宝钢三高炉设备概况

三高炉冶炼设备概况

一、概述：

宝钢股份公司三号高炉是目前国内最大的高炉，其有效容积达4350M3，日产优质、合格铁水达万吨以上，作为炼钢铁水的主要供应者，其本身就是一个集高新技术于一身的设计难度高、工艺复杂、制造要求高的庞大的设备系统。三高炉冶炼设备按作业区划分主要包括运转系统、炉前出铁系统、炉前II系系统、煤粉系统和水渣系统等五大系统，各系统间相对独立但又部分影响，在安全、高效地共同作用下保证了高炉的稳产、高产。

三高炉工艺流程总图

二、运转系统：

运转作业区所辖设备包括原料系统、炉顶装入系统、热风炉系统、煤气清洗系统和余压发电系统(TRT)，其日常工作任务是对五大系统进行操作、监视、点检和维护，该作业区管辖着高炉大约75%的设备，其特点是区域广、工艺复杂、技术要求高。运转作业区负责将矿石、焦炭、热风等高炉生产必需的原料和介质适时适量的送入高炉内，保证高炉的生产能连续进行。因此，运转作业区的日常工作对高炉的正常生产起着至关重要的作用。

㈠、原料系统：

1、主要设备的规格及作用

原料系统主要由两大部分组成：矿石系统和焦炭系统，其主要设备有皮带、矿槽、焦槽、称量漏斗、中间漏斗、转换溜槽、振动筛等。

图1 原料系统流程

（1）矿石系统

矿石系统有12个A槽、10个B槽、3条皮带。A槽装烧结矿，11A、12A装小块焦；B槽装副原料、球团矿和块矿；每个A槽和B槽都有一个电动给料器和一个液压闸门。每个A槽还有一个振动筛，它由上、下两层筛网组成，上筛网是条形的、下筛网是锯齿形的。在A槽和B槽下面还有称量漏斗、电子称，称量漏斗底部有一块手动挡板和一个电动闸阀，手动挡板可起到调节料流的作用。3条皮带分别是X-301BC、X-302BC、X-303BC，其中，X-301BC和X-302BC是用来送料的， X-303BC是用来返回粉矿的，将粉矿转运到粉矿斗中，再通过皮带返回原料分厂，然后原料分厂再送回到烧结分厂作铺底料使用。在X-302BC头轮下面有两个中间漏斗，它也可起称量作用，由此可判断称量漏斗是否称量准确；在中间漏斗和X-302BC头轮之间有一个切换溜槽，它可将X-302BC送来的料分别装入两个中间漏斗中；中间漏斗的出口处也有一个手动挡板和一个电动闸门，手动挡板也可调节料流的大小，改变料在皮带上的宽度和堆角。

（2）焦炭系统

焦炭系统有8个焦槽、7条皮带。焦槽下面有液压闸门、振动筛，振动筛也是由上、下两层筛网组成，上筛网是条形的、下筛网是圆形的。焦炭系统没有给料器和称量漏斗，焦炭的称量是在焦炭系统的中间漏斗（在焦炭系统中称为称量漏斗）中进行的。7条皮带分别是Y-301BC、Y-302BC、Y-303BC、Y-304BC、Y-305BC、Y-306BC、Y-307BC；Y-301BC是用来送料的，Y-301BC头轮下面有一个切换溜槽、两个中间漏斗（称量漏斗），这与矿石系统的结构完全相同；Y-302BC、Y-303BC、Y-304BC、Y-305BC、Y-306BC是用来转运碎焦的，它们将焦炭振动筛筛下的碎焦运到11A和12A中，再经11A和12A的振动筛筛选后，筛选出来的小块焦可供高炉使用，筛下的粉焦经Y-307BC送到粉焦斗中，再经皮带返回原料分厂；在

Y-302BC和Y-303BC之间有一个碎焦斗，在Y-303BC和Y-304BC之间、Y-304BC 和Y-305BC之间、Y-305BC 和Y-306BC之间各有一个转运漏斗。

（3）皮带

皮带主要由头轮、尾轮、配重轮、转向轮和增面轮组成，头轮为驱动轮，尾轮为从动轮，配重轮是起张紧作用的，转向轮是用来改变方向的，增面轮用来增加驱动轮和皮带的接触面积。

此外，皮带还有切断开关、有无料检测器、铁片检出装置、皮带跑偏装置、打滑装置和三角清扫器等附属装置。切断开关在配重轮下面，它可检测出皮带是否断裂；有无料检测器又称为速度检测器，它在皮带的正下面，它可根据速度的大小来判断皮带上是否有料；铁片检出装置位于皮带的正上方，它由信号感应装置和铁片检出执行机构两部分组成，当信号感应装置感应到原料中有金属时，它就向执行机构发送一个信号，让执行机构将金属片清出，原料系统只有X-301BC 和Y-301BC上有铁片检出装置。X-301BC上的铁片检出装置分强磁和弱磁，这样可以减少对矿石的浪费。

皮带是由电动机驱动的，皮带的驱动系统主要由电动机、液压式接手（即液力偶合器）、齿轮接手（即减速箱）、链接手、抱闸、油管等组成。

各个皮带的附属装置配备情况如表1所示

（4）矿槽和焦槽、皮带、筛网、中间漏斗的规格

（5）原料除尘系统

高炉原料区域的许多地方都有除尘装置，它们将灰尘收集起来，通过管道将灰尘集中到布袋除尘器中，然后通过刮板式输送机将灰尘送至一个粉斗中，之后将其抽入卡车运走。

2、生产工艺

（1）矿石流程

矿槽→液压闸门→电动给料器→振动筛→称量漏斗→挡板→电动闸门→X-301BC（金属检测）→转换斗→X-302BC→切换溜槽→中间漏斗→电动闸门→主皮带Z-301BC

粉矿流程：矿槽→液压闸门→电动给料器→振动筛→X-303BC→粉矿斗→原料分厂

（2）焦炭流程

焦槽→液压闸门→振动筛→Y-301BC（金属检测）→切换溜槽→称量漏斗→电动闸门→主皮带Z-301BC

粉焦流程：焦槽→液压闸门→振动筛→Y-302BC→碎焦槽→Y-303BC→转运斗→Y-304BC→转运斗→Y-305BC→转运斗→Y-306BC→11A、12A→Y-307BC→粉焦斗（小块焦去高炉）

㈡炉顶装入系统

1、主要设备及其作用

1）上料部分

（1）机械室

机械室有4套动力系统，它们共同带动主皮带运转，每台动力系统包括动力马达、液力偶合器、减速箱、抱闸、轴承等。一台马达故障时，另外三台还可带动主皮带；而有两台马达故障时，则主皮带将无法运转。此外，机械室还有一台小马达，可供更换主皮带时使用。

（2）主皮带

3BF主皮带的编号为Z-301，宽度为2200mm，运行速度为120m/min，水平机长347m，倾角<12度，最大输送矿石的能力为5500t/h，最大输送焦炭的能力为1300t/h。

主皮带与其它皮带一样，也有头部轮、尾部轮、转向轮和配重轮，也有切断开关、转速检测器、跑偏开关等附属装置。此外，在主皮带的头部轮处，还有皮带洒水装置，它是用来清除皮带头部积灰的。

2）炉顶部分

3BF炉顶是串罐式无料钟炉顶，其主体构件有：上部料罐（又叫旋转料罐）、下部料罐（又叫称量料罐）、PW箱、液压室、PW泵房、各种阀门、各种检测机构、炉顶洒水装置、上升管道、集尘管道等。

（1）旋转料罐

旋转料罐的主要作用是受料，当其旋转时还可起到混匀炉料的作用。

旋转料罐位于主皮带头部轮下方，在旋转料罐与主皮带头部轮之间布有集尘罩，它可收集上料时产生的灰尘。旋转料罐的容积为80m3，其转速为6rpm，它是由2个电动机带动旋转的。

（2）称量料罐

称量料罐的主要作用是校正原

料系统的称量是否准确。

称量料罐位于旋转料罐与炉顶

之间，其容积为80m3。称量料罐有3

把电子称，它们均匀地布置在称量料

罐周围，互成120度角。

（3）伞形布料器

伞形布料器是拉杆式的，它们位

于旋转料罐和称量料罐的中心轴上，

其作用有两点：a、起缓冲作用；b、

使布料更加均匀。

（4）PW箱

PW箱即是炉顶齿轮箱，它是由卢

森堡波尔乌斯公司（paul-warth）于

1971年发明的，因此简称PW箱。

图4 炉顶设备分布图PW箱有两路冷却系统：水冷和气

冷。水冷系统使用清循环水冷却，清循环水储存在炉顶PW泵房的水罐里，它通过给水泵加压经过热交换器冷却后送到PW箱内的水槽里，达到冷却齿轮的目的，再经回

水管回到储水罐，形成密闭循环。气冷系

。

统使用的能源介是N

2

（5）液压室

液压室有两套电磁阀组（一备一用）、吸油室、回油室、两台大电机（一备一用）、一台小电机，两套液压给脂装置（一备一用），一套蓄能器。

电磁阀组主要是为炉顶液压阀门分配油量的，以便控制阀门的开、关；循环泵负责将回油室中的油抽到吸油室中；主油泵负责将吸油室中的油加压送到电磁阀组，再由阀组进行分配。液压给脂装置主要是润滑炉顶设备用的，液压给脂是自动进行的，设定为每8分钟1次。蓄能器内充有高压N

（200kg±），在液压泵

2

故障或停电时使用，它可使炉顶各液压阀门动作一次。

（6）PW泵房

PW泵房主要有二台加压泵（一备一用）、换热器、过滤器、储水罐、补水阀组成，它是用来冷却炉顶PW箱的。

（7）阀门

3BF炉顶的阀门有：2个排压阀（一排、二排）、2个均压阀（一均、二均）、均压主阀、上部闸阀、上密封阀、下部料流阀、下密封阀、眼镜阀，这些阀门都是液压驱动的。

① 放散阀

高炉炉顶有4个放散阀（电动），1号放散阀位于半净煤气管上，2号放散阀位于位于南面煤气上升总管上，3号放散阀位于煤气下降管上，4号放散阀位于北面煤气上升总管上。

② 排压阀

高炉炉顶有2个排压阀（一备一用）：一排和二排，其作用是排放称量料罐内的压力，使上密能顺利开启。通常情况下使用一排压阀，在一排压阀上面有一个消音器，它可减少噪音污染，其内部结构为多孔通道。当一排压阀故障时，可切换至二排使用，此管路系统没有消音器，直接排放。

③ 均压阀

高炉炉顶有2个均压阀：一均和二均，其作用是向称量料罐充压，使称量料罐内的压力与炉内的压力相等，以便能够顺利布料。一次均压管道系统使用的介

，质是从一文氏（1VS）出来的半净煤气，二次均压管道系统使用的能源介质是N

2均压时，一均先开，当称量料罐内的压力与炉内的压力相差不大时，一均关闭，二均打开。

④ 上部闸阀

上部闸阀位于旋转料罐的下面，它随旋转料罐一起旋转，平时在现场是无法观察到的。其作用是减少原料对上密封阀的直接冲击力，保护上密封阀，延长上密封阀的使用寿命。其规格为1400mm×1400mm。

⑤ 上密封阀

上密封阀位于上部闸阀与称量料罐之间，在称量料罐进行均压时，它可起密封作用。上密封阀开闭有压紧、放松和旋转两个动作，在上料过程中，它首先向下运动，然后再移向旁边，开始上料；关闭时的动作与打开时相反。规格为Ф1600mm。

⑥ 下部料流阀

下部料流阀又叫下部闸阀，它位于称量料罐下面，通过调节它的开度可控制布料的流量。其开口成“口”字形。

⑦ 下密封阀

下密封阀位于下部料流阀与波纹管之间，其作用是隔断称量料罐与高炉内部的气体通道。其规格为Ф900mm。

⑧ 眼镜阀

眼镜阀位于波纹管与PW箱之间，定修时，它可起到隔绝高炉煤气的作用。其规格为Ф900mm。

（8）各种检测机构

① 探尺

探尺的作用是跟踪料面，以便及时补充原料。

探尺主要由重锤、铁链、钢丝绳、卷筒、减速箱、

电机等组成。3BF有3把探尺，其提升重量为250kg，公

称提升高度为6m，提升速度为0.6m/s，下降速度为

0.3m/s。电机功率为1.7kw，转速为950rpm。3BF的零

图5 探尺分布图

料线为探尺待机位置以下2m，3把探尺的探测深度不一，

1#、2#探尺+2～-6m,3#探尺+2～-24m。

② 十字测温仪

3BF炉顶有4只十字测温仪，它是用来测量炉顶煤气温度的。这对判断炉况有一定的帮助。

③ 封罩温度计

3BF炉顶封罩上装有8只温度计，可收集封罩上8个不同地方的温度值，对判断炉况有一定的帮助。

④ 色谱仪

色谱仪位于1VS出口处，它是用来分析炉顶煤气成份的。

⑤热图像仪

热图像仪是用来测定料面温度的，目前已经坏了，未使用。

（9）炉顶洒水装置

炉顶洒水装置的作用是：当炉顶煤气温度过高时，向炉内洒水，降低炉顶煤气温度。3BF共有11把炉顶洒水枪。

（10）炉顶点火装置

炉顶点火装置是在休风且炉顶有工事时用来燃烧炉顶剩余煤气的，防止炉顶周围的工作人员煤气中毒。

（11）煤气上升管道

在炉顶封罩上接有4根煤气上升管道，然后每2根合并为1根，最后2根再合并为1根，与荒煤气管道（煤气下降管道）相连，通往重力除尘器。

（12）集尘管道

在旋转料罐和称量料罐上面，以及主皮带头部等地方均布置有集尘管道，然后再通往炉前除尘总管，很好地控制了炉顶灰尘污染源。

2、生产工艺

炉顶上料：

上料流程如下：中间漏斗→闸门（电动）→主皮带→旋转料罐→称量料罐→旋转溜槽→炉内。

3BF炉顶可实现环形布料、螺旋形布料、扇形布料和定点布料。环形布料是指旋转溜槽沿着高炉中心线由外向里进行多档布置，每档布置一定的圈数，当一档布完后，溜槽停止旋转、降低角度至下一个档位，再进行旋转布料，如此反复，直至布置完全部档位。螺旋布料是指旋转溜槽沿着高炉中心线由外向里不停地进行旋转布料，直至布置完一批料为止。扇形布料是指旋转溜槽在一定角度内来回布料。定点布料是指将旋转溜槽固定在指定位置不动的一种布料方式。目前，3BF 使用环形布料方式进行布料。

通过改变布料档位和布料圈数，可以改变料的分布。布料档位的改变操作是根据炉内要求来执行的。调节料流阀的开度大小可以控制布料的圈数，料流阀的开度大一些，布料圈数将会少一些，料流阀的开度小一些，布料圈数将会多一些，平时应多监视画面上显示的布料圈数，发现不对时应及时调节料流阀的开度大小来进行修正。

㈢热风炉系统

1、热风炉的作用

宝钢3BF热风炉炉温控制在1250°C。

1）煤气燃烧时产生的高温蓄热于格子砖

2）送风时格子砖放热加热鼓风机送来的风

宝钢的外燃式热风炉是双头小径结构，此结构稳定性很好，气流分布均匀，拱顶连络管为弹性结构。使用外燃式热风炉可提高10°C风温，降低0.8kg焦比。

2、主要设备

1）热风炉本体

宝钢3座高炉使用的热风炉都是引进日本的新日铁外燃式热风炉。热风炉本体主要包括3个部分：燃烧室、蓄热室和混风室。热风炉总高53.356米，蓄热室直径10米，燃烧室直径 6.1米，蓄热室总高37.156米。热风炉本体内部是由耐火材料砌成的，上段93层硅砖，中层16层高铝砖，下段99层粘土砖，最下面2层高铝砖，合计210层，耐材

外面包有铁壳，对耐材起支撑作用；

铁壳外面包有一层铝皮，可起到保温

的作用。

燃烧室下面有燃烧器，3BF热风

炉的燃烧器为3圈环行结构，内层通

LDG或COG，外层通BFG，中间一层

通空气，因为LDG（COG）的发热值

高，产生的火焰温度高，而BFG的发

热值较低，产生的火焰温度较低，这

样，外层火焰的温度低，内层火焰的

温度高，即可满足高风温的要求，也

可避免高温火焰对燃烧器周围炉墙

的冲击损坏。

蓄热室下部是炉蓖子，大约有3m

高，起着支撑格子砖的作用；上部是

图6 热风炉系统

正8边形的格子砖，其作用是吸收燃烧室产生的热废气的温度，储蓄热量。

混风室位于燃烧室和送风总管之间，起到调节和稳定风温的作用，当送风温度过高时，混风调伐就打开使冷风通入混风室中，对送风温度起一个调节的作用。

燃烧室和蓄热室是由拱顶联络管连接起来的，联络管是由硅砖砌成的，273℃是α与β之间的晶格转变点，573℃是β与γ之间的晶格转变点，因此，联络管处的温度不得低于600℃。

2）阀门

（1）热风炉使用的阀门类型

按阀门的形状结构，热风炉使用的阀门可分为蝶阀、闸阀和球阀。热风炉使用的蝶阀主要是调节阀；闸阀有切断阀、燃烧阀、热风阀、送风阀、混风阀、烟道阀、充压阀、排压阀；球阀有放散阀、N

吹扫阀。

2

按阀门的驱动方式，热风炉使用的阀门可分为电动阀、气动阀和液压阀。热风炉使用的电动阀有燃烧阀、切断阀、送风阀等；气动阀有热风阀、阀间放散阀等；液压阀有调节阀、热风炉系统有2个液压房，每个液压房有二台泵（一备一用），是用来驱动调阀的；每个液压系统又有一个蓄能器，当液压泵出问题时，它可使液压阀门动作一次。

每个阀门都有一个密封面，它一般位于管道压力较低的一侧，受压后起到密封的作用。BFG和COG的切断阀是双面密封的，它有效的起到了切断煤气的作用。

（2）3BF热风炉使用的具体阀门

热风炉的阀门特别多，每个热风炉总共有22个之多，具体名称如下：BFG

吹扫阀；LDG 燃烧阀、BFG切断阀、BFG调节阀、2个BFG阀间放散阀、BFG的N

2

燃烧阀、LDG切断阀、LDG调节阀、2个LDG阀间放散阀、LDG的N

吹扫阀；空气

2

燃烧阀、空气调节阀、2个烟道阀、送风阀、充压阀、排压阀、混风阀、混风调节阀、热风阀。说明：COG与LDG使用的是同一管道系统，根据能中要求切换使用。

3）管道

吹扫管道、热风炉系统的管道有BFG管道、LDG（COG）管道、AIR管道、N

2

N

驱动管道、液压驱动管道、蒸汽引射管道、送风管道、热风管道、烟气管道等。2

4）余热回收装置

3BF热风炉废气温度在300℃左右，使用分离热管式废气热量利用装置对其进行回收利用。其原理为：废气将工质（加过药品的水）加热蒸发，蒸汽汇集于上联箱内，然后通过蒸汽引出管将蒸汽分别导入送

风总管和煤气管道中，与空气和煤气进行热交换后

凝聚为液态水，然后汇聚于下联箱中，如此反复，

可使冷的空气和煤气加热至100多度。工质在密闭

系统中进行循环，几乎没有损耗，开工后至今只补

充过一、两次水。

热风炉废气温度不应超过350℃，如果高于

350℃，炉蓖子就会软化，造成格子砖塌陷事故。当

废气温度达到329℃时，系统会自动减少煤气量，

进行自动控制。

3、生产工艺

热风炉的工作状态有5种：送风、燃烧、休止、

缔入（即闷炉）和换炉。缔入是由休止状态转入燃烧状态的过程（排压阀半开状态），换炉是由休止状态转入送风或燃烧时的过程。

1)送风方式

宝钢热风炉的送风方式有3种：单炉送风、热并联送风、冷并联送风和余压回收送风。

单炉送风方式是指一个热风炉送风、两个热风炉燃烧的送风方式。当有一个热风炉需要休止时（如某一个热风炉需要大修时），通常使用单炉送风方式。

并联送风方式是指两个热风炉送风、两个热风炉燃烧的送风方式。并联送风又包括热并联送风方式和冷并联送风方式。在热并联送风方式下，混风阀是全关的，风温是由两个正在送风的热风炉的送风调节阀来控制的，若风温高了，则将送风温度较低的热风炉的送风调节阀关小一点，反之，若风温低了，则将送风温度较高的热风炉的送风调节阀开大一点。在热并联送风方式下，热风阀的阀前温度要参与风温的控制。冷并联送风方式下，送风调节阀是全开的，风温由混风调节阀的开度大小来控制的。冷并联送风方式下，热风阀的阀前温度是不参与风温控制的。3BF热风炉使用的是冷并联送风方式。

余压回收送风方式是指当一个热风炉由燃烧转为休止、另一个热风炉由送风转为休止时，这两个热风炉的充压阀同时打开（此时充压主阀是关闭的），由送风转为休止的热风炉中的剩余高压就充入由燃烧转为休止的热风炉中，待两个热风炉中的压力相等时，再同时关闭它们的充压阀，之后，一个热风炉转为送风，一个热风炉转为燃烧。

2）工艺流程

热风炉的工艺流程主要是燃烧和送风，其流程图如下所示：

㈣、煤气清洗系统

1、主要设备及其作用

煤气清洗系统的主要设备有荒煤气管道、重力除尘、1VS、2VS、半净煤气管

道、调压阀组、消音器、紧急水封、高架水槽、煤气成份分析仪、N

2

管道、蒸汽

（S

2

）管道、清洗给排水管道等。

荒煤气管道又称为煤气下降管道，由4根煤气上升管道集结而成，它是连接上升管与重力除尘的通道。

重力除尘是一级除尘系统，它利用煤气与炉尘的密度差来实现净化煤气的目的。重力除尘系统有三套排灰装置，它们将灰排入搅拌器中，搅拌器再将灰排入卡车。目前3BF煤气的重力除尘灰每天有200多吨。

1VS是二级除尘，它是利用介质水来吸附半净煤气中的炉尘的。1VS喉口处有一块椭圆形的挡板，改变其倾角大小，可调节通过喉口的煤气压力及煤气流速，煤气流速越慢，则煤气清洗得越干净。在挡板的两侧各有一根水管向挡板喷水，在挡板上面一层平台还有2根围管向煤气喷水。1VS还有水封阀、紧急排水阀、紧急切断阀、水位调节阀和排污阀（各有一个）。2VS是三级除尘，其结构与1VS 大致相同，区别在于：在其喉口挡板上面少了一根围管，内部多了一个脱水器（2层格子板），另外，在紧急切排水前面有一个手动阀，而无水封阀。文氏管的控制原理是“0”水位控制，文氏管中的水位超过“0”位时，紧急排水阀就排水调节“0”位，水位低于“0”位时，水位调节阀就补水调节“0”位。文氏管的“0”位位于厂区（标准）水平线上7.4米处。

图8 煤气清洗系统

图9 重力除尘器图10 1文氏除尘系统

半净煤气管道是连接1VS和称量料罐的通道，半净煤气是用来对称量料罐进行一次均压的。

调压阀组是由4个调节阀组成的，这4个调节阀将从2VS出来的一条煤气通道（另一条煤气通道通往TRT系统）分成4条煤气通道（管径分别为Ф500×1，Ф900×3），通过控制调压阀组各阀门的开度大小来调整炉顶压力。TRT运行时煤气经TRT通过，从而达到TRT发电量的目的，正常生产条件下，调压阀组是关闭的。

消音器是由多层多孔隔板组成的，这种结构可有效地降低煤气压力，从而降低高压煤气的噪音污染。紧急水封是根据连通器原理，利用介质水使“V”形煤气管形成一段水柱，从而达到封堵煤气的目的。高架水槽内是清循环水，它是用来向紧急水封阀、BFG水封、COG水封补水的，其容积为80m3。

煤气成份分析仪（色谱仪）位于1VS出口处，它取半净煤气为试样，对高炉煤气成份进行分析。

N 2管道和蒸汽（S

2

）管道主要是供保安用的，向1VS、2VS、重力除尘器中通

入N

2

（没有时通蒸汽）使其保持正压，避免煤气管网中的煤气发生倒流。清洗水管道是用来通水清洗煤气的。

2、工艺流程

煤气清洗系统的工艺流程如下：

3、紧急水封

高炉休风时切断和连通煤气都是靠紧急水封完成的。紧急水封的原理如图所示，紧急水封的密封罐上面的两个排水阀平时是关闭的；溢流阀平时是常开的，用来溢流管道的冷凝水；高架水槽上有一路管道通到水封的两个排水管上，其目的是防止BFG气体进入排水管，因为BFG气体的比重比空气重，所以很容易进入排水管。当水封时，溢流阀关闭，给水阀打开向水封注水，当到达一定高度时，关闭给水阀，打开补给水阀一直缓慢注水，到溢流管有水溢出并保持，这样完成水封。

图11 2文氏除尘系统图12 调压阀组

图14 紧急水封原理

㈤TRT系统

1、主要设备

TRT系统的主要设备有：总管流量计、入口蝶阀、眼镜阀、紧急切断阀、均压阀、透平机、静叶、静叶片洒水装置、除雾器、NK阀、高压罐、低压罐、液压室。

图13 TRT系统

总管流量计是用来测量通往TRT煤气流量的；入口蝶阀、眼镜阀、紧急切断阀都是用来切断从文氏管过来的煤气的；均压阀是一个旁通阀，它是用来调节紧急切断阀两边的压力的，使紧急切断阀两边的压力相等后，再打开紧急切断阀；静叶机的静叶片将煤气的动能转换成转子的动能，然后带动透平机发电，再通过电缆与电厂的电网并网；煤气中的灰尘会积聚在静叶片上，因此，静叶片洒水装置是专门用来清洗静叶片上的煤气灰尘的；高压罐和低压罐位于静叶房的出口

处、煤气管道的两旁，它们是用来收集静叶片的清洗水的；除雾器是用来清除从静叶房出来的煤气中的水雾的，其结构与消音器差不多，也是多层多孔结构；NK 阀是一种特殊的阀门，它是由阀和水封构成，切断煤气时，阀（两片球冠形金属盖）伸开将两边的管道堵住，然后再对阀间进行水封，可起到双层保护作用，防止煤气泄漏；液压室有两台控制油泵、一台润滑油泵和许多管道系统，两台控制油泵（一备一用），它控制着TRT系统的各个阀门（均是液压的），它是常转的，而润滑油泵只是在TRT并网前的一段时间内运转，它是TRT系统内部的润滑系统的动力，TRT达到一定转速后润滑油泵自动停止，由TRT系统内部油马达驱动的润滑系统。

2、工艺流程

TRT系统的工艺流程如下：

3、辅机系统

1）润滑油系统

油箱→油泵→过滤器→油压调态器→油冷却器→透平、发电机轴承→回流管→油箱

有两台泵：辅助油泵和主油泵

2）控制油系统

控制油箱→控制油泵→过滤器→油压调态器→定子伺服机构→节流孔→紧急切断阀伺服机构→过速度切断装置

3）冷却水系统

三、炉前出铁系统：

1、3BF炉前概况

出铁场、操作平台是进行高炉作业－－出渣、铁的场所。出铁场的形式由出铁口数决定，3BF设四个出铁口，分为南北两个出铁场。出铁场作业状况是决定炉况顺行的一个因素，若炉内渣、铁出不净，则高炉顺行就很难维持。为此，现在大高炉是使用两个铁口轮流出铁，采用连续出铁的方式，炉内渣、铁量只在小范围内波动。因此，出铁场的构造与设备必须确保炉前作业顺利进行，炉内渣铁的管理重点是从铁口出净渣铁。

2、炉前的主要设备

?出铁场吊车

出铁场吊车是用于从出铁场下面往出铁场装卸各种材料和在出铁场内进行搬运作业，3BF吊车的能力是100t。

?开口机

随着高炉大型化和高压、高风温操作，渣铁生成速度非常快，要求用泥将铁口堵得很牢，出铁时又要在短时间内准确地打开铁口，这就需要强有力的开口机。

3BF 作为大型化的高炉，其使用的开口机必须具备下述条件：

1)对坚固泥炮具有强大的钻透能力

2)在短时间内将铁口钻开

3)铁口深度变化时能相应调整其行程

4)能迅速退避，以躲避由铁口喷出的煤气和火焰

5)耐高温和粉尘影响

6)使用可靠，无故障

7)检查、修理方便

泥炮

在出铁后期渣铁快出净时，会出现煤气夹杂着渣铁喷出的现象，这时要用泥炮将炮泥打入铁口，将铁口堵口。堵铁口的设备就是泥炮。由于高炉的大型化和采用高压操作等先进技术，生产率逐年提高，相应的也需强度高、耐渣铁侵蚀的优质炮泥，同时打泥的数量也较过去增加，铁口深度也增加，这样才能保证炉前作业的安全及连续出铁，从而为炉况顺行创造条件。此外，堵铁口时煤气夹杂着渣铁喷溅，而且又是在高温条件下作业，观察、指挥、操作都十分困难，要求能迅速准确地堵住铁口，又要确保铁口深度，未出铁前不能出现铁口“自破”等事故。如果不能按要求堵上铁口，则要被迫减风或休风堵铁口，这样会给炉前操作及高炉顺行带来不利影响。因此，泥炮应具备以下条件：

1)体积小、推力大

2)保证不冒泥

3)结构简单

4)坚固、经久耐用

5)耐高温、粉尘

6)运转操作简便

7)故障少而易修理

MHG液压泥炮最高打泥推力600t，采用自动操作。操作人员按动“自动堵口”按钮，泥炮堵铁口的全部动作按下列程序完成：油泵转动，油马达驱动大小齿轮副，使装有打泥装置的旋转框架向铁口方向旋转。当炮嘴旋转到正对铁口上方时，锚钩自动挂上，由装于锚钩上的限位开关发出压炮信号。压炮油缸驱动连杆机构使炮身倾斜向下移动，当炮嘴压紧铁口泥套，压炮油缸的油压上升到25MPa 时，由压力继电器发出打泥信号。

?混铁车

使用混铁车替代以往的混铁炉有以下优点，混铁车机动性能好，操作连贯、灵活，可做为脱硫处理设备并能长时间的大量贮存铁水。对混铁车性能要求如下：

1)为提高保温效果、罐口必须尽量小

2)鱼雷式构造适于轨道运输，并具有稳定性

3)本体设置驱动装置，使其能正、反旋转360o，具有停电时的安全装置和防止

倒转的装置

4)易大型化并有利于提高运输效率，宝钢使用的混铁车是320t。

?摆动流嘴

摆动流嘴是安装在出铁场铁水沟下面，把经铁水沟留来的铁水转换到左右任意方向，并注入出铁场平台下的鱼雷罐车中的设备。其具有以下优点：

A)缩短了铁水沟长度，简化了出铁场布置

B)减少了在高温、多尘条件下转换铁水挡板的工作

C)减少了修补铁沟的工作量

摆动流嘴主要由流嘴本体、耳轴、驱动装置等组成。具有以下工作特点：

1)驱动装置采用气动，对于高温环境较为安全可靠

2)设有手动装置，以便在供气系统或驱动装置发生故障时，不影响高炉出铁

3)从设计上采取了下列措施，以确保即使发生误操作时也不致使流嘴本体倾

动：

a.固定流嘴本体的耳轴为曲轴，使本体重心低于耳轴回转中心

b.采用有自锁作用的蜗轮作为减速装置

c.将驱动机构设计成曲柄摆动机构

四、炉前II系系统：

1、3BFⅡ系概述

3BF是目前我国最大的高炉，其冷却系统特点是采用全冷却壁冷却。冷却壁结构采用了世界上先进的新型薄壁冷却壁结构，冷却壁的设计和制造技术是由日本新日铁引进，其特点是对于冷却壁四周及角部、热负荷高、容易损坏的部位增设了冷却水管，使水管的密度与热负荷成正比例增加，甚至超过热负荷的增加；在这种情况下，水管表面的热流密度不但不升高，反而有所降低，使冷却壁铸铁内部温度下降，水管表面温度降低，避免了局部过热的危险，从根本上免除了水的局部沸腾。纯水循环冷却系统的特点是水量小、水压低、运行经济、检漏方便、安全性高，具有完善的检漏装置，以及可根据各段的热负荷来调节水量。

2、3BF炉体各部冷却壁的配置

3BF 炉体全部采用冷却壁冷却。新型冷却壁的设计和制造技术由新日铁引进，并获得在国内独设计和制造新型冷却壁的权利。3BF共有冷却壁18段，除炉腹上部、炉腰和炉身下部四段冷却壁由新日铁制造以外，其余14段均由宝钢设计和制造。这18段共有冷却壁790块：

炉缸部位：H

1：20块，H

2

：22块，H

3

～H

4

：20块，H

5

：38块，H

6

：52块

铁口部位：12块

风口部位：T-1：38块

炉腹、炉腰部位：B

1～B

3

S

1

～S

5

各56块（其中B2～S2为进口）

炉喉部位：R

1～R

3

各40块

此外，从炉底至炉喉的18段冷却壁按照不同区域的工作条件和工艺要求，采用

了不同结构型式的冷却壁，另外在B

2～S

3

段加装809根微冷器。

1）在炉底和炉缸部位，高炉内砌筑导热性良好的碳砖，冷却设备要尽量把砌体

中的热量传递出来，将1150°C生铁的凝固温度线远离冷却设备，保护更厚的砖衬不被侵蚀。在这部位设置了高冷却强度的新式横型冷却壁、铁口冷却壁、风口冷却壁。

2）炉腹、炉腰和炉身中下部是热负荷很高、温度波动最大，热震剧烈、碱金属

侵蚀严重等工作条件最严酷的区域。在炉腹和炉腰采用了新日铁第三代冷却壁；在炉身中下部采用了带凸台的第三代冷却壁和第四代冷却壁。

3）炉身上部，大型高炉炉身上部砌体受炉料的磨损，以及装料时温度波动，而

遭到损坏。因此，新建和改建的高炉炉身上部普遍采用了水冷壁。

合理的水冷壁设置方式能够保证炉料在下降过程中的正常分布，从而达到合理地控制煤气气流分布的目的。

3、纯水密闭循环系统

3BF对高炉冷却壁、炉底、热风阀等主要部位均采用了纯水密闭循环冷却方

式。根据冷却部位对供水压力，水量的要求不同，高炉纯水密闭循环冷却系统分为三个独立系统，即：

1）炉体本体系纯水密闭循环冷却系统纯水密闭循环冷却系统向炉缸、风口区、炉腹、炉腰及炉身中下部冷却壁的竖排水管供水。）

2）炉体强化系纯水密闭循环冷却系统

3）炉底及热风阀纯水密闭循环冷却系统

纯水密闭循环系统中的纯水由中央水处理场供给。纯水经各自系统的泵组加压后供给高炉冷却元件。冷却元件的回水经回水管进入各自系统的水/水板式换热器，被净循环水二次冷却后再经水泵加压循环使用。补充水量按纯水循环水量的千分之五考虑。间断补水根据膨胀罐或纯水罐的水位变化进行控制。

炉体本体系纯水密闭循环系统在炉顶设有脱气罐和膨胀罐。纯水回水流入脱气罐后，使水中气体在罐内分离，再流入膨胀罐吸收水的膨胀。膨胀罐内充氮气使纯水与大气隔离。

炉体强化系纯水密闭循环系统在泵站区设低位膨胀罐。膨胀罐内充填氮气，使纯水与大气隔离。

炉底及热风阀纯水密闭循环系统，只设不充氮气的纯水罐。

炉体本体系和强化系均设有应急柴油机热水循环泵（简称柴油泵），停电时保证系统中循环水量的50％。炉体本体系还设有当柴油泵启动不成功的情况下转为汽化冷却的装置。炉底及热风阀系统不设应急柴油泵，停电事故时转为循环水冷却。

3.1炉体本体系

纯水密闭循环冷却系统向炉缸、风口区、炉腹、炉腰及炉身中下部冷却壁的竖排水管供水。

系统流程：纯水经热水循环泵，通过两条DN500的供水管，引至高炉炉台下集管，分别向高炉四个独立区段的冷却元件供水。再分别从四根回水集管流经各自的脱气罐、膨胀罐，进入总回水环管。从总回水环管引出两根DN500的回水管回到纯水泵站，进入水/板式换热器再经热水循环泵加压后循环使用。

3.2炉体强化系

本系统向炉底侧面、出铁口的冷却壁水管以及炉腹、炉腰和炉身中下部冷却壁的角部水管、凸台水管和背部蛇形管供水。

系统流程：纯水经热水循环泵通过两条DN450供水关向高炉强化系的冷却元件供水冷却。回水汇集在总环管，由两条DN500的回水管进入设在泵站的水/水板式换热器，再经循环水泵加压后循环使用。

3.3炉底及热风阀纯水密闭循环冷却系统

本系统用于冷却炉底水管、热风阀、倒流休风阀等部件。

系统流程：纯水经热水循环泵通过一根供水总管分二路供水。一路为DN350，与热风总管共架通向高炉向炉底供水；另一路为DN400通向热风炉平台下热风炉供水集管。从供水集管上引出四根供水管分别向四座热风炉供水。炉底回水管DN400与热风总管共架回到泵站。与热风炉DN400回水管汇合后，通过水/水板式换热器进入纯水罐，再经循环水泵加压后循环使用。

3.4纯水补充水系统

纯水补充水均由中央水处理场提供。纯水的补充水量按纯水密闭循环系统循环水量的千分之五计算。

补水方式：从中央水处理场来的纯水分两路，一路到炉体本体系和炉体强化系纯水密闭循环系统共用的纯水罐，根据各系统膨胀罐水位信号向各系统补水；另一路到炉底及热风阀纯水密闭循环系统，根据系统纯水罐的水位信号补水。

3.5加药装置

为了保证纯水的水质，在炉体纯水泵站内对本体系和强化系分别设有二套水质稳定加药装置。炉底及热风阀系统也设有二套加药装置。

3.6安全供水

高炉、热风炉冷却系统均为不可断水用户，为了保证对高炉冷却系统安全供水，采用如下措施：

1）所有电泵均由两路100％负荷电源供电。

2）各泵组均设有备用泵，各泵组泵间均相互联锁，互为备用，当其中一台工作泵故障时备用泵自动投入运行。

3）炉体本体系和强化系均设有柴油泵，停电时可由柴油泵保证50％的供水量。

4）炉底及热风阀系统设有切换装置。停电时能自动切换为清循环水供水。清循环水系统设有高架水塔和应急柴油机泵。

5）炉体本体系设有转汽化冷却的装置，在停电且柴油泵故障期间可转为汽化冷却。

6）所有管道均选用无缝钢管，炉体系统供回水为双管，当一路故障时，另一路可保证70％的正常供水量。

五、水渣系统：

1、3高炉水渣概述：

三高炉水渣系统采用因巴法水渣控制及设备系统，是目前世界上广泛采用的且技术成熟的系统，其工作目的是将高炉炉渣通过一系列工艺处理，产成高炉副产品－水渣，通过卡车销往他处。

2、水渣工艺流程

输送系统：

渣沟－吹制箱－渣水斗－方沟－转鼓－1#皮带－2#皮带－水渣槽

水系统：

沉淀槽－热水槽－冷却泵－冷水槽－粒化泵－吹制箱

其中：沉淀槽下有两台循环泵打槽内污水到吹制箱上部来加强对渣的冷却，沉淀槽上部的清水经溢流到热水槽，热水槽与冷水槽之间有一热水阀用来维持热水槽内水的平衡（热水槽水位低于3.6m时阀门打开补水，高于4.2m时阀门关闭），冷水槽下配备4台加压泵打水用来清洗筛网，冷水槽与外部水场间有阀门连通，用来维持系统水的平衡。

3 B F 冲 渣 ( I N B A ) 流 程 图

9、输送BC 10、卸料翻板 11、料 仓 12、中转站 13、风 扇 14、冷水池 15、补给水 16、水清洗

17、气清洗 18、循环泵 19、附助喷咀 20、冷却水 21、增压泵 22、给水泵 23、搅拌泵 24、料仓清洗

六、煤粉系统：

高炉喷煤是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤粉或烟煤或两者的混合煤粉，以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，降低生铁成本。它是现代高炉冶炼改变燃料结构的一大技术方向，同时也是高炉操作调节的一项手段，并成为高炉炼铁系统降成本的重要一环，是高炉炼铁能否与其他炼铁方法竞争，继续生存和发展的关键技术。

3BF 喷煤系统由制粉系统、喷吹系统以及新近并入的集中供煤三部分组成，其中制粉系统又分为A 、B 、C 三个系列。下图为3BF 喷煤系统工艺流程示意图。

COG 1、 制粉系统

制粉系统由原煤储运、干燥气发生炉、磨煤设施、煤粉收集设施及相应的电控和仪表系统组成。工艺过程是粒度小于25mm 的原煤经皮带输送机进入原煤仓储运。通过给煤机将原煤喂入旋转运行的磨煤机磨碗上，在其离心力作用下原煤