留。

2.4炉体耐火材料的选择

(1)炉底、炉缸耐火材料

为了延长炉底炉缸部位的寿命，必须使用优质耐火材料和保证良好的冷却，即应采用优质耐火材料加良好

的冷却。

目前，国内外高炉对于炉底炉缸结构型式的改进是多种多样的，本次设计中，该部位采用大块炭砖加陶瓷杯

垫结合的结构。

炉底水冷封板上满铺1层石墨碳块，其上满铺2层高导热炭砖、2层微孔碳砖，炉底厚度2000mm。上面

再设两层刚玉莫来石陶瓷垫，高度800mm。炉缸陶瓷杯外侧环砌国产微孔碳砖，铁口区域组合砖采用超微

孔炭砖。炉缸碳砖内砌刚玉质陶瓷杯。风口和铁口采用刚玉组合砖砌筑。

(2)炉腹、炉腰及炉身下部耐材

炉腹、炉腰、炉身下部设计成“软水密闭循环冷却系统加铜冷却壁”结构。其指导思想是形成一个良好

的冷却体系，有助于形成稳定的渣皮。实践证明渣皮是最好的耐火材料，它能保护冷却设备长期稳定工作。

铜冷却壁热面采用半镶砖结合喷涂方式。因此铜冷却壁镶厚〜150mm碳化硅结合氮化硅砖(也可高铝砖),

在镶砖之间以及内侧喷涂〜80mm厚的喷涂料。

(3)炉身中上部耐材

炉身中上部采用导热性和耐磨性均较好的球墨铸铁镶砖冷却壁。冷却壁冷镶砖采用全覆盖镶嵌氮化硅结合

碳化硅砖(厚度150mm)。该砖具有较高的机械强度、抗炉料磨损和抗渣铁侵蚀的特性。

高炉炉身上部由于温度较低，主要解决抗炉料的机械磨损和耐高温煤气流的冲刷，因此采用了两段球墨铸

铁倒扣冷却壁。其下一段冷却壁冷镶150mm的磷酸盐浸渍粘土砖。

(4)炉顶封盖采用CMG-BF喷涂料。

2.5炉体设备

2.5.1风口设备

高炉配备30套风口，每套风口由小套、中套和大套组成，风口套角度5度，采用高水速结构。

2.5.2炉顶打水降温装置

在炉头上设置8个喷嘴，当炉顶温度超过设定值时.，实施雾化打水降温。

2.5.3炉顶摄像议

炉顶安装1台红外摄像议，具有测温、成像功能，以监测煤气发展状况，配有水冷和氮气吹扫。

2.5.4高炉设一台1.5t客货两用电梯，可直达炉顶大平台。

2.6炉体检测

高炉炉体检测可为高炉操作者提供可靠的操作依据，做到及时发现，及时处理，保证高炉稳定顺行，主要

检测项目有：

炉顶煤气温度、压力.

炉后炉缸每点均设置*同深度两个热电偶，以判断炉缸侵蚀情况；

炉身各部耐火糖衬温度；

冷却壁温度；

冷却水系统的温度、压力、流量(其中每根软水回水支管处设置一个逆止型液流显示器，此显示器为机械

结构，即可用于开炉前每根水管水量调节，又可在生产期间显示每根水管水量，供检漏用)。

3.风口平台出铁场

3.1风口平台：

风口平台是一个独立的钢结构平台，平台在各风口处连接成一个完整平台，以便装卸风口，风口平台

相对比出铁场平台高〜3000mm,确保炉前设备的泥炮、开口机等设备正常运转时有效净空要求，泥炮上

方的的风口平台，局部设计成活动式，以便设备检修。在热风围管下的内外侧，各设有4台3t环形单轨起

重机，用于更换和搬运风口设备，风口平台四角处，各设1个可移动、可调风机，用于炉前通风降温。

3.2高炉出铁场：

3.2.1出铁场及铁水线设置：

矩形双出铁场，平坦化设计。汽车上出铁场。

每座高炉设三个铁口，不设渣口。采用摆动流嘴出铁，260吨鱼雷罐运输。

炉前采用全液压泥炮和全液压开口机。

出铁场两个主跨各设一台32t/5t桥式吊车，副跨设一台跨度为16.5m的5t桥式吊车。

出铁场设有除尘系统，在产生烟尘的出铁口、摆动流嘴、渣铁沟等部位设抽风罩或盖板捕集烟尘。

采用热INBA水渣工艺。100%炉前冲水渣。每座高炉二个出铁场各设一套INBA系统，两套系统独立工

作。

炉前设有二个事故干渣坑，其中单出铁口侧干渣坑预留

3.2.5出铁场通风除尘

在高炉出铁口、铁沟、摆动流嘴处采用负压抽风除尘。

4.炉顶系统

4.1炉顶结构和布置：

炉顶系统包括：全套炉顶装料设备、均排压系统、探料尺设备、炉顶液压系统、润滑系统、水冷系统、炉

顶吊车以及其他检修设施等。

2.3.1串罐无料钟装料设备的组成和主要技术参数

串罐无料钟装料设备主要由固定受料锻、称量料罐、阀箱、多重波纹管及眼睛阀、布料溜槽及其传动装置

等组成。

（1）固定受料罐

固定受料罐由料罐本体、上料闸、插入件及传动装置等几部分组成。插入件是为了减小其装料、排料过程

中物料粒度偏析。上料闸用螺栓固定在受料罐的下部，完全密封，使下料粉尘尽量少地排放到大气中。在

受料罐上还装有料位计，用来检测罐内的料位，以防止料罐内炉料溢出。该料罐由炉顶钢结构平台支撑。

（2）称量料罐

称量料罐由料罐本体、上密封阀及料罐称量装置组成。上密封阀壳体焊在料罐上部，由旋转、压紧两个动

作完成阀门的开闭。密封阀采用硅橡胶密封圈。阀座设有蒸汽加热装置，以防密封圈积灰结垢。称量料罐

上部锥体设有均压口、检修孔。

（3）阀箱

阀箱位于称量料罐下部并悬挂于其上，与之一起称量。它由壳体、下料闸（即料流调节阀）和下密封阀组

成，为液压传动。

料流调节阀为球形对开式结构。阀的开度由液压比例阀控制，由位置变送器监测，精度为01°。下密封

阀和上密封阀结构形式相同，由旋转、压紧两个动作完成阀门的开闭，采用硅橡胶密封圈，阀座设有蒸汽

加热装置，以防密封圈积灰结垢。阀箱上还设有检修孔和氮气接口等。

（4）多重波纹管及眼睛阀

波纹管安装在阀箱下端，波纹管主要是在拆卸阀箱和操纵眼镜阀、料罐称量及支撑结构膨胀时起作用。波

纹管内装有耐磨的下料漏斗。

眼镜阀用在高炉修风时隔断高炉煤气，进行安全检修。

（5）布料溜槽及其传动装置

布料溜槽由电动传动齿轮箱驱动，可进行倾动和旋转，通过这两种运动方式，可将炉料布到炉喉上的任意

位置。传动齿轮箱采用工业水冷却。齿轮箱面向炉内、接触气流、受热辐射之处都设有隔热层，以减轻冷

却系统热负荷。

布料溜槽内设有衬板，并堆焊硬质合金，实箱式结构。实箱式布料溜槽是在溜槽上部，受炉料直接冲击处

设隔板，形成若干箱体，当卸料时箱体内充满炉料，形成一段保护层；溜槽下部为了便于排料，不设隔板，

这种结构的溜槽寿命为能通过冶炼400-600万吨生铁的炉料”

溜槽可在2。〜53°范围内倾动，共设11个倾角位置，其拆卸位置为75°。溜槽旋转可起始在0°、60。、

120°、180°、240°、360°位置上，可正转也可反转。为使衬板均匀磨损，应定期改变旋转方向。

串罐无料钟设备的主要技术参数如下：

高炉有效容积：2350m3

正常日产铁量：

一期：5171t/d

二期：5714t/d

最大日产铁量：5870t/d

上料形式：皮带上料

装入方式：CJO1

炉顶压力：0.2MPa(最大0.25MPa)

炉顶煤气温度：150℃〜250℃,最高600℃（持续时间不超过30min）

固定受料罐有效容积：55m3

上料闸直径：01000mm

上料闸卸料速度：1m3/s

称量料罐有效容积：55m3

上密封阀直径：01150mm

料流调节阀直径：0750mm

料流调节阀卸料速度：0.7m3/s

下密封阀直径：0900mm

溜槽长度：3700mm

旋转速度：8r/min

倾动速度：(0-1.6)8/s,倾动范围2°〜53°

倾动停止位置：11个

气密箱冷却密封方式：水冷+氮气密封

布料功能：

手动：定点、扇形、环形、螺旋

自动：环形、螺旋

各阀许动方式：液动、电动

4.3装料制度和布料方式：

基本装料制度为CIO!,每料批由1批焦炭和1批矿石组成。

布料方式有环形(单环和多环)、螺旋、扇形和定点布料四种，其中定点和扇形布料只设手动，仅在特殊

情况时使用。多环布料是按照装料程序中的设定，自动将物料布在炉喉端面上，布料从外环向内环，每次

布料环数、每环上布料圈数，可根据无料钟布料模型来设定，一般为10〜12圈，并根据实际情况来修正，

以获取最佳炉况。

表3：炉顶设备装料能力表：

高炉有效容积(m3)2350

利用系数(Vm3.d)2.2〜2.42最大能力2.5

日产铁量(t/d)5714最大能力5870

最小料批正常料批最大料批

焦批(t/批)141618

矿批(t/批)58.166.574.9

日上料批数(批/日)163143127

小时上料批数(批/小时)6.795.955.29

炉顶设备作业率(％)67.959.552.9

4.4炉顶均排压系统：

均排压系统是高压操作高炉炉顶设备的组成部分。

(1)高炉均压系统

高炉均压系统，设有一次均压系统和二次均压系统。一次均压系统采用净高炉煤气，由DN500均压阀及

相应管路组成。二次均压系统采用N2气，由DN250均压阀、DN250逆止阀(防止煤气倒流)、DN250调

节阀和两个DN250隔断阀组成。隔断阀只是在检修时使用。调节阀则可将N2气源的压力降至一个预调值，

当称量罐内的压力达到炉顶压力时，发出信号，关闭均压阀。氮气稳压罐放在炉顶大平台上。

为了在高炉检修时切断煤气，并将管道中的煤气放散掉，在一次均压阀上方安装有液压驱动的眼睛阀，在

煤气管顶部安装有放散阀。

(2)高炉排压系统

高炉排压系统由DN500放散阀和紧急放散阀组成，在系统中设有紧急放散阀，以防止在意外情况下，使

系统压力不致超过0.3MPa。

为了减少排压煤气对环境的污染和对管道的磨损，在炉顶均排压系统中设置了旋风除尘器，排压时，排压

煤气经旋风除尘器除尘后放散。均压时.，均压煤气进旋风除尘器，将灰尘反吹回料罐。为减少排压时放散

煤气产生的噪音污染，在排压管道上设有消音器。

4.4.3炉顶探尺

高炉设二台机械探尺和一台雷达探尺。其中一台机械的提升高度为(0~10)m,另一台的提升高度为

(0-24)m。

探尺安装在高炉外封板上。探尺由卷筒和传动装置集装在一起，形成一个结构紧凑的整体，设备体积小,

密封性好。探尺装有速度传感器和位置传感器，由电动机驱动，设有自动和手动两种工作方式。

机械探尺性能见表2-12,

表2-12机械探尺性能表

提升重量(kg)250

提升高度(m)6〜24

提升速度(m/s)0.5~0.6

下降速度(m/s)0.33-0.37

电机功率(kW)2.2

电机转速(r/min)1000

4.4.4炉顶水冷系统

串罐无料钟炉顶设备的布料器采用工业净水开路冷却循环系统，冷却水消耗量为：15〜20m3/h,进水

温度＜4（rc,进水口设在布料器顶盖上，排水口设在炉顶钢圈上，钢圈以下连接u型水封管，水封高度大

于25m,在布料器入口压力为：》0.1MPa。

4.4.5蒸汽加热和氮气密封系统

为i维持布料器正压，以免炉尘进入齿轮箱内，设氮气密封系统，正常氮气用量8OONm3/h,最大

1200Nm3/h,压力控制在高于炉顶压力0.02MPa。

与二次均压共用一个氮气罐，氮气罐有效容积50m3。

5.矿槽和上料系统

5.1矿槽和上料系统设计特点：

5.1.1矿、焦槽设单排贮槽，分别贮存烧结矿、球团矿、辅助料、焦炭；

5.1.2入炉原燃料槽下过筛，筛除小于5mm的碎矿、小于25mm的碎焦；

5.1.3筛下碎矿.、碎焦通过皮带机运至2350高炉碎矿、碎焦仓贮存；

5.1.4设置焦丁回收利用及焦丁与烧结矿混装系统，设置独立的焦丁称量漏斗，与矿石混装入炉；

5.2矿焦贮存设计数量、容积及贮存时间：表5：

数量有效容积（m3）

矿槽名称贮存时间（h）

（个）单个总容积

烧结矿槽4580232013.8

球团矿槽4400160026.1

杂矿槽2400800

13.2

焦炭55802900

9.4（无喷煤时）

5.3槽下主要设备表6：

设备名称单位数量主要规格及性能

焦炭筛台5Q=120t/h,双层筛网，1.8x3.6

焦炭给料机台5Q=120t/h,0.8X1.2

矿石振动筛台8Q=120t/h,双层筛网，1.8x3.6

矿石给料机台10Q=120t/h,0.8x1.2

焦丁筛台1Q=120t/h,双层筛网，1.2x30

焦丁给料机台1Q=70t/h,0.5x0.9

槽下称量漏斗台15Vu=15m3（含耐磨衬板和液压闸门）

槽下称量漏斗除尘罩台15

台

焦丁称量漏斗1Vu=4m3（含耐磨衬板和液压闸门）

焦丁称量漏斗除尘罩台1

S101上料胶带机条1B=1600mm,V=2m/s,Q=2500t/h

S102上料胶带机条1B=1600mm,V=2m/s,Q=2800t/h

1#碎矿胶皮带条1B=800mm,V=1.6m/s,Q=300t/h

2#碎焦胶皮带条1B=800mm,V=1.6m/s,Q=100t/h

3#碎焦胶皮带条1B=800mm,V=1.6m/s,Q=lOOt/h

带式捡铁装置条1B=1600mm

矿槽系统液压站条1

6.炉渣处理系统

6.1工艺参数

三座高炉的炉渣处理系统相同。每座高炉的炉渣处理系统是独立的，与其它高炉的炉渣处理系统之间没有

任何关联。下面仅说明一座高炉的炉渣处理系统.

高炉炉渣处理系统采用PW公司热INBA炉渣粒化装置，并在炉前设有事故干渣坑，共设两套INBA炉渣粒化

装置，其中一个铁口对应一套INBA炉渣粒化装置和一个干渣坑，另两个铁口对应一套INBA炉渣粒化装置

和一个干渣坑。在正常情况下100%冲水渣，开炉初期和水渣设备出故障检修时采用干渣坑放干渣。

炉渣处理系统见附图BD234.O7.AO1.1T12、T13、T14»

6.2工艺设计条件

高炉有效容积：2350m3

日产生铁量：5714t（平均），5875t（最大）

日产熔渣量：1714t（平均），1763t（最大）

每日出铁次数14次

每次出熔渣量122t（平均）,126t（最大）

每次出渣时间约70min

渣流速度：4l/min（正常）,8t/min（最大）

冲渣水流量：2000m3/h

冲渣压力：0.25MPa

冲渣补充水：1800t/d

6.3工艺流程

1号、2号高炉出铁场各设一套水渣处理设施，水渣处理系统平面布置见附图。

该工艺主要由冲制箱、水渣槽、分配器、转鼓过滤器、泵站等设施组成。其工艺流程为：在正常情况下，

主铁沟的熔渣在撇渣器中与铁水分离，沿着渣沟流至冲制箱被粒化。粒化后的渣水混合物汇集到粒化池，

通过粒化池下部结构进入分配器，再流入转鼓过滤器进行渣水分离。分离后的渣由胶带输送机和转运站送

至水渣堆场，用5t铲车装车外运。分离的热水进入热水池，通过水泵打入冲制箱循环使用。冲制水渣时产

生的大量蒸汽，通过粒化池上部的烟囱外排。

系统设有补充水、高压清洗水和压缩空气吹扫装置。由于水渣带走了部分水和在冲制水渣打时产生的水蒸

汽的散失，系统必须进行补水，补水量约为1800t/d。为防止转鼓过滤器滤网堵塞，可在线用高压清洗水（加

压泵加压）和压缩空气清洗、吹扫滤网。高压清洗水水量为50m3/h、水压为0.7MPa；压缩空气量为660m3/h,

压力为0.6MPa。为便于冲制箱的设备检修，在冲制点上方设置了检修吊装设施。

6.4主要工艺设备

（1）水渣冲制箱

水渣冲制箱是对熔渣进行水淬粒化的设备，安装在水渣槽入口处熔渣沟末端的下方。箱体为长方形结构，

一端是喷嘴板，另一端设有更换喷嘴的检修孔。喷嘴呈半圆形布置。粒化水从喷嘴板喷出时，喷嘴板处粒

化水压力20.25MPa。

主要规格：进水口直径DN500mm

喷嘴个数120个

（2）冲制箱挡渣内罩

冲制箱挡渣内罩是防止水淬粒化后的水渣四处飞溅而起一个缓冲作用的设备。挡渣内罩呈异型筒体状，安

装在冲制箱的上方。内罩上安装有4个喷嘴，喷出的水形成水帘，防蒸汽外泄，同时内罩上还设置了检修

走梯及人孔。

（3）粒化池下部结构

粒化池是水渣进入分配器连接管之前的一个缓冲并滤出大块渣的设施。

（4）水渣分配器

水渣分配器是将水渣均匀分配进入转鼓过滤器的设备，安装在转鼓过滤器内。本体底部开孔处衬有耐磨陶

瓷砖。

主要规格：

分配器总长：8390mm

支承轮轮距：8060mm

前轮支承轨距：1700mm

后轮支承轨距：1270mm

（5）缓冲槽

缓冲槽是为了防止渣流直接冲击转鼓过滤器过滤网而在鼓内设置的一组（共三个）缓冲装置，主要由壳体、

缓冲板和耐磨陶瓷砖内衬组成，安装在转鼓过滤器内轨道梁上。

（6）转鼓过滤器

转鼓过滤器是渣和水的分离设备，亦是水渣设施的核心设备，主要由转鼓本体、支座、鼓内支承梁、溢流

槽、封罩、滤网等组成。转鼓过滤器由四个托辐支承在支座上。鼓内支承梁支承胶带输送机和分配器。鼓

外设有保护罩，两端设有溢流接水管。当转鼓转至上部时，过滤后的渣落到伸入转鼓过滤器内的胶带输送

机上，转鼓过滤器滤出的水进入下面的热水池。转鼓过滤器采用液压驱动（或变频调速马达驱动），链轮

链条传动。根据液压压力和转鼓过滤器内液位的高低，可在（0.2~1.2）r/min范围内自动调节转鼓过滤器

转速（采用变频调速马达驱动时，转鼓的旋转速度可根据渣流量和转鼓中的水位在0.2r/min〜1.2r/min范围

内自动进行调节）•转鼓过滤器链轮采用稀油润滑，自动给油；轴承等设备采用干油润滑，一次性干油瓶

自动给油；转鼓过滤器内设有液位检测和速度检测装置。

主要规格：转鼓直径x长度=5000mmx6250mm

（7）转鼓过滤器溢流接水管

转鼓过滤器溢流接水管是预防转鼓过滤器出故障时渣水从转鼓的两端四处溢流的一种装置，安装在转鼓过

滤器两端的支承架上。

（8）转鼓过滤罩

转鼓过滤罩是保护转鼓过滤器滤网和排放残余蒸汽的一种装置，安装在转鼓过滤器两端的支承架上。

主要规格：

排气筒直径：01200mm

转鼓过滤器罩高度：9253mm

（9）水渣槽隔板、挡板、溢流板

隔板是为了使转鼓过滤器过滤水比较平稳地流入管道中而起一个导流作用的装置。挡板用于防止热水槽的

水外溢。溢流板可防止大块物料堵塞溢流口。隔板用螺栓固定在热水槽中，挡板在热水槽两侧，溢流板安

装在溢流口周围。

（10）水渣胶带机

共有三条水渣胶带机，每条水渣胶带机性能如下：

运输量：450t/h

带速：1.6m/s

带宽：1000mm

6.5水渣处理系统主要技术特点

热INBA炉渣粒化和脱水系统的主要优点为：

-布置紧凑，用地少。

-粒化和脱水过程连续不断，可实现整个流程机械化、自动化连续生产。

—冲渣水闭路循环，水悬浮物少，泵和管路的磨损小。

-维修量少，工艺简单、紧凑。

-通过电动马达上的转矩可测量瞬间渣流量。

—可靠性高、作业率高。

6.6事故干渣坑设计

每套INBA装置设一个长21m、宽12m、高6m事故干渣坑。在生产过程中水渣系统出现事故报警和在开炉和

复风初期，熔渣成分和温度不符合冲渣要求时放干渣。干渣坑采用喷水冷却，由设在干渣坑两侧挡墙上的

喷水头向干渣坑内喷水。干渣坑内的熔渣经喷水冷却后，由挖掘机挖掘并装汽车运出。考虑占地紧凑性，

干渣坑喷淋水采用从热INBA的热水池抽取。

干渣坑喷淋水水量：300t/h

干渣坑喷淋水水压：0.3MPa

喷淋水损失水量：30%。

6.7水渣堆场

由于场地原因，设计一个水渣堆场，供两套水渣系统的水渣堆放，水渣采用铲车装车、汽车外运的运输方

式。水渣堆场挡墙高8m,场内地坪按照20t卡车通过考虑。水渣堆场有效容积3500m3,可存储1.5天水渣。

水渣堆场设有积水坑，收集水渣溢流出冲渣水，积水坑内水由水泵打到INBA热水池循环使用。

7.热风炉系统

7.1热风炉炉主要技术参数表（设计）表8：

序号名称单位指标

1热风炉结构形式顶燃式

2热风炉座数座3

3全高m45.4

±010390

4炉壳内径mm

下09840

5蓄热室断面积m259.3

6格子病高度m27.4

7格子石专总加热面积m2/座89200

8单位炉容蓄热面积m2/m3107

9单位鼓风蓄热面积m2/(Nm3/min)44.6

序号名称单位指标

10格子砖孔径mm028

11格子砖单位体积的加热面积m2/m354.90

12最高废气温度℃450

13助燃空气、煤气预热后温度℃>180

14每座热风炉格子砖质量t>2200

热风炉系统配置三座悬切顶燃式热风炉，烧炉采用高炉煤气，并掺烧少量转炉煤气，设计风温1200℃-125(TC,

最高拱顶温度〜1450C。高温区采用硅砖，热风炉系统设有双预热系统预热助燃空气和煤气。采用两台助

燃风机集中送风，一用一备。热风炉采用计算机自动燃烧控制、送风温度控制和换炉控制等。

热风炉系统烧炉用量180000~200000Nm3/h；含尘量＜10mg/Nm3。压力P=9000~12000Pa。热风炉系统需要

转炉煤气量14400~17000Nm3/h；约占高炉煤气的8%~10%；压力P=9000~12000Pa。

7.2热风炉操作采用二烧一送工作制度，预热炉采用一烧一送工作制度。

7.3预热制度：

为了后到热风炉拱顶温度1450C的要求，并提高系统热效率、节约能源，设计采用高效热管换热器，对煤

气和空气进行双预热。无机热管换热器寿命长，性能稳定，预热温度高。系统还预留了进一步提高煤气、

助燃空气预热温度的条件。换热器性能见表2-20。

表2-20烟气余热回收系统换热器性能

项目单位烟气换热器空气换热器煤气换热器

流量104m3/h（标态）391725

流体阻损Pa<600<500<500

流体入口平均温度30020110

流体出口温度,C<140>180>180

8.粗煤气系统

8.1粗煤气除尘系统设计条件：

高炉煤气发生量正常时约400000Nm3/h,最大约450000Nm3/h。炉顶压力0.2MPa,炉顶煤气温度〜250℃,

8.2粗煤气除尘装置选型：

目前国内外高炉煤G粗除尘系统一般采用重力除尘器。重力除尘器是当煤气进入重力除尘器后速度降

低，粗颗粒的炉尘由于重力作用开始沉降，积存在除尘器下部，经排灰管及加湿卸灰机卸入汽车，将其运往烧

结车间供配料用。

除尘器大直径的内径。内13000mm,小直径的内径。内7800mm。此外，在重力除尘器顶部还安装有1个液

动0250mm放散阀及1个液动0400mm放散阀，以供高炉长期休风放散煤气用。休风时向重力除尘器内通蒸

汽保压和赶煤气。

为了保证在休风时将高炉与除尘器隔断,在除尘器上部设一台02750电动卷扬机煤气遮断阀，高炉休风时，

遮断阀处于关闭状态：高炉送风时，打开遮断阀。

本设计的清灰系统中，排灰管上采用一套粉尘加湿卸灰机，卸灰机下设有汽车通道。除尘器卸灰阀采用电

动DN300卸灰球阀。除尘器中的煤气灰通过排灰管进入装有喷水装置的卸灰机内，经喷水搅拌后，使干料

变为均匀而潮湿的物料卸入汽车，既利于卸灰，又防止粉尘四处飞扬，污染环境及空气。粉尘加湿卸灰机

每天约处理〜150t煤气灰。清灰系统还设有一路旁通卸灰管路。

为了保护粗煤气管道，喷涂厚度约为(50〜100)mm的耐火喷涂料。为保证内衬寿命与高炉寿命同步，设

计考虑采用密集形锚固件和优质耐磨喷涂料。

粗煤气管道布置采用“单辫式”结构。高炉煤气经四根内径为02200mm煤气导出管及上升管、2根02800mm

上升管、一根内径03200mm下降管总管进入重力除尘器，除尘后进入燃气专业的粗煤气管道。

在四根导出管上各设置一套02200mm组合波纹补偿器，以吸收温差变形。上升管采用支座支撑在炉顶主平

台上，使上升管及部分下降管的重量由框架传给高炉基础。

在煤气上升管顶部设3台液压驱动0650煤气放散阀。

为防止煤气流冲刷磨损煤气管道，在上升管、下降管、遮断阀筒体内壁喷涂耐火材料。

粗煤气系统管道上设置的人孔能满足工艺检修需要。

为了方便检修和更换炉顶放散阀，在炉顶部设有一台5吨的电葫芦。

炉顶主要设备性能

(1)炉顶放散阀

功能：当高炉休风时迅速将煤气排入大气。

工作压力：0.25MPa

介质：高炉粗煤气

介质温度：(150〜250)℃

阀通径：DN650

驱动方式：液压驱动

数量：3台

(2)遮断阀及遮断阀电动卷扬机

功能：高炉休风时将高炉系统与煤气管网隔断。

工作压力：0.25MPa

介质：高炉粗煤气

介质温度：(150〜250)℃

阀通径：DN2750

驱动方式：电动卷扬机驱动

电机功率：〜9kW

数量：1台

(3)DN300电动卸灰球阀

功能：检修时将遮断阀下部锥段内积煤气灰排掉。

阀通径：DN300

驱动方式：电动

电机功率：0.25kW

工作介质：煤气灰

设计压力：0.25MPa

介质温度：150℃

数量：1台

(4)加湿卸灰机

功能：为排放煤气灰，避免粉尘飞扬，设有喷水装置的卸灰装置。

生产能力：60t/h

介质温度：150℃

驱动方式；电机驱动

电机功率：18.5kW

数量：1台

(5)上升管波纹补偿器DN2200

功能：吸收高炉炉壳开炉后的温差变形。

型式：万向钱链型

工作介质：粗煤气

介质温度：250℃,短期内最高600℃

设计压力：0.25MPa

直径：02200mm

数量：12个

(6)电动葫芦

功能：用于检修安装炉顶放散阀

型式：电动葫芦MD15-60D

起重量：5吨

驱动方式：电动

电机功率：起升电动机容量7.5kW,运行电动机容量0.8kW。

起升高度：60m

数量：1台

8.3高炉煤气余压发电(TRT)装置：

8.3.1工艺流程：

减压阀组前煤气管道一入口蝶阀T入口插板阀一流量计一快速切断阀一干式轴流余压透平发电机T出口

插板阀T出口蝶阀一消音器-煤气总管。

当透平入口压力低于68KPa,TRT停止运转，本系统处入口用电动插板阀切断煤气。

8.3.2设计参数：

（1）透平入口高炉煤气参数

①流量

最大：一期450000Nm3/h

二期480000Nm3/h

正常:-期400000Nm3/h

二期450000Nm3/h

最小：360000Nm3/h

②压力正常:(0.19-0.22)MPa

③温度正常:(150-180)℃

最高：250℃

④含尘量：<10mg/Nm3

（2）透平出口高炉煤气参数

①压力：(10-13)kPa

②温度：(90-120)℃

（3）TRT发电量

正常时：~14000kW

最大时：-16000kW

9.煤粉制备、喷吹系统

9.1与喷吹制粉有关的工艺参数:

高炉有效容积:2350m3

利用系数；2.2~2.4t/m3d（设备能力2.5）

喷煤比：200kg/THM（设备最大能力220）

小时喷煤量：一期：44t/h•座；二期：47.6t/h•座

9.2喷吹系统主要工艺：

主要工艺特点：喷吹系统采用3罐并联、主要加分配器直接喷吹方式。主管输送至高炉上层平台，从此由两

台分配器按奇、偶树风口各分成15根支管，喷煤支管向下铺设沿热风围管分别向30个风口一一对应喷吹，

生产时两个喷吹罐轮换喷吹。

煤粉仓下设三个出口，供其下喷吹罐用，喷吹罐容积50m3,坐落在+6000mm平台上，有3个电子压头支

撑作为煤粉承重计量方法。

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