【正文】 1 1 總論 設(shè)計(jì)依據(jù) 本設(shè)計(jì) 是根據(jù)下列文件的有關(guān)要求進(jìn)行編制的： 1） 中國 XX科技集團(tuán)有限公司的設(shè)計(jì)委托函。 2） XX冶金設(shè)計(jì)院有關(guān)初步設(shè)計(jì)。 3） 中國 XX科技集團(tuán)、相關(guān)廠家多次交流的多方意見。 4） XX集團(tuán)提供的相關(guān) 資料。 5）初步設(shè)計(jì)前雙方方案討論相關(guān)會(huì)議紀(jì)要。 總體要求 1) 本工程在紅線區(qū)域建設(shè)一座 2300m3高爐，設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn)量 ~260 萬噸 ，另外預(yù)留一座 2300m3高爐 的總圖位置 。 2）工程包括整個(gè)高爐系統(tǒng)的全部內(nèi)容。 3）高爐的一代壽命≥ 15 年；利用系數(shù)≥ 178。 d， 熱風(fēng)爐的一代壽命不小于 30 年，熱風(fēng)溫度為 12001250 ℃（ 焦?fàn)t 煤氣富化）， 1180℃（無煤氣富化）。設(shè)計(jì)最高風(fēng)溫 1310 度，焦比≤ 300Kg/tFe，煤比 按≥ 230 Kg/tFe 考慮，富氧率按 最大 15%考慮 。 4）自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用電控、儀控、計(jì)算機(jī)三電一體的三級(jí)計(jì)算機(jī)控制，即：基礎(chǔ)自動(dòng)化、過程自動(dòng)化、管理自動(dòng)化（預(yù)留接口）。自動(dòng)化水平達(dá)到國內(nèi)同類型高爐先進(jìn)、實(shí)用水平。供配電系統(tǒng)配置合理。 5）在滿足工藝、總圖等專業(yè)要求的前提下，盡量做到建筑美觀，建筑物、構(gòu)筑物應(yīng)技術(shù)先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、適用。 6） 高爐工程設(shè)計(jì)必須符合國家和地方政府有關(guān)環(huán)境保護(hù)、消防、安全、防火、抗震、職業(yè)衛(wèi)生等方面的法律、法規(guī)中的有關(guān)規(guī)定，滿足清潔生產(chǎn)的要求，污染物達(dá)標(biāo)排放。 設(shè)計(jì)原則及指導(dǎo)思想 1） 指導(dǎo)思想是： 采用成熟、可靠、實(shí)用、先進(jìn)的工藝技術(shù)及設(shè)備； 高起點(diǎn)、高質(zhì)量、高效益；延長高爐壽命、提高高爐效率。 2）高爐改造采用“精料、高壓、高溫、富氧、高噴煤”的冶煉工藝及相關(guān)的技 2 術(shù)裝備，以求全面實(shí)現(xiàn)“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽、環(huán)?！钡纳a(chǎn)目標(biāo)。 3）新建高爐的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、裝備水平和自動(dòng)化程度應(yīng)達(dá)到國內(nèi)同類高爐的先進(jìn)水平。 4）認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家有關(guān)政策、法規(guī)和行業(yè)政策，特別是環(huán)保、能源、安全衛(wèi)生、消防等政策和法規(guī)。 2300 m3高爐大修改造工程的基本方案 對(duì)于高爐主工藝技術(shù)路線，本設(shè)計(jì)在先進(jìn)、可 靠、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則上，根據(jù)燒結(jié)、焦炭熱裝熱送的 具體 要求 ， 以及今后可能的實(shí)際情況 ，制定的主工藝技術(shù)路線具體如下表： 序號(hào) 項(xiàng)目 技 術(shù) 方 案 1 槽下供料系統(tǒng) 礦焦槽獨(dú)立布置，燒結(jié)礦 分散篩分、分散稱量，焦炭分散篩分、集中稱量，小塊焦回收。 2 上料系統(tǒng) 大功率垂直提升機(jī) （帶平移） （預(yù)留 膠帶機(jī)上料 總圖位置） 3 爐 頂系統(tǒng) 高溫串罐 無料鐘爐頂 4 粗煤氣系統(tǒng) 重力 +旋流除塵器 5 爐體系統(tǒng) 強(qiáng)化爐型、磚壁合一薄內(nèi)襯結(jié)構(gòu)、全冷卻壁（鑄鐵 +銅 +鑄鋼 ）、聯(lián)合全軟水密閉循環(huán)冷卻，一代爐役 ≥15年 6 出鐵場系統(tǒng) 雙矩形出鐵場 3鐵口 7 鐵水運(yùn)輸 一罐到底 鐵水罐車 8 渣處理系統(tǒng) 2粒化槽 +2脫水轉(zhuǎn)鼓（冷法） +1干渣坑， 1水渣堆場 9 熱風(fēng)爐系統(tǒng) 3座頂燃式熱風(fēng)爐，轉(zhuǎn)爐煤氣富化，廢氣余熱回收，風(fēng)溫 1180~1250℃ ，壽命 30年。 10 噴煤系統(tǒng) 自主設(shè)計(jì)噴煤流程（達(dá)涅利柯勒斯型） 11 鑄鐵機(jī) 75m雙鏈 輥輪固定式 12 煤氣清洗系統(tǒng) 干法布袋除塵 3 13 TRT設(shè)施 1套干式 TRT，與鼓風(fēng)機(jī)共軸 14 鼓風(fēng)機(jī)站 1臺(tái)電動(dòng)全靜葉可調(diào)軸流式鼓風(fēng)機(jī)，型號(hào)： AV7115 15 通風(fēng)除塵設(shè)施 貯礦（焦）槽、出鐵場、原料轉(zhuǎn)運(yùn)站采用布袋除塵器。設(shè)通風(fēng)采暖設(shè)施 16 給排水系統(tǒng) 新建軟水、凈環(huán)水、沖渣水循環(huán)系統(tǒng)。 17 自動(dòng)化控制系統(tǒng) 三電一體化、二級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，預(yù)留管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 18 鐵路信號(hào)及 電訊設(shè)施 配置 鐵路信號(hào)及 電訊設(shè)施 設(shè)計(jì)中采用的新技術(shù)、新工藝 1）礦焦槽獨(dú)立布置，燒結(jié)礦 槽前分級(jí)、分散篩分、分散稱量，焦炭分散篩分、集中稱量，小塊焦回收。 焦炭中子測水及焦丁回收； 2） 大功率垂直提升機(jī)（帶平移） ； 3）高溫新型串 罐無鐘料爐頂； 4）高爐長壽綜合技術(shù)：適宜強(qiáng)化冶煉的矮胖操作爐型；磚壁合一、薄壁內(nèi)襯結(jié)構(gòu)；銅冷卻壁 + 鑄鐵冷卻壁 +鑄鋼冷卻壁 ；聯(lián)合軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)；陶瓷杯 +水冷炭磚爐底、爐缸結(jié)構(gòu)；采用高 導(dǎo)熱、微氣孔率優(yōu)質(zhì)炭磚； 5）大跨度矩形爐體框架、平坦化出鐵場； 6）寬敞的風(fēng)口平臺(tái)及鐵口側(cè)抽 +頂抽除塵方式； 7） IDE 冷轉(zhuǎn)鼓 + 干渣坑爐渣處理系統(tǒng)； 8）新型頂燃式熱風(fēng)爐； 9） 旋風(fēng)除塵器 10) 干法布袋煤氣除塵； 11) 三 機(jī)共軸 （ BPRT） TRT 回收爐頂煤氣余壓； 12) 全 PLC 三電一體化的二級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)； 13) 清潔生產(chǎn)技術(shù)。 4 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 在研究分析國內(nèi) 2300 m3級(jí)高爐原燃料條件和實(shí)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合 XX 燒結(jié)、焦炭熱裝熱送 的實(shí)情和現(xiàn)有高爐的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定了 2300 m3高爐的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下： 2300m3級(jí)高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 指 標(biāo) 名 稱 單 位 指 標(biāo) 備 注 高爐有效容積 m3 2300 年平均利用系數(shù) t/ 綜合燃料比 kg/tFe ?530 其中：焦比 kg/tFe ?300 煤比 kg/tFe ≥ 230 設(shè)備能力 260 爐頂壓力 MPa 設(shè)備能力 熱風(fēng)溫度 ℃ 1180~1250 設(shè)備能力 1310 富氧率 % MAX15 入爐風(fēng)量 Nm3/min ~4600 渣比 kg/tFe 360 熟料率 % 100 入爐礦品位 % ≥ 55 高爐年平均工作日 d/a 350 年產(chǎn)生鐵 104t/a ~240 年產(chǎn)水渣 104t/a ~103 含水率 20% 高爐煤氣發(fā)生量 105Nm3/h ~ 高爐一代壽命 a ≥ 15 熱風(fēng)爐一代壽命 a ≥ 30 5 高爐冶煉工藝 2300m3高爐采用“精料、高壓、高溫、富氧、高噴煤”的冶煉工藝及相應(yīng)的技術(shù)裝備，以求全面實(shí)現(xiàn)“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽、安全、環(huán)?！钡纳a(chǎn)目標(biāo)。 1) 精料：爐料結(jié)構(gòu)高堿度燒結(jié)礦 66% + 酸性球團(tuán)礦 34% ；綜合入爐品位TFe?55%；單位生鐵冶煉渣量 ~360kg。 2) 高壓：爐頂煤氣壓力 ，余壓回收發(fā)電。 3) 高溫：熱風(fēng)圍管風(fēng)溫 1180~1250℃，熱風(fēng)爐廢氣余熱回收預(yù)熱燃燒空氣和高爐煤氣（采用轉(zhuǎn)爐煤氣富化）。 4) 富氧噴煤：采用高風(fēng)溫 1180~1250℃、 最大 15%富氧、噴煤 230kg/tFe。 5) 優(yōu)質(zhì)：冶煉低硅（ Si?%）、低硫（ S?%）、高溫（ t?1500℃）生鐵。 6) 低耗：焦比 ?300kg/tFe。 7) 高產(chǎn)：高爐容積利用系數(shù) ?。 8) 長壽：高爐一代爐役（不中修） ?15年，熱風(fēng)爐一代爐役 ?30年。 主要技術(shù)方案 原燃料供應(yīng)系統(tǒng) 原燃料供應(yīng)系統(tǒng)年供料量（不含噴煤系統(tǒng)用煤）見下表。 原燃料品種及供料量 序號(hào) 原料名稱 日原料量（ t/d） 年原料量（萬t/a） 運(yùn)輸方式 1 堿性燒結(jié)礦 帶式輸送機(jī) 2 酸性燒結(jié)礦 帶式輸送機(jī) 3 雜礦 帶式輸送機(jī) 4 焦炭 73 帶式輸送機(jī) 合計(jì) 高爐燒結(jié)礦來自燒結(jié)車間 ， 焦炭 來自焦化車間， 雜礦 來自 原料場。 酸性 燒結(jié)礦 、堿性燒結(jié)礦分別來自 2燒結(jié)車間 的燒結(jié)機(jī)， 雜礦 來自 原料場 ， 6 接口位置在 礦石槽前轉(zhuǎn)運(yùn)站。酸性 燒結(jié)礦 、堿性燒結(jié)礦、 雜礦 分別送至 K10 K10K103 可逆輸送機(jī)，可分別給入 K10 K105 輸送機(jī)，運(yùn)至礦槽槽上，由 K10 K107單 側(cè)卸料車 分別卸入相應(yīng)的礦槽內(nèi)。 焦炭來自焦化車間， 接口位置在 焦炭槽前轉(zhuǎn)運(yùn)站。焦炭送至 J101 輸送機(jī)，運(yùn)至焦槽槽上，由 J102 雙 側(cè)卸料車 卸入焦槽內(nèi)。 K10 K105 輸送機(jī)頭部余料通過頭部溜管卸入槽下 返礦 輸送機(jī) 至高爐 返礦倉。 J101 輸送機(jī)頭部余料通過頭部溜管卸入槽下 返焦 輸送機(jī) 至高爐 返 焦 倉。 煉鐵工藝及設(shè)備 1) 高爐車間工藝布置 設(shè)計(jì)采用雙矩形出鐵場 3鐵口、擺動(dòng)流咀、 3座頂燃式熱風(fēng)爐、 提升機(jī) 上料、冷轉(zhuǎn)鼓爐渣處理等工藝措施，使車間布置緊湊 合理、原燃料供應(yīng)和渣鐵運(yùn)輸順暢、能源介質(zhì)輸送距離短，適應(yīng) 建設(shè)場地的要求。 2) 供上料系統(tǒng) 本高爐設(shè)計(jì)既能實(shí)現(xiàn)熱裝，又能實(shí)現(xiàn)熱裝。 上料采用料罐上料，料罐有效容積 55m3，每臺(tái)機(jī)車每次運(yùn)送 2個(gè)裝有相同物料的料罐。料罐送至提升工位后，用安裝在爐頂?shù)?160t 提升機(jī)龍門鉤鉤住料罐吊耳，隨后料罐以 50m/min 的高速上升，到一定的高度后再以 25m/min 的中速上升，接近提升高度時(shí)以 5m/min 的低速上升直至上升停止；接著轉(zhuǎn)入水平移動(dòng)，先以 50m/min的高速移動(dòng)，接近高爐中心線時(shí)以 5m/min 的低速移動(dòng)直至停止；最后是料罐沿高爐中心線作下降運(yùn)動(dòng)并將爐料卸入受料斗?？樟瞎薜幕爻踢^程與重料罐的上料過程呈逆向關(guān)系。 上料系統(tǒng)能力為：每批料 365 秒，理論最大上料能力為 批 /小時(shí)。 熱裝 ： 料罐經(jīng)燒結(jié)和焦化緩沖倉裝 入熱料 料， 經(jīng)過機(jī)車送至提升機(jī)下。 冷裝 ： 采用普通焦礦槽向料罐共料供料 ，經(jīng)過 機(jī)車牽引至提升機(jī)下。 焦礦槽并列分開布置。 燒結(jié)礦和焦炭在槽下進(jìn)行篩分，雜礦在槽下不過篩，礦石采用分散 +集中稱量，焦炭采集中稱量，設(shè)焦丁回收工藝。 7 焦、礦槽貯存時(shí)間表 序號(hào) 名 稱 數(shù) 量（個(gè)） 單槽有效 容積（ m3） 總有效 容積（ m3） 物料堆比重 (t/m3) 貯存時(shí)間 （ h） 1 堿性燒結(jié)礦槽 6 385 2310 2 酸性燒結(jié)礦槽 4 385 1540 3 雜礦槽 2 325 650 4 焦炭槽 6 410 2460 5 焦丁倉 1 70 70 6 粉焦倉 1 70 70 7 堿性返礦倉 1 100 100 8 酸性返礦倉 1 70 70 應(yīng)業(yè)主要求，本設(shè)計(jì)在爐頂及總圖上考慮了后續(xù)上皮帶上料的可能性。 3) 爐頂系統(tǒng) 高爐爐頂采用 高溫 串罐無料鐘爐頂設(shè)備，它具有良好的高壓密封性能，靈活的布料手段，能使高爐充分利用煤氣能，保持高爐順行；同時(shí)運(yùn)行可靠，易損部件少，檢修方便快 捷，有利于高爐實(shí)現(xiàn)高 產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、低耗和長壽。 爐頂工藝參數(shù) 爐喉直徑 φ8200mm 高爐利用系數(shù) ，設(shè)備能力 爐頂壓力 ，設(shè)備能力 爐頂 溫度 正常 600～ 750℃ ，瞬時(shí)高溫 900℃ （不超過半小時(shí)） 爐頂除塵風(fēng)量 ～ 700m3/min 爐頂配備緊湊式機(jī)械探尺和 雷達(dá)探尺，自動(dòng)探測料面。 4) 粗煤氣系統(tǒng) 粗煤氣系統(tǒng)主要由粗煤氣管道、重力除塵器 和旋風(fēng)除塵器 組成。粗煤氣管道由 8 四根上升管（φ 2500mm）、一個(gè)連通球（φ 6000mm）和一根下降 管（φ 3500mm）組成。粗煤氣管道和除塵器內(nèi)襯設(shè)計(jì)為 250mm 厚的噴涂料，其中耐火層為 120mm 重質(zhì)噴涂料，隔熱層為 130mm 輕質(zhì)噴涂料。 5) 爐體系統(tǒng) 爐體系統(tǒng)由鋼結(jié)構(gòu)、爐體冷卻設(shè)備、爐體水冷系統(tǒng)、內(nèi)襯及高爐附屬設(shè)備組成。 （ 1）高爐爐體結(jié)構(gòu) 爐體采用自立式大框架結(jié)構(gòu)， 出鐵場以下 框架 柱采用長方形結(jié)構(gòu)，框架 間距 32m179。 24m；出鐵場以上采用八字形結(jié)構(gòu)，框架間距由 32m179。 24m逐漸 縮至 20mx24m。 （ 2）高爐爐型 在分析研究國內(nèi)外眾多 2300 m3 高爐爐型的基礎(chǔ)上，結(jié)合 熱裝及原燃料條件以 及磚壁合一、薄 壁內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)確定采用適宜強(qiáng)化冶煉的矮胖操作爐型，其爐型尺寸如下： 序 號(hào) 名 稱 單 位 數(shù) 值 1 有效容積 Vu m3 2300 2 爐缸直徑 d mm 11000 3 爐腰直徑 D mm 12400 4 爐喉直徑 d1 mm 8200 5 死鐵層深度 h0 mm 2500 6 爐缸高度 h1 mm 4700 7 爐腹高度 h2 mm 3200 8 爐腰高度 h3 mm 1800 9 爐身高度 h4 mm 14600 10 爐喉高度 h5 mm 1800 11 有效高度 Hu mm 26100 9 12 爐腹角 ? 77?39’ ” 13 爐身角 ? 81?48’5 ” 14 Hu/D 15 鐵口數(shù)