天津某鋼廠3×1080m3高爐工藝設計特點

孫劉恒，程長生

（中冶華天工程技術有限公司煉鐵事業部，安徽馬鞍山 243005）

天津某鋼廠3×1080m3高爐工藝設計特點

孫劉恒，程長生

（中冶華天工程技術有限公司煉鐵事業部，安徽馬鞍山 243005）

對天津某鋼廠3×1080m3高爐設計特點進行了總結分析。1080m3高爐采用雙排礦槽、雙料車上料、串罐無料鐘爐頂、軟水閉路循環冷卻系統、“陶瓷杯＋炭磚”復合爐底爐缸結構、新型旋流頂燃式熱風爐、底濾法渣處理、“一級制粉+并列噴吹”噴煤等一系列先進實用工藝技術。一年多的生產實踐證明，該設計為實現低耗、高效、長壽、環保的生產目標奠定了技術基礎。

高爐；工藝；設計

1 引言

按照天津某鋼廠總體規劃，未來將實現450萬t鋼的生產能力，其煉鐵建設配套3座1080m3高爐及其配套設施。該工程設計中結合目前國內同類型高爐成功經驗和該項目自身特點，采用了多項成熟、可靠、有明細效益的新工藝、新技術，以“成熟、可靠、實用、經濟、先進”為原則，以“長壽、低耗”為目標。

3座高爐采用一列式布置方式。高爐礦槽為雙排布置，槽下采用分散篩分、分散稱量、雙料車上料；爐頂采用串罐無料鐘爐頂；高爐設置20個風口，2個鐵口，無渣口，采用自立式框架結構，高爐本體采用全冷卻方式；每座高爐配置3座新型旋流頂燃式熱風爐，設計最高風溫1 250℃；每座高爐設置兩個平坦化矩形出鐵場，每個出鐵口設置3個100t鐵水罐位，泥炮和開鐵口機全為液壓驅動；粗煤氣系統采用重力除塵器；每座高爐設置一套底濾法渣處理系統，水渣通過抓斗抓至臨時堆場，然后通過汽車外運；噴煤采用中速磨煤機加布袋一級制粉、雙罐并列噴吹工藝。

2 主要工藝特點

2.1 高爐主要設計技術經濟指標

1080m3高爐主要設計技術經濟指標見表1。

2.2 上料設施

上料采用雙料車斜橋上料，料車容積為8.5 m3。高爐礦焦槽合建在一起、雙排布置，框架混凝土結構。槽下采用分散篩分、分散稱量，膠帶運輸的供料方式。燒結礦、球團、塊礦和焦炭采用高效環保篩進行篩分，熔劑在槽下不篩分。槽下設置的兩條主膠帶機（B1200）可以將稱量斗的物料（焦炭、礦石和熔劑）通過中間翻板加到兩只中間稱量斗的任意一只；碎焦、碎礦分別通過各自的水平膠帶機和大傾角膠帶機送到碎焦倉和碎礦倉，通過膠帶機或汽車外運，同時在槽下采用回收小粒度焦丁工藝。

表1 1080m3高爐主要設計技術經濟指標

2.3 爐頂裝料設施

爐頂設備采用PW緊湊型串罐無料鐘爐頂，爐頂裝料設備為自立結構，受料斗支撐在爐頂平臺上，料罐通過四根支柱組成的小框架支承于爐喉封罩上，布料溜槽及其傳動齒輪箱、探尺直接支承于封罩上。爐頂設置2臺整體式機械探尺，在爐頂封罩上還設置有攝像儀，來觀察溜槽運轉和爐喉料面情況。

2.4 高爐本體

2.4.1 高爐內型

高爐內型主要與原燃料條件和操作制度有關，合理的內型有利于高爐操作運行、高產低耗。本高爐設計在總結國內外同類型高爐設計與生產操作經驗的基礎上，設計的內型見表2。

2.4.2 高爐內襯

高爐內襯是維護高爐的工作空間，耐火材料的選擇，將影響投資和使用壽命。爐底、爐缸采用“陶瓷杯＋炭磚”復合結構。爐底第一、二、三層為半石墨化低氣孔率焙燒炭磚，第四層為微孔炭磚。爐底、爐缸內側接觸鐵水的部位采用剛玉莫來石磚形成陶瓷杯壁；爐底、爐缸外側下部采用微孔炭磚。風口帶采用組合磚結構，提高風口的穩定性和壽命，有利于保護風口設備[2]。

表2 高爐內型參數表

2.4.3 爐體冷卻

爐體的冷卻結構好壞，直接影響冷卻設備的壽命。高爐本體采用砌磚與冷卻結構相結合，爐底采用水冷管冷卻，爐缸、爐身中上部采用含鉻灰口鑄鐵冷卻壁，爐腹、爐腰、爐身下部采用鑄鋼冷卻壁，爐喉鋼磚采用兩段式水冷結構；高爐本體的冷卻壁、爐底水冷管、風口大套等采用軟水閉路循環冷卻，軟水閉路循環水量約25 50m3/h；風口中套、熱風爐閥門采用二次循環軟水，流量9 50m3/h；風口小套、爐頂噴水、爐頂攝像裝置用高壓工業凈循環水，高壓水流量約7 50m3/h，壓力1.2MPa；熱風爐助燃風機、噴煤系統、爐喉鋼磚、爐殼晚期噴淋用常壓工業凈循環水。

2.5 熱風爐

一座1080m3高爐配3座新型旋流頂燃式熱風爐。新型頂燃式熱風爐將其拱頂作為燃料燃燒的空間；拱頂以下全部作為蓄熱室，填充格子磚；置于拱頂之上的多層噴射旋流燃燒器可使煤氣和空氣充分混合，保證煤氣在有限的拱頂空間內燃燒完全[3]。

熱風爐設計參數見表3。

表3 熱風爐設計參數

2.6 風口平臺出鐵場

出鐵場為高架混凝土結構。每座高爐設置2個鐵口，不設渣口，鐵口夾角為162°。1個鐵口設1個矩形出鐵場，2個出鐵場縱向布置，每個出鐵場設3個鐵水罐位。鐵水運輸采用100t鐵水罐車鐵路運輸。

出鐵場的主要煙塵產生于渣鐵流經處和開堵鐵口時，為有效除去這些煙塵，出鐵場設有較為完善的通風除塵設施，在鐵口兩側及頂部、撇渣器、支鐵溝流嘴處設有抽風除塵點[4]。

2.7 粗煤氣

高爐煤氣經導出管、上升管，下降管，進入重力除塵器，除塵器通過加濕卸灰機卸灰，然后經汽車外運到燒結廠。

2.8 爐渣處理設施

高爐熔渣采用爐前水淬、底濾脫水處理工藝；每座高爐設置一個干渣坑，作為爐況不正常或渣處理設施事故狀態時使用。每個出鐵場的1個鐵口分別設置1個沖渣點、1條沖渣溝，兩個出鐵場的沖渣溝最終合并為1條沖渣溝。

熔渣在爐前經沖渣水淬成水渣后，渣水混合物經沖渣溝進入底濾池，沖渣水通過濾池底部濾網進入清水池，然后再經水泵循環沖渣。在底濾池上方設有露天棧橋，安裝1臺橋式抓斗起重機，通過抓斗將水渣抓起放置于臨時堆場，水渣自然濾水，然后通過汽車外運。

2.9 噴煤設施

噴煤設施按200kg/t-H M、混合噴吹進行設計。制粉和噴吹設施合建在寬約2 4m、長約4 8m的噴煤主廠房內。采用了中速磨煤機加布袋一級制粉，雙罐并列噴吹、單主管加爐前分配器等先進生產工藝。

外購原煤經汽車運至原煤場內，堆存的原煤通過橋式抓斗起重機加進配煤斗內，受配煤斗上部設有柵條，防止大塊煤（>50mm）進入受煤斗，使原煤粒度滿足中速磨煤機的要求(≤50mm)。受煤斗下設有定量圓盤給料系統，由定量圓盤給料機將各種原煤按設定煤比給至1#輸送機，經由2#輸送機將原煤送至主廠房內的原煤倉中。

原煤倉內的原煤經密封計量給煤機均勻地加入中速磨煤機。煙氣發生爐產生的高溫煙氣和熱風爐預熱器后的低溫煙氣混合后的煙氣作為干燥劑通過袋式收粉器后的排煙風機吸入系統。原煤在磨機內同時進行細磨和干燥，粒度較大的煤粉在磨機內循環細碎，合格的煤粉沿管道進入袋式收粉器被收集，經收粉器下的葉輪給料機、煤粉篩卸入煤粉倉，1#、2#制粉系統煤粉匯總至一個煤粉倉；煤中部分硬度較大的雜物如煤矸石等經磨機排渣口排出，人工定期清理。煤粉倉的煤粉經噴吹罐，連續向高爐噴煤；煤粉倉下部設有3組噴吹罐，分別向3座高爐輸送煤粉。

3 結語

該工程2#、3#高爐分別于2011年6月和8月先后投產，鑒于外部條件變化，1#高爐直到2012年10月2 7日才投產。2#、3#座高爐自投產以來，在入爐綜合品位5 4%的原料條件下，高爐系數穩定在3.0t/m3·d以上，煤比1 60kg/t-H M以上，燃料比5 10kg/t-H M左右，風溫1200℃以上，各項生產技術經濟指標均達到設計技術指標，并處在國內處領先水平。一年多的生產實踐證明，設計為實現低耗、高效、長壽、環保的生產目標奠定了技術基礎。

[1]項鐘庸，王筱留.高爐設計——煉鐵工藝設計理論與實踐[M].北京：冶金工業出版社，2007.

[2]黃東升.龍騰特鋼1080m3高爐爐體設計 [J].煉鐵，2010，29（3）：33-35.

[3]陳林森.1080m3高爐工藝配置及新技術應用 [J].現代冶金，2011，39（1）：19-21.

[4]康波，肖命冬，盧錫友.韶鋼2500m3高爐工藝設計特點[J].煉鐵，2005，24（5）：15-19.

Process Design Characteristics of 3×1080m3Blast Furnace of Certain Tianjin Steel Plant

SUN Liu-heng and CHENG Chang-sheng

(Iron-making Department,Huatian Engineering&Technology Corporation,MCC,Maanshan,Anhui Province 243005,China)

The authors summarize and analyze the design characteristics of 3×1080m3Blast Furnace of Certain Tianjin Steel Plant.The Blast Furnace adopts a series of advanced and practical technologies of double row bin,double skip charging,central feed bell-less top,closed loop circulating cooling system with soft water,complex furnace bottom and hearth structure combined ceramic cup with carbon brick,new type of cyclone top fired hot blast stove,slag treatment with bottom filtering method,first stage coal preparation plus parallel coal powder injection and etc.One year's production practice proves that the design lays a technical foundation for achieving the production goal of low consumption,high efficiency,long life and environmental protection.

blast furnace; process; design

2013-01-05

2013-02-05

孫劉恒（1979-），男，安徽太湖人，碩士研究生，工程師，主要從事煉鐵工程設計工作。

（編輯 崔建華）