【正文】 法。國內(nèi)現(xiàn)有的串罐軟連接方式很難滿足計量精度要求，為此設(shè)計出了三罐串聯(lián)的硬連接噴吹系統(tǒng)。圖72為硬連接的工藝簡圖。將原有的下罐分成兩段，形成了中間罐和下罐，中間罐與下面的噴吹罐為硬連接，在上罐設(shè)１臺電子秤，中間罐與下罐共用１臺電子秤，上罐的秤用來準(zhǔn)確計量噴吹煤粉總量，中間罐與下罐的秤用來連續(xù)計量單位時間的噴煤量，從而可實現(xiàn)噴煤量的準(zhǔn)確計量與連續(xù)計量。 圖72 硬連接工藝噴吹系統(tǒng)由3個串聯(lián)罐組成，上罐9是稱量罐，接收煤粉，并稱量。上罐在倒罐時將煤粉供給中間罐。中間罐4接受從上罐來的煤粉，在倒罐時及時將煤粉供給下罐1，并與下罐一起在噴煤過程中計量單位時間的噴煤量。中間罐是確保連續(xù)噴吹的重要環(huán)節(jié)。下罐接受中間罐來的煤粉，并通過下部的混合器均勻、連續(xù)地將煤將煤粉噴入高爐。中間罐與上罐以及上罐與煤粉收集倉之間采用軟連接，中間罐與下罐間采用剛性連接，在兩段之間裝一個球閥（稱為底料閥或底閥）。下罐也稱為底料器，其容積只要能滿足倒罐時間內(nèi)的噴粉量即可。當(dāng)中間罐的煤粉降到與底料器的容積相當(dāng)時，即關(guān)閉底料閥2，將中間罐卸壓零，進(jìn)行常壓倒罐。中間罐的粉位是否降到位，可通過中間罐的電子秤或料位計的指示來判斷，即使判斷不準(zhǔn)確也不會影響總的計量精度。硬連接計量具有以下優(yōu)點：1）計量不受噴吹工藝的影響，電子秤本身的精度基本上代表了噴吹計量精度；2）計量工藝簡單，故障少，運行可靠；3）消除了軟連接本身引起的故障；4）在常壓下進(jìn)行倒罐，下粉順暢，可以用標(biāo)準(zhǔn)球閥取代鐘閥，從而減少了故障，延長了使用壽命；5）底料閥為球閥，密封性好，可帶粉開閉；6）上罐實際上是個常壓粉倉，結(jié)構(gòu)輕便。 煤粉流量的測量與控制煤粉量的精確計量，對降低系統(tǒng)的燃料比，提高噴煤技術(shù)有重要意義。高爐冶煉采用煤粉燃料代替部分焦炭所能取得的效果，在很大程度上取決于對煤粉燃料的數(shù)量的控制。只有實現(xiàn)準(zhǔn)確的連續(xù)測量，才能有效調(diào)節(jié)煤粉在多個風(fēng)口的噴入量。因此，自動檢測煤粉料流的運動參數(shù)是非常重要的。能實現(xiàn)對噴吹煤粉的準(zhǔn)確計量乃至控制，也就是向高爐操作人員提供了另一個有效的調(diào)節(jié)手段。煤粉流量的測量方法有：（1）重量法。重量法是將噴吹混合物分解為煤粉和凈空氣，然后分別確定煤粉的數(shù)量和空氣的消耗量。重量法可以保證實際需要的測量精確度。它的缺點是經(jīng)常觀測儀表，要浪費大量的人力，且對所得結(jié)果還必須進(jìn)行處理，對于料流粉塵濃度的變化也沒有連續(xù)記錄。（2）光電法。光電法用于檢測粉塵濃度不大的氣流。其原理是：色光在通過被檢測介質(zhì)時被部分吸收，氣固兩相流中固相物濃度越大，吸收量就越大。此方法的缺點是，光學(xué)系統(tǒng)易被污染從而妨礙工作。另外，測量結(jié)果依賴于粉塵的分散性及其礦物組成，而且由于粉塵在濃度高到一定程度時會將色光全部吸收掉，因此存在著一個測量上限。（3）放射線法。放射線法可用于測量大量粉狀物質(zhì)的流量，適于高噴吹率情況下的檢測。射線源和接受器安裝于煤粉流經(jīng)的管道內(nèi)兩側(cè)，射線源發(fā)射強(qiáng)度一定時，接受器接受的射線強(qiáng)度隨煤粉濃度的增加而減小，因而可以用來測定被檢測煤粉流的濃度。由于煤粉流中的水分同樣影響接受器接受到的射線強(qiáng)度，因而煤粉和載氣含水量的波動對測量精度影響很大。同光電法一樣，射線法也有一個測量上限，在煤粉濃度很高時，接受到的射線強(qiáng)度很弱，信噪比過低，因而給信號處理帶來困難。 高爐噴煤爆炸的條件煙煤是易爆物質(zhì)，且其著火點很低．爆炸性強(qiáng)，所以在整個制煤．噴煤系統(tǒng)中，必須采用嚴(yán)密和嚴(yán)格的防爆措施，以確保系統(tǒng)安全生產(chǎn)。引起煤粉爆炸的主要因素是：（1）容器內(nèi)氧濃度越高，越有利于煤粉燃燒，爆炸力越大。控制氧含量即可控制助燃條件，即控制煤粉爆炸的條件。因此，噴吹煤粉時，必須嚴(yán)格控制氣氛中的含氧量。（2）一定的煤粉懸浮濃度。經(jīng)試驗表明煤粉懸浮度達(dá)到一定值時，才可能發(fā)生爆炸，這是由煤粉的組成氣體里面的含氧量而改變。這些數(shù)據(jù)需有試驗獲得。（3）煤粉溫度達(dá)到著火點。煙煤煤粉沉積后逐步氧化．升溫以及外來火源郡是引爆條件，徹底消滅火源．即可排除爆炸杓可能性。三個要素都具備時，就會發(fā)生爆炸。在生產(chǎn)中，粉塵濃度是難以控制的。溫度也難以降得太低．只有氧濃度易于控制。 高爐噴煤設(shè)施制粉系統(tǒng)設(shè)計中的安全制粉系統(tǒng)中主要的危險因素是溫度過高、氧濃度過大和煤粉濃度過大 。在設(shè)計中圍繞這三個危險因素進(jìn)行了具體分析研究。A 嚴(yán)格控制系統(tǒng)中的介質(zhì)溫度 制粉系統(tǒng)中，溫度過高是爆炸的主要原因。故在制粉過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制溫度，嚴(yán)禁溫度過高，超出爆炸的限定溫度。也應(yīng)該防止溫度過低，應(yīng)該讓其溫度保持在一個合理的反問內(nèi)。在一些鋼廠的設(shè)計煤種條件下，磨機(jī)出口溫度控制在80 ~90 ℃。 B 嚴(yán)格控制氧濃度 嚴(yán)格控制含氧量，讓其含氧量始終保持在安全的濃度范圍內(nèi)。鋼廠的高爐噴煤設(shè)計中采用熱風(fēng)爐廢氣作為干燥、輸送介質(zhì)，熱風(fēng)爐廢氣的氧濃度在1%以下，設(shè)計中要 求整個系統(tǒng)的氧濃度小于10% 系統(tǒng)在負(fù)壓下操作，這樣內(nèi)部的煤粉不容易泄漏出來，產(chǎn)生有爆炸危險的“云團(tuán)”的可能性也就相對減小，但負(fù)壓運行也有一個問題，即設(shè)備的漏風(fēng)率難于控制，這是控制系統(tǒng)氧濃度的一個難點，因此，設(shè)備的漏風(fēng)率是設(shè)備選型和定貨中爭論的熱點之一。選擇密封性能良好的設(shè)備；簡化系統(tǒng)，減少系統(tǒng)中的設(shè)備，降低系統(tǒng)負(fù)壓。這三個方面都和工藝設(shè)備的先進(jìn)性有密切關(guān)系。設(shè)備的密封性自不待言，也和工藝管道的布置有關(guān)。為此，我們在設(shè)計中對送粉管的布置也很重視。鋼鐵廠高爐送粉管道每根長近80 m, 為了布置方便 ，減少彎頭，首先要求重型機(jī)器廠將 RP 783中速磨煤機(jī)的四個出口改為一個出口，這樣在管道布置時就簡化了許多。 C 減少不必要的煤粉堆積，在煤粉濃度高的地方要加強(qiáng)監(jiān)測和保護(hù) 爆炸性和其濃度關(guān)系很大，當(dāng)其濃度小到一定程度后幾乎沒有爆炸性。煙煤煤粉的爆炸下限濃度為41～57 g／m。故應(yīng)當(dāng)讓煤粉盡量不要囤積在一起，保持一個安全的煤粉濃度，防止爆炸的發(fā)生。且應(yīng)當(dāng)合理安排布局。據(jù)調(diào)查 ，朝陽電廠、沙嶺子電廠的布置方式基本是水平的，當(dāng)然，噴煤設(shè)施送粉總體方向是向上的，這一點和 電廠是有區(qū)別的，但包鋼高爐的噴煤設(shè)施中送粉管道的這段傾角也小于規(guī)范規(guī)定的45度。這些設(shè)計中， ～ 0 m左右[20]。綜合考慮， m( VGL +) 。這樣做的優(yōu)點是：為磨煤機(jī)的檢修留出了更寬裕的空間，為以后吊車的定貨爭取了主動；提高了石子煤出口的標(biāo)高 ，為石子煤皮帶機(jī)的布置提供了方便。 應(yīng)當(dāng)讓系統(tǒng)中的溫度和一氧化碳量保持在安全的范圍內(nèi)，如果這兩者超出范圍，系統(tǒng)中的監(jiān)測設(shè)備就會立即報警，并且沖入氮氣，故生產(chǎn)過程中氮氣系統(tǒng)一定要可靠。 高爐噴煤系統(tǒng)的安全措施 實際生產(chǎn)中應(yīng)該采用一系列必要措施，防止煤粉爆炸的發(fā)生。防止煤粉爆炸的安全措施可以從以下幾方面考慮：（1）在系統(tǒng)中應(yīng)裝備監(jiān)控溫度，氧濃度和一氧化碳濃度的肪火防爆裝置，嚴(yán)格控制這三項指標(biāo)．當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到或超過設(shè)定的警戒值時，就必須自動充氮氣或緊急停機(jī)。（2）高壓噴吹系統(tǒng)盡可能采用輸送煤粉和氮氣充壓。（3）在煤粉倉、中間罐和噴吹耀下部錐體部分設(shè)流化板．使煤粉充分流化，以盡量避免倉、罐壁積粉發(fā)生煤粉自燃，引起爆炸。（4）停噴時間較長時，應(yīng)用氮氣清掃干凈。（5）在混合器至高爐輸煤管道上均應(yīng)安裝自動切斷閥．當(dāng)噴吹壓力低于規(guī)定值時，該閥便自動地切斷管路。（6）在中間罐和噴吹罐體側(cè)面或頂部應(yīng)設(shè)置安全肪爆膜。防爆膜材料和厚度應(yīng)根據(jù)爆破試驗結(jié)果確定。一般防爆膜為1~2mm厚的鋁板或銅材料作成。（7）布袋除塵器采用小景點針刺氈：（8） 制粉和噴吹部位，其火災(zāi)危險性按乙類設(shè)計說明建筑物耐火等級為二類。（9） 噴吹罐和噴煤管道采取接地措施，防止靜電積累。（10）噴吹罐充壓及流化均采用氮氣；（11）煤粉倉流化采用氦氣，并設(shè)有cO及0：檢測和充氮保護(hù)裝置；（12）防靜電措施：設(shè)備、管道之間導(dǎo)線連接并可靠接地；（13）當(dāng)噴吹罐工作壓力低于下限時自動切斷F煤閥。（14）所有閥門在事故斷電時，均能向安全方向切斷。（15）噴吹控制系統(tǒng)設(shè)有UPS不間斷電源。結(jié)語高爐設(shè)計歷經(jīng)歷史數(shù)十年，卻是一直不斷改進(jìn)與發(fā)展并深受人們的課題。我國高爐自60年代開始發(fā)展，經(jīng)過了幾十年的不斷努力，取得了許多的技術(shù)進(jìn)步，噴煤設(shè)備和技術(shù)也經(jīng)歷了更新?lián)Q代的發(fā)展。通過本次對淄博地區(qū)1800m^3高爐粉煤系統(tǒng)的設(shè)計，更加深刻的了解到煉鐵生產(chǎn)的不易，以及在技術(shù)不斷發(fā)展的過程中人們所付出的努力。隨著世界生產(chǎn)水平的不斷提高，高爐噴煤技術(shù)也需要不斷進(jìn)步。我們不僅僅要依靠國外的一些先進(jìn)技術(shù)，更要艱苦奮斗，不斷創(chuàng)新，不斷的改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，把國外的那些技術(shù)為我們所用，兩者結(jié)合起來，我相信我國的高爐噴煤技術(shù)會取得更大的進(jìn)步。雖然目前噴煤工藝已有很大發(fā)展進(jìn)步，但仍然有很多問題和不足需要改進(jìn)和研究，需要我們的一些工作者們不斷地努力。 參考文獻(xiàn)[1] 郭鳳梅，淺談鋼鐵行業(yè)的發(fā)展趨勢[J]，武漢：武漢科技大學(xué)，430081 [2] 彭呈祥，盧致誼. 高爐煉鐵[J],江西冶金，175 [3] 楊天鈞，中國高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展[J]，中國冶金， [4] 馮之東，沙鋼克萊德高爐噴煤的工藝優(yōu)勢與技術(shù)進(jìn)步[D] 江蘇大學(xué)，2012 [5] 馮繼波，我國高爐噴煤技術(shù)的發(fā)展[J]，山東冶金 [6] ZHOU Chunlin。 LIU Chunming。 SHA Yongzhi ,Process Optimum and System Improvements of BF Coal Injection[J] Iron and Steel2009[7] 那樹人，煉鐵計算[J]，北京，冶金工業(yè)出版社，2005[8] 周傳典．高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊[M]，北京：冶金工出版社，2002，8：314．[9] 萬清國，煉鐵設(shè)備及車間設(shè)計[M]，冶金工業(yè)出版社，[10] 劉克顯，王玉濤，高爐煤粉噴吹系統(tǒng)的動態(tài)辨識．東北大學(xué)學(xué)報[J]，自然科學(xué)版，2001[11] Dynamic steam inerting system for a ball tube mill pulverizing subbituminous coal[J] 1980 8, Page212226[12] 郝素菊，蔣武鋒，方 覺．高爐煉鐵設(shè)計原理[M]．冶金工業(yè)出版社[13] Conserving energy resources with the injection of pulverized coal and natural gas into the hearth during pigiron smelting[J], 1986 12, Page428430[14] 鋼鐵廠工業(yè)爐設(shè)計參考資料 (上冊)[M][15] 黃標(biāo)．氣力輸送[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984，1，6[16] Factors limiting the injection of pulverizedcoal fuel on blast furnaces[J] Volume34, Issue3 , 1990 3, Page5353[17] 張信日．噴粉冶金原理[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1988，12[18] 廖希貞，王立聲，晏偉．高爐噴吹煙煤[J]．鋼鐵，1979(4)：1117[19] Highpressure coal injection in zinc slag fuming[J] Volume20, Issue2 , 1989 4, Page227235[20] 提高噴煤比的關(guān)鍵技術(shù)．漣鋼科技與管理[J]，2009年4期致謝隨著畢業(yè)設(shè)計的完成，我的大學(xué)生活也即將結(jié)束，三年的時間轉(zhuǎn)眼也就這樣過去了。畢業(yè)設(shè)計的編寫，可以說是對我們這三年來所學(xué)知識的一次大檢閱，也可以說是我自己的一次小實踐。在此我要感謝三年來給我?guī)н^課的所有老師，感謝你們?nèi)陙韺ξ覀兊男燎诮虒?dǎo)和幫助。同時我要特別感謝侯貴平書記，因為我這次畢業(yè)設(shè)計的編寫就是由侯書記一手指導(dǎo)完成的，感謝您在百忙之中每周抽出些間給我們進(jìn)行指導(dǎo)。在臨近畢業(yè)之際，謹(jǐn)向在校期間給予我?guī)椭乃欣蠋熀屯瑢W(xué)致以最真誠的謝意，同時也要感謝母校內(nèi)蒙古科技大學(xué)這四年來的辛勤培養(yǎng)，一定在今后的人生道路上不斷的學(xué)習(xí)進(jìn)取，完善自己。50