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炼铁(高炉)工程

炼铁(高炉)工程

炼铁是在高炉内进行还原反应过程,炉料-矿石、燃料和熔剂从炉顶装入炉内,从鼓风机来的冷风经热风炉后,形成热风从高炉风口鼓入,随着焦炭燃烧,产生热煤气流由下而上运动,而炉料则由上而下运动,互相接触,进行热交换,逐步还原,最后到炉子下部,还原成生铁,同时形成炉渣。积聚在炉缸的铁水和炉渣分别由出铁口和出渣口放出。
由铁的生产过程可知,高炉除了炉本体系统,还包括了热风炉、上料、炉顶、炉前、喷煤、冲渣、给排水、除尘系统等。其中各系统的工艺流程如下:
1.本体
高炉本体是利用铁矿石作原料生产铁水的主要设备,铁水是转炉炼钢的主要原料,它主要包含了炉基,炉壁,炉喉冷却系统等,且都是利用循环水来冷却的。通过在各个点设置的仪表系统进行测量,上传到上位机进行监测及运算。
2.热风炉
热风炉的作用是给高炉提供热风,是炉内反应的必备条件。高炉热风炉采用4个内燃式,2个顶燃式热风炉作为预热炉加热助燃空气,同时高炉煤气和助燃空气还通过换热器进行预热。热风炉是用各种特殊材料建成,在加热期间,也被称为“燃烧”状态,高炉煤气和大量的助燃空气混合燃烧,热气到达炉顶,使热风炉被加热,废气从热风炉烟道排出。当热风炉被加热到一定温度时结束燃烧状态,然后准备向高炉提供热风,也就是准备换到“送风“状态。在送风期间,冷风反向吹进。 热量传递给流过的空气,被加热的空气也称作热风,通过环管送入高炉。正常生产时,4个热风炉循环送风,一般为2个同时送风,其余2个为燃烧或闷炉状态,这样就能满足为高炉提供连续热风的要求。 自动化系统可实现对炉子的各个阀门的控制,监控炉子的各种状态及在各种状态之间进行无扰切换。
3.上料
上料系统由料仓、输送、给料、排料、筛分、称量等设备组成。根据冶炼工艺要求,把矿、焦等原燃料配成一定重量和成分的“料批”,然后通过上料运输设备送至炉顶。
烧结矿、球团矿、块矿、杂矿、熔剂、焦炭等原、燃料通过供料系统的胶带机运送至供料转运站。高炉料仓仓上布置带卸料车的配仓胶带机,胶带机在供料转运站内受料后将原、燃料通过卸料车装入料仓内。再由料仓下的振动筛按设定的程序筛到胶带机上,再送到汇总料仓里,然后经上料小车或胶带机送到炉顶。
4.炉顶 
炉顶系统采用无料钟炉顶装料设备。炉顶系统,它包括:上料料罐、垂直探尺、氮气系统、喷水降温系统、水冷气密箱、液压站及部分单个阀的控制。
料罐装满后 关上密→开一均阀均压→探尺到值班室规定料线具备放料条件提尺至“0”尺→关一均阀→开二均阀补充压力,均压好后关二均阀→开下密阀→下密开后,启动布料溜槽并找到角度→开节流阀至设定角度放料。在放料结束后判断实际放料时间与设定时间的差值,根据差值修正下一罐节流的开度设定值→料空信号来后→关节流→关下密→停止溜槽转动→放尺探测料线→料罐根据设定开放散阀放压力(打不开放散,开事故放散)→压力放空后开上密,等待装料。当皮带上的料进入料罐后,关上密→翻转换向给料器以备装下一罐料→上密关好后开一均阀均压等待料尺到来信号。 
5. 喷煤
喷煤的作用是代替燃烧的焦炭增加热量,以降低焦比,强化冶炼。它就是把原煤(无烟煤、烟煤)经过烘干、磨细、用氮气输送,将煤粉通过喷煤枪从高炉风口直接喷入炉缸的生产工艺。喷煤系统工艺部分由以下系统组成,即原煤储运系统、煤粉制备系统、煤粉干燥系统和煤粉喷吹系统。
1、煤粉制备系统
采用大型中速磨煤机制粉,高效布袋一级收粉工艺。磨细的煤粉由热烟气携带通过上升管道直接进入到煤粉收集器,在其内进行气固分离,煤粉通过积灰斗下面的卸灰阀均匀地卸到煤粉仓中,尾气经布袋过滤后排入大气。在系统末端设置排粉风机作为整个系统的动力源。排粉风机出口设置消音器,以减小系统的噪声污染。 
2、煤粉干燥系统
由煤粉干燥混风炉、高炉煤气管道、焦炉煤气管道、助燃空气管道、热风炉废气管道、放散管道、干燥剂管道、废气引风机、助燃风机和各种阀门组成。混风炉以高炉煤气作为主要燃料,焦炉煤气用于保温、稳燃、点火和伴烧。设有自动点火和火焰监测装置,当混风炉熄火时,自动关闭高炉煤气、焦炉煤气供气管道及助燃风机并报警。 
3、喷吹系统
采用3个喷煤罐交替进行喷吹、装煤、待喷作业,设置煤粉流量计和调节阀。喷煤的倒罐操作、喷吹操作、停止操作、吹扫操作、事故停止操作均为程序自动控制。  
6. 炉前 
炉前系统主要为出铁口设备,每个铁口对应一套泥炮机,一套开口机,一套沟盖机。由液压系统控制。 
7. 冲渣 
冲渣系统采用环保型炉渣处理技术,实现蒸气全回收,冲渣水循环使用,减少二氧化硫、硫化氢排放量和水量消耗。
8. 给排水 
给排水系统是给本体、热风炉等岗位提供冷却水,工业水的作用。它包括:炉体及热风炉软水系统,炉体及热风炉除盐水密闭循环系统,工业水高、中、低压净环系统,加药系统。
9. 差压发电(TRT)
TRT是利用高炉出口煤气中所蕴含的压力能和热能,使透平膨胀机作功,将其转化为机械能,驱动发电机发电的一种能量回收装置。从而达到节能、降噪音、环保的目的,是一种节能环保装置。TRT系统主要分为主煤气系统、润滑油系统、动力油系统、氮气密封系统和循环水系统等几个系统。高炉产生的煤气,经旋风除尘器,干法除尘后,进入TRT系统。通过机壳导流使气体转成轴向进入叶栅,气体在静叶栅和动叶栅组成的各自独立的流道中不断膨胀做功,压力和温度逐级降低,并转化为动能作用于工作轮(即转子及动叶片)使之旋转,工作轮通过联轴器带动发电机一起转动而发电。
10. 除尘系统 
高炉的除尘系统,包括了旋风除尘,干法除尘,料仓除尘,炉前除尘。 
高炉出铁的同时产生大量煤气,高炉煤气沿上升管到达五通球,沿下降管进入旋风除尘系统。旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力,将粉尘从气流中分离出来。
煤气经旋风除尘后,必须进一步净化,才能达到要求。这样煤气还要经过干法除尘。干法除尘适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。
除尘器的配套设施包括:净煤气支管眼镜阀、净煤气支管碟阀、荒煤气支管眼镜阀、荒煤气蝶阀、气动卸灰阀门、振打装置、清堵装置等。 反吹清灰选用定压差反吹或定时脉冲反吹操作方式。反吹气体采用氮气或加压净煤气。灰尘堆积在除尘器底部,除尘器下端有气动球阀与清灰系统相连,系统末端接大灰仓。 
炉前除尘和料仓除尘也是利用布袋除尘,原理同干法。
高炉主要设备以变频器控制,连接到上位机等自动控制系统。能够实现各设备的联锁控制、运行状态监控、故障信息报警、历史数据查询、历史趋势查询、报表打印等功能。





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