炼铁生产流程教材

2019-03-11 19:03:00
炼铁生产流程教材 图 1—1 炼铁工艺流程 受料罐 下罐 均压 放散阀 布料溜槽 料面 炉料 下降 矿 槽 二次均压阀 一次均压阀 荒煤气管道 煤气上升管 重 力 除 尘 器 布袋除尘 筛分 称量 料车 排灰 装置 调压 阀组 瓦斯灰外运 焦 槽 鼓 风 机 原 煤 筛分 称量 4 座球式 热风炉 料车 热风围管 水渣沟 煤气 上升 底滤法 水力冲渣 抓斗 吊车 装车外运 铁路运输 渣口 铁水罐 布袋集粉 喷吹罐 风口 铁水 煤气管道 下渣 炼钢混铁炉 900t 铁块 中速磨 制粉 煤气柜 (8 万立) 焦炭死料柱 高 炉 铸铁机 二、各道工序给各高炉上料或喷煤流程 各道工序给各高炉上料或喷煤流程 或喷煤 ※1、堆取料机取料: (一期高炉) 堆取料机→6 转→7 转→8 转→10 转 10A→10B→400 米→200 米→高炉受料槽 (二期高炉)400 米→200 米→高炉受料 11 转→11A ↑ 汽车受料槽(4#、5#、6#) 注:这可以上烧结、球团、块矿、焦炭、焦丁 ※2、料场汽运: 汽车受料槽→400 米→200 米→高炉受料槽 注:这可以上烧结、球团、焦炭、焦丁 ※3、烧结给高炉上料: 烧结成品仓→400 米→200 米→高炉受料槽 →汽运→料场落地或汽车受料槽 ※4、球团给高炉上料: 球团成品→K4→一期 400 米→一期 200 米→一期高炉受料槽 → 汽运→二期汽运受料槽→二期 400 米→二期 200 米→二期高炉受 料槽 → 料场落地 5、煤粉给高炉喷煤过程: 原 煤 原煤仓 中速磨 布袋收尘 煤粉仓 燃烧炉 混合室 排煤风机 喷吹 喷吹 烟道废气 大 气 1、2 高炉 3、4 高炉 图2 煤粉工艺流程图 6、各高炉矿槽、焦槽配备及实际容积(见表 1—1、1—2) 表 1—1 各高炉矿槽设计容积 项 目 炉别 1﹟、2﹟高炉 75m ×4 85m ×2 75m ×5 85m ×2 3 3 3 3 矿槽数(个) 烧结矿槽 球团矿槽 块矿仓 碎焦槽 碎矿槽 杂矿槽 焦槽数 (个) 75m ×2 3 75 m ×1 3 30m ×1 3 30m ×1 3 65m ×4 3 125m ×4 3 3﹟、4﹟高炉 75m ×2 3 75 m ×1 3 20m ×2 3 30m ×1 3 65m ×4 3 125m ×4 3 表 1—2 各高炉矿槽实际容积 项目 炉别 1﹟、2﹟高炉 烧结矿槽 50m ×4 55m ×2 3﹟、4﹟高炉 50m ×5 55m ×2 3 3 3 3 矿槽数(个) 球团矿槽 50m ×2 3 焦槽数 碎矿槽 25m ×1 3 块矿仓 50 m ×1 3 碎焦槽 25m ×1 3 杂矿槽 50m ×4 3 (个) 80m ×4 3 50m ×2 3 50m ×1 3 15m ×2 3 25m ×1 3 50m ×4 3 80m ×4 3 储存时间 (h) 焦炭~4.5h; : 烧结矿~4h; 球团矿~5h; 碎焦~1.5h; 碎矿~ 1.5h 7、高炉槽下工艺流程 汽车 碎 焦 仓 焦挡环皮带 A1 碎焦平皮带 A2 碎 焦 料 焦集中斗 车 矿集中斗 主皮带 D1 小称斗 D2 净 焦 焦振筛 A3 物 料 A 焦 碳 B 给料机 B 杂 矿 净 料 碎 矿 给 料 机 C4 块 矿 球 团 烧 碎矿平皮带 C2 矿 振 筛 C3 矿挡环皮带 C1 碎矿仓 汽车 结 16 如系统故障需要槽下人员现场操作时,必须按照上图箭头所指,启动时由流程的 最末端开始, 反向逐次启动, 下一级的设备运行不正常, 不允许启动上一级设备。 停止时应先停止最开端的设备,然后依次停止。例如:A 流程启动的顺序为 A1 -A2-A3。停止反向进行。C 流程启动的顺序为,C1-C2-C3-C4,停止的顺 序为 C4-C3-C2-C1。 三、高炉内型 高炉内型(见图 3—1, 表 3—1) d1 h5 (Vg Vg) Vg (Vu) V D h4 β h3 hu α d 风口中心线 h2 渣口中心线 Hf Hz h1 铁口中心线 ho 图 3—1 高炉内型 17 表 3— 1 炉 别 项 目 m 3 各高炉内型尺寸 1﹟、2﹟、3﹟、4﹟ 450 5400 6300 4400 1035 2700 1500 3100 2800 1400 10300 1670 19270 80°52'11" 84°43'49" 22.9 31.2 15.2 16.59 1.166 0.698 0.815 有效容积 Vu 炉缸直径 d 炉腰直径 D 炉喉直径 d1 死铁层高 ho 风口中心高 Hf 渣口中心高 Hz 炉缸高 h1 炉腹高 h2 炉腰高 h3 炉身高 h4 炉喉高 h5 有效高 hu 炉腹角 炉身角 炉缸断面积 A 炉腰断面积 B 炉喉断面积 C Vu/A D/d D1/d D 1/ d 炉缸容积 V1 炉腹容积 V2 炉腰容积 V3 炉身容积 V4 炉喉容积 V5 工作容积 Vg 风口数目 mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm α β m m m 2 2 2 m m 3 3 71 75.7 m m 3 3 43.6 234 m m 3 3 25.7 388 14 个 18 四、高炉冷却结构(见表 4—1) 表 4—1 各高炉冷却壁段数 冷却壁型 炉 别 1﹟ 、2﹟、3﹟、4 ﹟ 光 面 段 镶 砖 段 冷 却 板 炉底冷却形式 1~4 段 5~19 段 炉腰冷却板与各层 冷却板计 12 层 水冷 高炉主要阀门直径(见表 4—2) 表 4—2 各高炉主要阀门直径 阀 门 (m m) 炉别 1﹟ 、2﹟、3﹟、4 ﹟ ∮ 200 ×2 ∮800×2, ∮300 ×2 ∮1890 ∮1000 ∮450×1, ∮200×1 阀 炉顶放散 均压阀 均压放散 阀 煤气切 断阀 放风阀 调节阀组 ∮550×2 五、炉前设施工艺技术要求(见表 5—1) 表 5— 1 项 目 目 1﹟、2﹟、3﹟、4 ﹟ 1(个) 铁 口 数 目 1(个) 渣 口 数 铁罐位 3(个) 铁 罐 容铁 65(t) 渣 熔渣处理 底滤法水冲 5.1 撇渣器规格(见表 5—2) mm) 表 5—2 撇渣器尺寸 (mm) 高 炉 1﹟~4 ﹟ 砂口眼 小井高 小井下口 小井上口 过道梁宽 300×180 600 400×500 500×600 1400 10.1.1 铁口深度 1﹟、2﹟、3﹟、4﹟ 高炉正常铁口深度 10.1.2 流铁时间 1﹟、2﹟、3﹟、4﹟ 高炉正常流铁时间 5.2 渣口工艺技术要求(见表 10—3) 表 5— 3 名 直 长 称 径 mm 度 mm 大 套 二 套 1.6(m) 30 min ±5min 渣口规格 三 套 小 套 ∮内口 190 ∮外口 250 300 ∮内口 60、 ∮ 外口 73 130 ∮710 570 ∮内口 370 ∮外口 565 600 5.3 风口工艺技术要求(见表 5—4) 表 5—4 风口规格 项 目 风 口 大 套 风 口 二 套 风 口 小 套 19 直 长 径(mm) 度(mm) Ф606 1161 Ф370 350 Ф110、115、120 340 5.4 炉缸安全容铁量 炉缸安全容铁量 140 t ※六、主要产品是生铁,包括炼钢用生铁、铸造用生铁。 ※副产品是水渣、煤气和煤气灰、水冲渣余热。 炼钢生铁取样在炉前出铁场进行,每罐取一个铁样,罐中铁水少于 20t 的不 取样。 上下渣样齐全,均在渣流正常时取样,取样工作由高炉副工长负责 ※炼铁厂作业区:球团作业区、烧结作业区、煤粉作业区、高炉作业区、仓储作 业区 ※高炉使用铁料:烧结、球团、块矿、脱硫渣铁/脱硫钢渣 ※高炉使用燃料:焦炭、焦丁、喷煤 20 高炉节能综合利用流程图 图 3 高炉冶炼节能综合利用图 焦炭筛分 返焦 筛分 返焦粉 烧结和炉前 矿槽除尘灰 烧结使用 煤粉 鼓风机 富氧 铁料筛分 返矿 大喷煤 风口(合理布局) 入炉铁料 合理布料 焦丁(增加入炉焦丁量) 高 炉 冶 炼 入炉焦炭(降入焦比) 合理布料 高炉一均 煤气 助燃空气预热 热风炉烧炉 排空 烟道废气 煤粉制粉利用 高压调节阀组(提高高炉顶压) TRT 发电 降低生铁 Si(合格生铁) 炉前废弃金属物 重力和炉前除尘灰 废气浓盐水回收当水源 水冲渣 水冲渣余热 干渣 冬季供暖 做水泥 煤气总网 钢厂 钢厂 烧结 煤气用户 热风炉(高风温、高富氧) 图 4 高炉、热风炉水资源循环利用图 高炉、热风炉 循环水 冷却池 工业新水、软水 高炉冶炼原理、 高炉冶炼原理、工艺流程 高炉生产的工艺流程 在高炉炼铁生产中,高炉是工艺流程的主体。从其上部装入的铁矿石、燃料 和熔剂向下运动;下部鼓入空气燃烧燃料,产生大量的还原性气体向上运动;炉 料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程,最后生成 液态炉渣和生铁。它的工艺流程除高炉本体外,还有上料系统、装料系统、送风 系统、回收煤气与除尘系统、渣铁处理系统、喷吹系统以及为这些系统服务的动 力系统等。 (1)上料系统包括:贮矿场、贮矿仓(槽) 、焦仓(槽) 、仓上运料设备(皮 带机) 、矿石与焦炭的槽下筛分设备、返矿和返焦运输设备、入炉矿石和焦炭的 称量设备、槽下倒运炉料的皮带、将炉料运至炉顶的设备(料车、斜桥、卷扬机) 等等。 (2)装料系统包括:无料钟炉顶设备有:上、下(或左、右)料罐、上下密 封阀(左、右) 、上下料流控制阀、中心喉管、布料溜槽、旋转装置、探尺和液 压装置。此外,高压操作还有均压阀(一均、二均)和均压放散阀。 (3)送风系统包括:鼓风机、冷风管道、放风阀、混风阀、冷风闸板、热风 炉、热风阀、热风总管、围管直到风口。富氧鼓风时在冷风管道上设有环形送氧 管、在富氧管道上设有截止阀、快速切断阀、逆止阀、调节阀、流量和压力仪表。 加湿鼓风时在冷风管道上还有环形蒸气喷入管、 蒸气管道上设有截止阀、 调节阀、 湿度计及流量、压力表等。 (4)煤气回收与除尘系统包括:上升管、下降管、煤气切断阀、重力除尘器、 布袋除尘,高压阀组及其自动调节装置。 (5)渣铁处理系统包括:出铁场、泥炮、开口机、堵渣机、炉前吊车、铸铁 机、铁水罐、泥库、水渣沟、水渣池和干渣运输设备。 (6)喷吹系统包括:喷吹煤粉时有制粉机、煤粉仓、输煤设备及管道,高炉 喷煤罐、混合器、分配调节器、喷枪、压缩空气及安全保护系统。喷吹重油时有 卸油泵、贮油罐、过滤器、送油泵、调节稳压装置、喷枪、蒸气保温及吹扫装置。 喷吹天然气时有天然气管道、自动截止阀、压力表、流量表、安全阀、放散阀、 吹扫阀、流量调节阀等。 (7)动力系统包括:水、电、压缩空气、氮气、蒸气等系统。 电:包括高炉各系统的设备运输与控制、照明等双电源。 水:包括高炉本体(包括风、渣口)热风炉阀门冷却用的工业水、软化水的给排 水系统、铸铁机、煤气清洗系统、水力冲渣用的给排水系统,以及事故备用水源 与清洗水箱和水温升高时用的高压水设备。 此外,还有输送煤粉和动力用的压缩空气、防火防爆、休风时驱赶管道与设备中 残留煤气的氮气和蒸气以及保温用的蒸气等。 高炉内状况描述 高炉操作需要正确地掌握炉况。但是,实际上处于高温、高压下的炉内反应 是错综复杂的,无法通过仪表和直接观察而得到正确的反应过程和变化趋势。 依炉料的物理状态的不同,高炉内大致可划分为五个区域: (1)块状带:炉料仍保持装料初始块状态的分布区域。 (2)软熔带:由于加热和料柱重力作用的炉料呈半熔融状态即从开始软化到 熔化所占的区域,炉料烧结成为软熔层两层之间夹有焦炭层,多个软融层和焦炭 层构成完整的软熔带,其纵剖面可呈倒 V 形,V 形或 W 形等。 (3)滴落带:已熔化的渣、铁穿过焦炭层下落到风口下的炉缸区域。 (4)风口带:风口前燃料燃烧的区域。焦炭在燃烧的同时,被鼓风的高速气 流带动形成上、下回转的回旋区。其大小和鼓风动能有关,是高炉热能和气体还 原剂的发源地,也是初始煤气流分布的起点。 (5)炉缸区:是液态渣、铁的贮存区域,铁水也进行脱硫、渗碳等反应。 23
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