高爐煉鐵生產工藝流程及設備系統簡介

2021-01-17 一葉知秋雲

煉鐵工藝是是將含鐵原料(燒結礦、球團礦或鐵礦)、燃料(焦炭、煤粉等)及其它輔助原料(石灰石、白雲石、錳礦等)按一定比例自高爐爐頂裝入高爐,並由熱風爐在高爐下部沿爐周的風口向高爐內鼓入熱風助焦炭燃燒(目前鐵廠高爐也噴吹煤粉作為輔助燃料),在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣。原料、燃料隨著爐內熔煉等過程的進行而下降,在爐料下降和上升的煤氣相遇,先後發生傳熱、還原、熔化、脫炭作用而生成生鐵,鐵礦石原料中的雜質與加入爐內的熔劑相結合而成渣,爐底鐵水間斷地放出裝入鐵水罐,送往煉鋼廠。同時產生高爐煤氣,爐渣兩種副產品,高爐渣鐵主要礦石中不還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成,自渣口排出後,經水淬處理後全部作為水泥生產原料;產生的煤氣從爐頂導出,經除塵後,作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。

工藝流程

一、原料系統

槽上:燒結在槽上經篩分整粒後分為(5~13mm)和(13~50mm)兩級,然後分別裝槽待用。焦、礦槽並列布置在主皮帶一側,焦炭採用集中稱量,礦石採用分散稱量,焦炭與燒結礦在槽下篩分,球團、塊、雜礦等槽下不過篩。

槽下:槽下供料系統面向高爐進行上料,大部分是皮帶上料。

上料系統

二、爐頂系統

目前在用的高爐,有串罐及並罐形式。

1、組成

整個爐頂系統由擺動溜槽、上密封閥、均壓閥、均壓放散閥、料流調節閥、下密封閥、齒輪箱、布料溜槽、探尺、爐頂液壓站及甘油潤滑站、PLC控制系統等。該PLC能與原料PLC,上位計算機進行通訊。

2、 工藝流程

上料採用皮帶上料形式,爐頂採用PW新兩罐無鍾爐頂,單個料罐有效容積為80m3,料罐一次均壓採用半淨煤氣,二次均壓採用N2。正常操作時為一個罐布料(或卸料),另一個罐裝料,這種工作狀態在兩個罐中交替出現,且往復循環。

三、熱風爐系統

1、組成:三座或四座內燃式熱風爐(HS1-HS4)、管道、閥門、液壓站、控制系統等

2、燃料:高爐煤氣和轉爐煤氣混合後的煤氣 ,空氣

3、工作原理:先使煤氣和助燃空氣在燃燒室燃燒,燃燒生成的高溫煙氣進入蓄熱室內加熱格子磚,高爐送風時,再將鼓風機送來的冷空氣通過蓄熱式格子磚,將格子磚所積蓄的熱量帶走,冷空氣被加熱到所需的溫度進入高爐。

熱風爐系統運行時,各熱風爐將周期性的改變運行狀態,從「燃燒-悶爐-送風」或者從「送風-悶爐-燃燒」。

四、爐前系統

爐前出鐵設備主要有開口機、液壓炮、擺動溜嘴。

高爐設計四個出鐵口,每個鐵口分別設計一套開口機、液壓炮、擺動溜嘴。開口機將鐵口打開後退回,爐缸內渣鐵水經鐵口通道流入主溝,主溝中的鐵水通過渣鐵分離器分別流入渣溝和鐵溝,渣流通過渣溝流入INBA設備進行粒化制渣,鐵水經鐵溝流入擺動溜嘴,擺動溜嘴將鐵水分配到左右鐵水灌送至煉鋼。出鐵完後,液壓炮對鐵口進行封堵打泥,三十分鐘後,泥巴結焦封住鐵口液壓炮退回。

五、渣系統

目前大部分高爐是INBA法進行渣處理。

INBA法水渣處理工藝,是將渣水混合物經轉鼓脫水後由皮帶運出的處理辦法。高爐熔渣與鐵水分離後,經渣溝進入粒化池,經過粒化箱粒化頭噴出的粒化水激冷後,形成水渣,激冷時產生的蒸汽經過冷凝塔回收,水渣經過導渣管進一步粒化和冷卻後,流入轉鼓內的水渣分配器,然後均勻的分配到轉鼓內。轉鼓為一旋轉滾筒,其周邊配置金屬濾網和金屬支承網,轉鼓內還均勻分配若干帶濾網的軸向葉片。水渣轉鼓下半周處濾去部分水後,被葉片帶走,邊旋轉邊自然脫水。當轉鼓轉至上半周時,渣即落到伸入轉鼓內的運載皮帶上,經此皮帶送至渣場。水渣在轉鼓內脫除的水份全部經集水槽進入熱水槽,接著由再循環泵將水送至水站冷卻塔冷卻後再形成粒化水。所以水在封閉系統內循環不外排。轉鼓由液壓馬達或電機驅動,並經鏈條傳動。轉鼓旋轉過程中採用壓縮空氣和高壓水對其周邊連續清洗,以去除黏附和嵌入濾網的水渣。

六、煙煤系統

制粉:堆場的無煙煤或煙煤經過皮帶輸送機送到儲煤倉,儲煤倉的煤粉經過電子稱重式給煤機,根據設定的給煤量向磨煤機供煤,原煤被磨輥碾磨的同時,被升溫爐送出的乾燥氣或高爐送過來的循環煙氣乾燥,主排煙風機抽力把較細的煤粉帶入位於磨煤機上部的分離器。分離器把不合格的煤粉返回到磨盤再次碾磨,細度合格的煤粉隨乾燥氣經輸送管進入大布袋收塵器,然後進入振動篩通過排汙閥去除雜物,再經落煤管進入煤粉倉。

噴吹:煤粉進入煤粉倉的煤粉經流化及惰化後交替進入噴吹罐,通過衝壓閥對噴吹罐衝壓(1MPA至1.3MPA的壓力),期間由穩壓調節閥及流化閥對噴吹罐進行穩壓和流化,通過噴煤調節閥及噴吹主管調節閥調節壓力流量調節後,經噴吹主管和分配器進入高爐風口。

樣圖

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