鞍钢11号高炉大修改造采用的新技术

　　1概况鞍钢炼铁总厂11号高炉（有效容积2580m3）采用皮带上料、串罐式无料钟炉顶，设有烧结矿槽下筛分和焦丁回收入炉装置，德国DDS炉前液压矮炮及开口机，板壁结合的冷却设备，软水密闭循环系统，4座改造内燃式热风炉（煤气和助燃空气双预热）等由于高炉炉缸和热风炉破损比较严重，于2001年8月15日停炉进行了完善性大修这次大修采用了多项新技术、新工艺，如高炉烧结矿分级入炉、砖壁合一薄炉衬技术、法国SAVOIE公司陶瓷杯技术、轮法炉渣处理工艺高炉煤气余压发电技术霍戈文内燃式热风炉技术、软水闭路循环板式换热器、贮铁式主沟和摆动流嘴炉顶料面监控装置等高炉于2001年12月16日送风，经过这次大修，高炉的装备水平有了很大提高，采用的新技术在生产中发挥了较大的作用。

　　2采用的新技术、新工艺21烧结矿分级入炉善高炉透气性，是实现高炉精料的一个重要措施鞍钢炼铁总厂同济南中燃公司合作，在11号高炉上应用了XBSF100X420- 1型悬臂筛网振动筛，实现了烧结矿分级入炉。

　　现具有烧结矿粒度分级装置的高炉多采用槽前分级的方式，即专门设有粒度分级站将烧结矿石分为两组，分别运输、分别储存和备料入炉。由于受场地所限，11号高炉没有足够的空间和原料配置系统实施槽前分级入炉。大修后采用了槽后分级入炉技术，应用了新研制的二次谐振分级筛和大倾角提升机等设备，对原有矿槽进行了改进，实现了烧结矿在槽下边筛分备料，边分级储存槽后分级与槽前分级的区别：由专设分级站将两组粒度变为在槽下分大、中块和粉末3种粒度；由单一振动筛两次分粒变为分级筛一次分粒；设有分级一非分级状态的转化设备和程序。

　　烧结矿分级入炉工艺流程如所示。

　　冷烧结矿经过分级后，粒度均匀整齐，缩小了烧结矿上下限之间的粒度差，<5mm粉末筛除干净，改善了料柱透气性，有利于高炉顺行及技术经济指标的提高22余压发电技术余压发电技术可以高效地回收高炉炉顶煤气中的能量，消除减压阀组产生的噪音，且有利于稳定炉顶压力，降低炼铁工序能耗国内宝钢、武钢、酒钢等单位已采用余压发电技术鞍钢11号高炉本次大修选用了陕西鼓风机厂提供的成套装置，装置主机部分采用湿式轴流反动式全静叶可调膨胀透平，配10000kW无刷励磁同步发电机该系统与减压阀组并联，两个系统可实现快速自动切换，在切换过程中不会引起炉顶压力的波动，即TRT系统采用快切阀对现有的减压阀组改造后，高炉短时间休风时，发电机可作为电动机运行，正常情况下发电机与电网并行主要设计参数炉顶煤气压力：0.透平入口煤气量：370000m3/h；透平整体效率：83.年工作时间：7000h；透平入口煤气温度：55±主要设备TRT主机：为湿式轴流反动式全静叶可调二级膨胀机，由陕西鼓风机厂制造；发电系统：为全封闭内冷无刷励磁同步发电机；润滑系统：由润滑油站和输油管路组成；给排水系统：为防止透平积灰堵塞，设有连续或间断喷水装置；氮气密封系统：透平主机、调速阀紧急切断阀的轴封采用氮气密封；伺服系统：由动力油站和控制站组成；大型阀门系统：包括调速阀、紧急切断阀电动入口偏心蝶阀出口封闭液压插板阀等。

　　TRT装置工艺流程工艺流程图见23轮法炉渣粒化工艺将原有的底滤法冲渣改为轮法炉渣粒化工艺，同时保留余热水采暖循环小水池轮法粒化装置具有占地面积小，电耗低；适应能力强，当渣中带铁时，能正常工作；减少用水量；自动化程度高等优点。

　　轮法炉渣粒化装置是利用快速旋转的粒化轮来粒化熔渣，然后在完全封闭的状态下水淬熔渣，并使渣水分离主要设备包括流嘴粒化器、脱水器、横梁、水槽、集气装置、水渣罐和电动润滑装置等轮法冲渣工艺流程为：高炉熔渣经渣沟流至粒化器内，被高速旋转的粒化轮分割，粒化并被抛至粒化板上进行二次撞击冷却，然后落入脱水器内进行进一步冷却、脱水，脱水后的粒化渣通过溜槽由皮带输送至存渣场。

　　轮法炉渣粒化装置各项工艺参数见表表1轮法炉渣粒化装置工艺参数一天出渣次数炉渣平均处理能力，t/min炉渣*大处理能力，t/min处理熔渣温度渣水比冲渣水水量，t/h冲渣水水压，MPa补充新水量，t/h 24砖壁合一的薄内衬结构，合理的“矮胖”操作炉型高炉本体采用无凸台全冷却壁冷却，共设16段冷却壁，1~5段为光面冷却壁，6r16段为镶砖冷却壁。冷却壁的镶砖采用砖壁合一冷镶式，镶砖厚度为150mm，镶砖为间隔式，第610段（炉腹、炉腰炉身下部）冷却壁镶砖一层为SiAlON结合SiC砖，一层为烧成微孔铝碳砖；第11~ 13段（炉身中部）亦为间隔式，即一层S3%结合SC砖，一层为烧成微孔铝碳转；第1令16段（炉身上部）镶浸磷酸高铝砖H4段冷却壁材质为HT350，5~16段为QT400-206-16段冷却壁采用软水闭路循环冷却。高炉炉腹以上进行了喷涂，喷涂厚度为100mm，其中10~16段和6~9段分别采用了北京瑞尔公司的RL80和RL60喷涂料薄内衬砖壁合一技术取消了冷却壁凸台，易形成稳定而平滑的操作炉型，节省了耐火材料，减少了砌筑工程量11号高炉本次大修前后炉型尺寸变化情况见表2.表211号高炉大修改造前后炉型尺寸变化名称大修前大修后炉缸直径，mm炉腰直径，mm有效高度，mm死铁层高度，mm炉缸高度，mm炉身高度，mm炉腹角炉身角高径比铁口数，个渣口数，个本次大修降低了炉身、炉喉高度，增加了炉缸高度，炉缸直径、炉腰直径和炉喉直径相应扩大，形成合理的“矮胖”操作炉型，有利于高炉强化冶炼和稳定作业；炉身角、炉腹角相应缩小；以改善炉身下部区或的件和炉腹区域的挂渣条此件，有利于高炉长寿；加深了死铁层，以减小环流对炉缸、炉底内衬的侵蚀，有利于延长高炉寿命。25采用了法国陶瓷杯结构及新型优质的耐火材料砌筑炉缸11号高炉停炉前，炉缸水温差长期偏高，成为高炉强化冶炼的一大隐患，因此在本次大修中，加大了对炉缸炉底的投入，采用了法国SAVOIE公司的陶瓷杯结构。该种陶瓷杯因具有良好的抗渣铁侵蚀性能和低导热性而闻名于世界，目前己有多座采用法国陶瓷杯的高炉一代寿命达到15年。采用大型预制件陶瓷杯与大块碳砖除了可以延长炉缸寿命，还可以缩短施工周期。在陶瓷杯周围和高炉炉底采用优质耐火材料，炉底4层满铺碳砖，环砌6层BC-7S微孔碳砖，2层BC-5M-1碳砖，铁口采用BC-8SR超微孔碳砖，风口采用棕刚玉预制件组合砖。

　　26炉前采用贮铁式铁沟和摆动流嘴11号高炉过去采用半贮铁式主沟、多罐位、多流嘴出铁，存在着耐火材料消耗多、炉前劳动强度大等缺点，在本次大修中，对东西出铁场进行了改造，设了第三铁口及南出铁场，取消了渣口，采用了矩形出铁场和贮铁式主沟，设了3台摆动流嘴。贮铁式主沟由于沟内可贮存一定深度的铁水，使铁水流不能直接冲击沟底，延长了主沟使用寿命。摆动流嘴装置由一个长5m的铸造件溜槽和一套传动机构组成，将铁沟流出的铁水分别导向两侧的铁水罐中，溜槽正常摆动角度为14. 8~16.4°，*大摆动角度为25= 27引进了霍戈文内燃式热风炉技术本次大修中引进了霍戈文内燃式热风炉技术，己完成2号热风炉改造，并将陆续对1号和3号热风炉进行改造采用了悬链线拱顶“眼睛型”燃烧室、矩形陶瓷燃烧器、自立式燃烧室隔墙结构和合理的内衬砌筑结构等技术改造后的热风炉结构与技术性能见表3 28板式换热器原11号高炉软水闭路循环冷却泵站的冷却器为卧室空冷器，卧式空冷器自然通风能力差，冷却效果不理想，己不能满足生产需要，需更换新的冷却器。本次大修中，采用了四平市巨元换热设备有限公司的BR系列板式换热器，共设置了5组表3改造后的热风炉结构与技术性能项目参数热风炉全高，m热风炉高径比燃烧室形式拱顶形式全脱开悬链线拱顶燃烧室断面积，m2燃烧器形式矩形陶瓷燃烧器蓄热室断面积，m2格子砖高度，m格子砖型七孔砖格子砖加热面积，m2热风炉加热面积，m2板式换热器。板式换热器具有热损失小、热效率高、结构紧凑、占地面积小操作灵活、安装清洗方便以及使用寿命长等优点，适合于液一液型换热。板式换热器由板片、密封垫、压紧板、上下横梁支架等主要零件组成板片和密封垫是板式换热器的重要元件，板片是由不锈钢薄板或其它金属板压制而成的，板式换热器是由一定数量人字形波纹金属板片组合而成的。热流体和冷流体分别由上下角孔进入换热器并相间流过奇偶板间通道，然后分别从下、上角孔流出换热器（如所示），密闭循环系统所携带的热量经板式换热器传给冷却塔29炉顶料面监测装置高炉是一个连续生产的密闭体，目前高炉操测到高炉布料时炉内的各种情况，本次大修引进（下转第13页）原堆料面上大面积的硬质合金带不仅堆焊工艺复杂，而且易产生热应力和裂纹改挡料环后，既简化了工艺，又保证了堆料面能积存少量料，避免了落料直接冲刷磨损钟体的堆料面。

　　密合面与堆料面之间的圆弧过渡可以部分消化密合面的热变形，起到波纹膨胀的作用，从而减轻了密合面的变形，保证了钟、斗的良好密封。

　　7结语改进后的大钟在多座高炉上应用后，延长使用寿命的效果比较明显，为炼铁总厂挖潜、增效、降成本起到了一定作用。

　　（编辑孙永方）械学院冶金机械专业，现工作于鞍钢集团新钢铁公司炼铁总厂设备部（114021）鞍钢11号高炉炉缸炉底是继4号高炉之后，又一座在借鉴国外陶瓷杯技术的基础上，采用自焙碳砖加莫来石刚玉砖复合砌筑的新型结构形式。经过5年零11个月的生产运行，破损十分严重，主要表现为刚玉莫来石砖被渣铁熔蚀自焙碳砖疏松粉化、焙烧收缩和渗铁与4号高炉相同，虽然破损形式与以往有所区别，但从整体来看，这种结构在11号高炉上的应用并没有达到预期效果，一些新的问题还需进一步研宄和解决（编辑孙永方）学钢铁冶金专业，现于鞍钢集团技术中心冶金工艺研宄所从事大高炉冶炼和高炉长寿的研宄工作（114001）（上接第9页）了炉顶料面监测装置操作人员可以通过该装置直观地观测到炉内装料情况，料面高度、形状、下料情况，中心和边缘煤气流分布以及布料溜槽的使用情况该装置结合十字测温，可以准确的判断出高炉内煤气流分布的状况，在炉况不顺时，可掌握炉内崩料的实际状况和产生管道的具体位置，以便高炉操作人员及早采取相应措施进行布料调整。

　　3结语鞍钢11号高炉在本次大修改造中采用了许多国内、外先进技术，这些成熟、适用的技术将为高炉生产实现优质、低耗、长寿、高效的目标奠定基础高炉开炉顺利，2002年3月，利用系数己达到2136t/（m3.d），入炉焦比381kg/t，生产情况良妊（编辑孙永方）钢铁冶金专业，现于鞍钢新钢铁公司炼铁总厂从事炼铁工艺研宄（114021）