【導(dǎo)讀】1）中國XX科技集團(tuán)有限公司的設(shè)計(jì)委托函。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)會議紀(jì)要。外預(yù)留一座2300m3高爐的總圖位置。2）工程包括整個高爐系統(tǒng)的全部內(nèi)容。于30年，熱風(fēng)溫度為1200--1250℃，1180℃?；A(chǔ)自動化、過程自動化、管理自動化。自動化水平達(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。物應(yīng)技術(shù)先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、適用。質(zhì)量、高效益；延長高爐壽命、提高高爐效率。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)。生、消防等政策和法規(guī)。炭分散篩分、集中稱量，小塊焦回收。3座頂燃式熱風(fēng)爐，轉(zhuǎn)爐煤氣富化，廢氣余熱回收，16給排水系統(tǒng)新建軟水、凈環(huán)水、沖渣水循環(huán)系統(tǒng)。3）高溫新型串罐無鐘料爐頂；8）新型頂燃式熱風(fēng)爐；12)全PLC三電一體化的二級自動化控制系統(tǒng)；酸性燒結(jié)礦、堿性燒結(jié)礦分別來自1#、2#燒結(jié)車間的燒結(jié)機(jī)，雜礦來自原料場，

　　

【正文】 梯。 爐頂液壓和潤滑系統(tǒng) 爐頂液壓系統(tǒng)主要由主泵系統(tǒng)、循環(huán)過濾系統(tǒng)、蓄能器站、油箱及輔件部分、閥臺部分組成。爐頂液壓潤滑站放在爐頂主平臺上。 主泵系統(tǒng)設(shè)有兩臺主泵，一用一備。主泵采用柱塞式恒壓變量泵，以減少系統(tǒng)發(fā)熱。 循環(huán)泵采用三螺桿泵，通過回路上的冷卻器和單筒過濾器，使系統(tǒng)能始終得到既清潔又溫度適中的液壓介質(zhì)。 蓄能器站部分設(shè)有活塞式蓄能器（無伸出桿）及氮?dú)馄咳舾?，作為系統(tǒng)輔助和事故油源。 油箱由不銹鋼板焊接而成。油箱上有雙筒回 油過濾器、溫度計(jì)、液位控制器、棒式磁濾器、空氣過濾器、電加熱器等組成。 閥臺部分分為上、下密封閥回路、上、下料閘回路、均壓閥及放散閥回路，爐頂放散閥控制回路也并入該系統(tǒng)。 液壓系統(tǒng)采用 46 號抗磨液壓油。主泵和主要閥采用原裝進(jìn)口 REXROTH 產(chǎn)品，蓄 34 能器及其控制閥組、過濾器、壓力開關(guān)、溫度開關(guān)等液壓附件采用進(jìn)口產(chǎn)品。液壓管路采用優(yōu)質(zhì)碳鋼管（ GB/T816320xx），并做保溫。 爐頂 雙線 干油集中潤滑 系統(tǒng)包括 8小時回路和 45分鐘回路。 8小時回路有一臺40MPa電動干油潤滑泵，用于上下密、均壓放散閥等設(shè)備的潤滑 ； 45 分鐘回路有兩臺 40MPa 電動干油潤滑泵，一用一備，用于布料器的潤滑。潤滑元件采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)中高壓元件， 潤滑脂采用 2＃極壓鋰基脂 ，潤滑管路采用優(yōu)質(zhì)碳鋼管（ GB/T816320xx），與液壓管一起保溫。 粗煤氣系統(tǒng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù) 高爐正常爐頂壓力 MPa， 最大 ， 熱態(tài) 正常煤氣發(fā)生量約 179。104Nm3/h，最大煤氣發(fā)生量 38179。 104Nm3/h；冷態(tài) 正常煤氣發(fā)生量約 179。 104Nm3/h，最大煤氣發(fā)生量 179。 104Nm3/h； 熱態(tài) 正常 爐頂煤氣溫度 600～ 750℃，瞬時高溫 900℃（不超過半小時） ； 冷態(tài) 正常 爐頂煤氣溫度 150～ 250℃，高于 300℃ 時打水冷卻。 由于熱態(tài)工況下煤氣體積較大，設(shè)計(jì)按熱態(tài)工況考慮。 系統(tǒng)組成及工藝 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。粗煤氣管道由四根上升管（φ 2500mm）、一個連通球（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。 為了保證 旋風(fēng) 除塵器冷態(tài)和熱態(tài)兩種不同工況 下的除塵效果，建議采用 PW 公司開發(fā)的軸流 旋風(fēng)除塵器。 在爐頂主平臺設(shè)置了 4 個上升管支座承重，使上升管及部分下降管的重量由爐體框架傳給高爐基礎(chǔ)。此外，為避免爐體和煤氣管道由于溫差產(chǎn)生的應(yīng)力對焊縫（導(dǎo)出管與爐殼）的破壞，在導(dǎo)出管上設(shè)置φ 2500mm組合波紋補(bǔ)償器吸收溫差變形，確 35 保爐頂安全生產(chǎn)。 為了控制爐頂壓力， 在煤氣上升管頂部設(shè) DN650 爐頂煤氣放散閥（ 2臺），液壓驅(qū)動。 當(dāng)爐頂煤氣壓力≥ （此值可設(shè)定） MPa時 ,報警并自動打開其中的一 臺煤氣放散閥泄壓， 若壓力下降不明顯，再打開另 一 臺 煤氣放散閥泄壓 。 為便于檢修爐頂煤氣放散閥，在連接球頂部設(shè)有 1臺 5t旋轉(zhuǎn)吊車，可 ~330176。范圍內(nèi)工作。放散閥檢修平臺支撐在上升和五通球上。 為了在檢修時切斷煤氣，除塵器上部安裝 1臺 DN2750mm 鐘罩式煤氣切斷閥。 除塵器正常排灰量 140t/d（重力除塵 90t/d、 旋風(fēng)除塵器 50t/d）， 除塵器 最大貯灰量按 4 天設(shè)計(jì) 。每個除塵器下部排灰裝置采用雙系列排灰閥門，每個系列采用 2 臺液動卸灰球閥、 1臺喉口調(diào)節(jié)裝置， 1臺波紋補(bǔ)償器、 1臺螺旋清灰加濕機(jī)。高爐瓦斯灰采用汽車運(yùn)輸。 粗煤氣系統(tǒng)主要設(shè)備 1）爐頂放散閥 采用 碟簧 式結(jié) 構(gòu)，具有設(shè)備安裝簡單，動作方便 ,超壓能自動沖開的特點(diǎn)。 主要由閥蓋、閥座、閥體、密封裝置、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、連接桿 組成，放散煤氣時通液壓缸驅(qū)動連接桿將閥蓋打開。閥蓋與連接桿之間采用雙鉸接結(jié)構(gòu)，并對稱布置在閥蓋外側(cè)嗎， 在硅橡膠處設(shè)置水冷；閥體內(nèi)部噴涂耐火材料。 閥體下部設(shè)置彎曲氣流通道的“蘑菇頭”，能有效阻止焦炭、礦石噴出爐頂。 2) DN2750 遮斷閥 雙 鐘罩式閥 ， 配 50kN 電動卷揚(yáng)機(jī)一臺 ，耐高溫工況。 3) DN250 和 DN400 煤氣放散閥 液壓傳動，采用 軟、硬結(jié)合的雙重密封，軟密封面壓緊量可調(diào)， 在硅橡膠處設(shè)置水冷，閥體 內(nèi)部噴涂耐火材料。 與硅膠密封圈接觸面的閥蓋上堆焊耐磨合金，各活動銷軸采用不銹鋼材質(zhì)。 4) 螺旋清灰機(jī) 36 螺旋清灰機(jī)由內(nèi)外套、左右螺旋堆焊耐磨合金葉片、軸承座、齒輪座、驅(qū)動裝置及冷卻加濕配管所組成。為了增強(qiáng)加濕效果，噴嘴的安裝采用優(yōu)化組合方式。冷卻加濕水是可調(diào)的，這樣既保證了加濕效果，又防止因煤氣灰隨蒸汽蒸發(fā)而引起堵塞。設(shè)備出灰能力約為 100 t/h。 重力除塵和旋風(fēng)除塵底部各設(shè)置 1臺。 粗煤氣系統(tǒng)液壓站 粗煤氣液壓系統(tǒng)主要由液壓泵系統(tǒng)、蓄能器組、油箱及輔件部分、閥塊部分組成，放在爐前液壓站內(nèi)。 液壓泵 系統(tǒng)設(shè)有一臺葉片泵，采用間歇工作制。 皮囊式蓄能器為系統(tǒng)提供事故油源。 油箱由不銹鋼板焊接而成。油箱上有單筒回油過濾器、溫度計(jì)、液位控制器、棒式磁濾器、空氣過濾器、電加熱器等元件。 閥臺部分控制除塵器下部 4 個卸灰球閥和 DN400 液壓放散閥的動作。 液壓系統(tǒng)采用 46號抗磨液壓油。主泵采用原裝進(jìn)口 REXROTH 產(chǎn)品，其它液壓閥、液壓附件、蓄能器及其控制閥組采用國產(chǎn)元件。液壓管路采用優(yōu)質(zhì)碳鋼管（ GB/T816320xx），并做保溫。 爐體系統(tǒng) 框架及爐殼 本 初設(shè) 爐殼及框架平臺主要特點(diǎn)如下： 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。 本高爐框架，使得爐身各層平臺面積適當(dāng)加大，更利于日常的操作、維護(hù)。 1) 爐體框架設(shè)有 5層爐身平臺 (包括爐頂主平臺 )和 1層爐底平臺 ， 各平臺之間都設(shè)有雙向走梯 ， 以確保工作人員的方便和安全。 2) 爐殼的大量開孔在爐殼制造廠進(jìn)行，以確保加工精度和冷卻設(shè)備的安裝。 37 高爐內(nèi)型 合理的高爐內(nèi)型是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、低耗、長壽的基本條件之一 。 現(xiàn)代高爐的內(nèi)型 設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在大爐缸、多風(fēng)口、適當(dāng)矮胖、減小爐身及爐腹角、加深死鐵層等方面，其目的是為了改善料柱透氣性、改善煤氣分布、提高噴煤比、適 磚壁合一、薄壁內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的高爐爐型在設(shè)計(jì)上就考慮了實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，設(shè)計(jì)爐型基本上就是操作爐型，一代爐役其操作爐型基本維持不變。 以此為前提，同時總結(jié)國內(nèi)外同類容積優(yōu)秀高爐的內(nèi)型尺寸，并結(jié)合 XX 具體的熱裝工藝及 原燃料條件 ， 擬定了本高爐內(nèi)型尺寸，見表 。 高爐內(nèi)型尺寸表 表 序 號 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 12 爐腹角 ? 77?39’ ” 13 爐身角 ? 81?48’5 ” 38 14 Hu/D 15 鐵口數(shù) 個 3 16 風(fēng)口數(shù) 個 30 本高爐爐型主要技術(shù)特點(diǎn)如下： （ 1） 適當(dāng)加大了爐喉直徑。為適應(yīng) XX的熱裝工藝，減薄料層厚度，增加料層透氣性，設(shè)計(jì)爐型時，將爐喉直徑增大到 。同級別采用冷態(tài)裝料高爐的爐喉直徑一般在 ~8m 間。 （ 2）適當(dāng)降低了爐身高度。采用熱裝料后，爐內(nèi)塊狀帶厚度減薄，軟熔帶位置上移，爐料在爐身的反應(yīng)時間比采用冷態(tài)裝料高爐要短。同級別采用冷態(tài)裝料高爐的爐身高度一般在 16m 左右，本高爐爐身高度按 考慮，同時兼顧以后冷態(tài)裝料的可能。 （ 3）適當(dāng)擴(kuò)大了爐腰直徑，加大了高爐上部橫向截面積?？紤]采用熱裝料，爐身高度降低了，需要降低爐內(nèi)煤氣流速，增加煤氣在爐內(nèi)的停留時間，降低爐內(nèi)壓差；同時熱裝爐料體積熱膨脹變化不大，又需要保持一定的爐身角度，綜合考慮，將爐腰直徑設(shè)計(jì)為 。 （ 4）爐腹角設(shè)計(jì)為α =77?39’ ” ，但爐腹銅冷卻壁的角度設(shè)計(jì)為 79?，爐腹?fàn)t殼的角度又大于銅冷卻壁的角度，采用這種不同的 3個角度，使得爐腹對煤氣流及液態(tài)渣鐵的自適應(yīng)性增強(qiáng)，即有利于爐料的順行，又有利于穩(wěn)定爐腹渣皮、延長爐腹壽命，同時又增加風(fēng)口組 合磚上層的磚厚（厚度 ~480mm） ，大大改善了風(fēng)口冷卻壁的工作環(huán)境，為長壽創(chuàng)造了條件。 （ 5）適當(dāng)擴(kuò)大了爐缸直徑，同時加高了爐缸高度。 XX高爐采用熱裝料配合 10%的高富氧，產(chǎn)量比同級別高爐高，適當(dāng)擴(kuò)大爐缸直徑加高爐缸高度，適應(yīng)高產(chǎn)量的冶煉，增大了爐缸的安全容鐵量，也可滿足一旦原料條件變差，渣量變大的需求；同時保證風(fēng)口前有足夠的回旋區(qū)空間，適應(yīng)了大噴煤技術(shù)的采用，有利于煤粉的充分燃燒及改善高爐下部中心焦的透氣（液）性。 （ 6） 加深了死鐵層的深度， XX 高爐爐缸作業(yè)率高，爐缸鐵水交換頻繁， 39 加深死鐵層，可減少鐵水 環(huán)流速度，減輕了鐵水對爐底爐缸磚襯的沖刷，有利于延長爐缸爐底壽命。高爐死鐵層深度， h0=2500mm， h020%d。 冷卻設(shè)備 本設(shè)計(jì)選擇全冷 卻壁結(jié)構(gòu)型式，采用最新的磚壁合一技術(shù)，高熱負(fù)荷區(qū)域采用銅冷卻壁。 1）冷卻壁 爐底至爐喉共設(shè)置 13 段冷卻壁。按照爐內(nèi)縱向各區(qū)域不同的工作條件和熱負(fù)荷大小，采用不同結(jié)構(gòu)型式和不同材質(zhì)的冷卻壁，各區(qū)域冷卻壁主要特征如下： 冷卻壁主要特征見表 。 冷卻壁主要特征 表 部位 冷卻壁結(jié)構(gòu) 各層塊數(shù) (標(biāo)準(zhǔn)塊 ) 水管直徑 (mm) 內(nèi)襯厚度 (mm) 第 1段 光面低鉻鑄鐵冷卻壁 44 ?76?6 無 第 2段 光面低鉻鑄鐵冷卻壁 44 ?76?6 無 第 3段 光面低鉻鑄鐵冷卻壁 44 ?76?6 無 第 4段 光面球墨鑄鐵冷卻壁 30 ?76?6 無 第 5段 四通道銅冷卻壁 44 鉆孔 槽外 150 第 6段 四通道銅冷卻壁 44 鉆孔 槽外 150 第 7段 四通道銅冷卻壁 44 鉆孔 槽外 150 第 8段 四通道銅冷卻壁 44 鉆孔 槽外 150 第 9段 雙層水冷鑲磚鑄鋼冷卻壁 40 ?76?7/?70?7 槽外 150 40 第 10 段 雙層水冷鑲磚鑄鋼冷卻壁 40 ?76?7/?70?7 槽外 150 第 11 段 單層水冷鑲磚鑄鋼冷卻壁 36 ?76?7 槽外 150 第 12 段 單層水冷鑲磚鑄鋼冷卻壁 36 ?76?7 槽外 150 第 13 段 倒扣鑲磚鑄鋼冷卻壁 32 ?76?7 槽內(nèi) 75 2） 爐喉冷卻設(shè)備 在爐喉部位，設(shè)計(jì)采用帶水冷埋管式爐喉鋼磚，壁體厚 200mm，分為 30塊，水管 直徑 ?70179。 10mm。 根據(jù) XX 的熱裝工藝，水冷爐喉鋼磚材質(zhì)采用 T合金 3） 冷卻壁 固定型式 冷卻壁的固定采用特有的固定型式，第 1～ 4段冷卻壁由于爐底爐缸溫度波 動范圍小，采用 4 點(diǎn)螺栓固定型式，但冷卻壁水管與爐殼間設(shè)置變形補(bǔ)償套管；第5～ 8 段鉆孔銅冷卻壁采用固定銷固定，配有 4 個螺栓進(jìn)行安裝定位；第 9～ 13 段冷卻壁采用特殊的固定點(diǎn)和滑動點(diǎn)、浮動點(diǎn)相結(jié)合的固定方式 ， 冷卻壁水管與爐殼間加膨脹器 ， 少量水管根據(jù)需要設(shè)置變形補(bǔ)償套管，從而根本解決因爐殼與冷卻壁間的溫差不同導(dǎo)致水管剪斷而出現(xiàn)破漏的現(xiàn)象。 水冷爐喉鋼磚采用與銅冷卻壁相同的固定方式。 高爐內(nèi)襯 內(nèi)襯設(shè)計(jì)時充分考慮高爐各部位不同的工作條件和侵蝕機(jī)理，有針對性的選用耐火材料，并在結(jié)構(gòu)上加強(qiáng)耐火磚襯的穩(wěn)定性。 1） 爐底、爐缸 耐材 爐底第 1 層滿鋪國產(chǎn)超高導(dǎo)石墨磚，高度 400mm； 第 3層滿鋪國產(chǎn)微孔碳磚，總高度 800mm；第 5 層砌國產(chǎn)超微孔碳磚，高度 800mm；第 7層立砌楔形剛玉莫來石磚，總高度 800mm；整個爐底砌體高度 2800mm。爐缸側(cè)壁外側(cè)第 6～ 14層采用國產(chǎn)超微孔碳磚，總高度 4309mm，爐缸側(cè)壁外側(cè)第 15～ 17層采用國產(chǎn)微孔 41 碳磚，總高度～ 1593mm，爐缸側(cè)壁內(nèi)側(cè)陶瓷杯采用 微孔 剛玉磚 ，總高度～ 5300mm。 2） 風(fēng)口區(qū)域內(nèi)襯 風(fēng)口區(qū)域是一個承上啟下的區(qū)域，此區(qū)域內(nèi)襯結(jié)構(gòu)和材質(zhì)選擇的合理與否，對高爐壽命有相當(dāng)大的影響，本設(shè)計(jì)在整