高炉技术发展现状及济钢3200m3高炉的设计特点

用 了 自己生产 的铸 铜 冷却 壁 ， 导 热 能 力 强 ， 靠 其 可 性高 ， 能够 有 效 保证 炉 缸 的冷却 效 果 ， 炉缸 实 现 是
长 寿的重要 途径 之一 。 目前 大 中型 高炉 大 多 数 采 用 砖 壁一 体 化 的薄 壁 内衬结 构 ， 却壁 的厚 度 与砌 砖 要 求 的差 别 大 ， 冷 出现 了二 者 的衔 接 过 渡 问题 。 因此 如何 解 决 炉 腹
风温度 １ ０ ０℃的实例 ， 国宝 钢 ３ ３ 我 号高 炉年平 均风
温在 １ ４ 亦 属于 世界先进 水平 。 国内外 先进 ４ｏ ２ Ｃ， 的热 风 炉结 构 类 型 主要 有 改 进 型 内燃 式 、 燃式 、 顶
２ 高炉技术研 究发展 现状
２１ 高炉 Fra Baidu bibliotek型化 ．
外燃 式 ３ 。Ｋ ｌｇ 顶燃 式热 风 炉是 ２ 世 纪 ７ 年 种 ａｕｉ ｎ ０ ０
情况 确定 喷煤 量 ， 新 建高 炉 的喷煤 装置 通常 都选 但 取 较 高 的设计 喷煤 比 。 目前 喷 煤世 界 先 进 水平 为 １０～ ２ ｇｔ一流水 平应 为 ２ ０ ４ ｇｔ ８ ２ ０ｋ ／ ， ２ ～２ ０ｋ／ 。随着 高 炉喷煤 技术 的发 展 ， 研究 重点 将会 转移 到诸 如风 口前煤 粉燃烧 状况 监 测 、 喷煤量 精确 计量 控 制及专 用设 备和煤粉 预热技术 开发等 领域上来 。 ２ 热 风炉 技术 。热 风温 度 是廉 价 的能源 ， 企 ） 对 业 节能减排 有着显 著 的作 用 ， 温升 高 １０ｏ 可 降 风 ０ Ｃ， 低炼铁焦比 １ ５～２ ｇ ， ０ｋ／ 允许 多 喷吹 ３ ４ ｇ 煤 ｔ ０～ ０ｋ／ ｔ
基 本代 表 了 国外 高炉 大 型化 的发 展 状况 。据 不完
全 统计 ， 国 自２ ０ 我 ０ ４年 以来 相 继建 成 投 产 的 ３２ ０ ０ ｍ 级 高 炉 １ 座 ， ０ 高 炉 ８ ， ０ 高 ５ ４０ ０ｍ 级 座 ５０ ０ｍ 级 炉 ３ ， 有越来越 大 的趋 势 。 座 且 ］ ２２ 高炉主 要装备技 术 ． １ 喷 吹技 术 。为 了节 焦增 产 ， ） 调剂 炉况 和促 进
炼铁专业 。现 为济钢集 团国际工 程技术有限公 司副 总工程 师兼炼 铁事业 部部长 ， 高级工 程师 ， 事团矿 、 铁工艺及 资源综合 利用 从 炼
研究工作。
１ ６
董宝利等
高炉技术发 展现状 及济钢 ３ ０ ０ 高炉 的设计特 点 ２ ｍ
２ １ 年第 ４ ０２ 期
煤 气 量 和含尘 量都 增 大 ， 重力 除 尘器 的除尘 效率 明
技术 的研究也不断有新突破 。济钢 ３ ０ ’ ０ 高炉设计采用 了带耐火材料 内衬 的高效荒煤气螺旋筒式旋风 除尘 器、 ２ ｍ 嘉恒法渣 处理工 艺及渣余热 回收技术 、 自主创新开发的炉腹复合铜冷 却壁等“ 先进 、 实用 、 济” 经 的冶炼工艺和装备 技术 ， 投产后 ， 高
炉实现 了安全 、 稳定 、 可靠运行 。
区域 与 风 口区冷 却 壁 的衔接 问题 ， 护 与之相 接 的 保 风 口区冷却 壁 ， 保 持必 要 的风 口带 砖衬 厚度 是 高 并
量 的除 尘 灰 对周 围环 境 和 土 地造 成 严 重 污 染 。 目 前 主 要 的输 灰方 式 是 机 械 输送 。机 械 输 送 工艺 设
备 复杂 、 障率 高 、 故 维修 量 大 ， 且输 送过 程 中产 生二
次 扬尘 。在环 保 日益受 到 重视 的今 天 ， 力输 送逐 气
条全新 之路 。
４ 气 力 输送 技 术 。钢铁 行 业 污染无 处 不在 ， ） 大
淬 ； 种是将 炉渣机 械破碎 后 ， 进行水淬 。 一 再
主要处 理工 艺有 ： 滤 （ Ｃ ） （ 池过 滤 ） 因 底 Ｏ Ｐ法 渣 ， 巴（Ｎ Ａ） 、 拉 （ Ｙ Ａ） 、 ＩＢ 法 图 Ｔ Ｎ 法 马钢 法 （ 鼓脱 水 ） 转 ， 拉 萨 （ Ａ Ａ） （ 水 槽 ） 明特 克 （ Ｔ 法 （ 升脱 Ｒ Ｓ 法 脱 ， Ｍ ｃ） 提
名称
因巴法 图托法
水 ） ｎ。 等
渣 处理工 艺对 比见表 １ 。
占地面积 投资额
中 中 最大 中
表 １ 高 炉 渣 处 理 工 艺 对 比
１ 艺过程 ＝
熔渣沟＋冲制箱 ， 转鼓 ＋皮带机 ＋水池 ， 热水 池＋冷 水池＋泵 熔 渣沟＋冲制箱 ＋粒化轮 ， 转鼓 ＋斜料槽 ＋水池 ， 热水 池＋冷水池 ＋泵
气 条 件下进 一 步提 高送 风温度 、 降低 工程投 资仍 是
创 新技术研 究 的重 点方 向。 ３ 于法 除尘技 术 。高 炉煤气 中粉 尘构 成 为 ０～ ） ５ ０ ｉ， 力 除 尘 器 的作 用 是 除 去 ＞６ ０ ｎ重 ０～９ Ｉ ０ Ｔ Ｉ
高 炉顺 行 ， 炉 喷吹 技 术被 广 泛研 究 并 应 用 ， 高 已被
染 小 等 优 点 ， 于 传 统 的 湿法 洗 涤 除 尘 工艺 ， 国 优 是
家 大 力 推 广 的 清 洁生 产 技 术 。随着 一 批 大 型 高 炉
流量 、 浓度 、 高 长距 离 的钢铁 粉 尘 无 污 染气 力 输 送
技术 迫在 眉睫 。
煤 气 干法 袋式 除尘 使 用成 功 ， 干法 除 尘技 术 已呈加
关键词 ： 高炉炼铁 ； 发展现状 ； 大型化 ； 高炉设计 ； 设计特点
中图分 类号： Ｆ ６ Ｔ ０３ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ４ ４ ２ （０ ２ ０ — ０ ６ ０ １０ — ６ ０ ２ １ ） ０ １— ４ ４
１ 前
言
认 为是 现 代 高 炉冶 炼 的一 项 重 大技 术 革 命 。一 些 大 型高炉 并没 有一 味追 求高 喷煤 比 ， 而是 依据 具体
高炉技术发展 现状及济钢 ３２ ０ｍ３ ０ 高炉 的设计特点
董宝 利 ， 孙丽 君
（ 济钢集团 国际工程技术有限公 司 ， 山东 济南 ２ ０ ０ ） ５ １ １ 摘 要 ： 介绍 了国内外高炉技术 的发展现状 。大型化是高炉 的发展趋势 ， 高炉 的装备技术 、 长寿技术 、 节能减排和能源利用
速 发 展 趋 势 ， 但 在 国 内进 行 推 广 ， 为 国外 同行 不 也 看好 ， 开始 走 出 国门 ， 创 了高 炉煤 气 除尘 净 化 的 开
一
５ 渣 处理 技术 。现代 高 炉炼 铁生 产 中 ， ） 炉渣 处
理 主要采 用 水力 冲渣 方式 ， 在 事故应 急处理 时 才 仅 采用 干渣 处 理方 式 。水淬 时 ， 一种 是将 炉 渣直 接水
代 前 苏 联 研 究 开 发 出 的一 种 顶 燃 式 热 风 炉 ， 于 并
１８ 年 在 下 塔 吉 尔 冶 金 公 司 的 １５ ３ｍ 高炉 上 建 ９２ １ 成 。Ｋ ｌ ｉ 顶燃 式 热 风炉 与 其他 形 式顶 燃 式 热风 ａ ｇｎ ｕ 炉相 比有 明显 不 同 ， 采用 了内置 于炉顶 中心顶部 它 独特 的涡流式 陶瓷燃烧 器 ， 煤气 、 气混 合均 匀 、 空 充 分， 燃烧 完全 、 定 ， 烧效 率 高 ， 工特 性 良好 ， 稳 燃 热 温 度 分 布 比较 均 匀 ， 小 了温 差 引起 的热 应 力 ， 长 减 延 了热风 炉寿命 。因此 在 Ｋ ｌｇ 热风 炉 的基础 上 ， ａ ｉ ｕｎ 对 顶燃 式热 风 炉进行 优化 设计 ， 其在 全燃 高 炉煤 使
济钢 ３２０ｍ 高炉 工程 的设计 采用 了现代 高 炉 ０ 冶 炼 生产 中 “ 先进 、 实用 、 经济 ” 冶炼 工艺 和 装 备 的 技术 ， 工程 的顺 利投 产 为其创 新技 术 的推广 和应 用
起 到 了 良好 的示 范效应 。
粉， 使风 口区理论燃 烧 温度升 高 ６ ０℃。芬兰 己有 热
输 灰 。钢铁 行业 虽 有少 量投 运 ， 输送 距 离都 不过 百
米 ， 没 有 远 距 离输 送 的先 例 ， 且 已经投 用 的工 还 而 程普 遍存 在 管路 磨损 严 重 、 易堵 塞 、 灰 不 畅通 、 输 检 修 维 护工 作 量 大 的 问题 。 因此 研 究 分散 系统 的 大
第３卷 第４ ４ 期 ２１年 ８ ０２ 月
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山 东 冶 金
Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍ ｅａｌ ｒ ｙ ｈ ｎ ｏｇ ｔｌ ｇ ｕ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ４ １ ． ３ Ａｕ ｕ ｔ ０１ ｇ ｓ ２ ２
《生产技 术 Ｉ
１ １ 、 、 ｔ， ｔ ，ｔ ，ｔ
工艺 流程 时 ， 应从 技 术 、 投资 、 系统安 全 、 环保 、 品 成 渣质 量 、 系统 作业 率 、 备检 修 维护 、 设 占地 面积等 方
面进 行综 合 考虑 。就 目前来 看 ， 图拉 法 安全 性 能最 高 （ 中带铁 达 ４ ％时 ， 渣 ０ 仍能 正常工 作 ） 明特克法 投 ； 资与 占地 面 积相对 最 小 ； 资费 用最 大 的环保 型 因 投 巴法 在 技 术 上最 为 成 熟 ， 际应 用 的 高 炉亦 较 多 。 实
随着 全 球 资源 、 源 和经 济 形 势 的变 化 ， 炉 能 高
炼铁 技术 进入 了一 个全 新 的变革 时代 ， 炉大 型化 高
是 国内外 炼 铁 技术 的主 流发 展 方 向。对 大 高 炉 的 装 备技 术 、 寿技 术 、 能 减排 和 能 源利 用 技 术 的 长 节 研究 也 不断 有新 的突破 ， 技术 经生 产实 践 的检验 新 及 逐步 完善并 加 以推 广 ， 推 动我 国炼铁 结构 调整 对 和做 好 “ 二五 ” 十 炼铁 旧系统 的改造 ， 具有 十分 重要 的意义 。
渐 成为 散料 输 送 的主 流方式 ， 大 部分 应用 于 电力 但
显 降低 ， 加 了洗 涤 塔 和文 氏管 等后 序 除尘设 备 的 增
负担 。近 年来 ， 炉 煤气 干法 除 尘技 术得 到 了飞 速 高 发 展 ， 型高 炉煤 气 干法 布袋 除尘 技术 以其煤 气净 大 化 质量 高 、 水 、 电 、 资省 、 行 费用低 、 境 污 节 节 投 运 环
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ８ ２ １— ２ ２
的粉 尘 ， 使煤 气 中粉 尘含 量 ＜６ｇ 为下一 步 精 除 ／ ， ｍ
作者简介 ： 董宝利 ， ，９ ２ 生 ，９ ４年毕业 于山东冶金职工大学 男 １６ 年 １８
尘 打基 础 。 ２ 世 纪 ８ 年 代前 炼 铁 厂 的高 炉 煤气 ］ ０ ０ 除尘 系统 多 由重 力 除 尘器 、 涤塔 和 文 氏管 组 成 。 洗 随着 高 炉 利 用 系数 的不 断提 高 、 铁 产量 的增 加 ， 生
明特克法 熔渣 沟＋冲制箱 ， 水池 ＋螺旋机 ＋滤渣器 ， 净化水池 ＋泵 拉萨法 底滤法 熔渣沟＋冲制箱 ， 水池 ＋天车抓斗 ， 净水池 ＋泵
小 最 大
小 较大 较大
熔渣沟＋吹制箱 ， 渣泵 ＋中继泵 ＋脱水槽 ， 温水槽 ＋泵 ＋冷却塔 ＋给水槽 较 大
高炉 渣处 理是 炼 铁生 产 的重 要一 环 ， 用相 关 选
近 ２ ， ０ａ 日本 和欧盟 区 的在役 高炉 由 １９ 年 的 ９０ ６ 座和 ９ 座下 降 到 ２ 座 和 ５ 座 ， 是 高炉 的平 均 ５ ２ ８ ８ 但
容积却 分别 由 １ ５ １ ９ ８ｍ 和 ０ｍ 上升 到 ４１ ７ｍ 和 ５ ６ ５ ２０ ３ｍ 。世 界 上 ４０ ０ｍ 以上 高 炉 大部 分集 中在 ６ ０ 日本 ， 中 ５０ ０ｍ 及 以上 的高炉 日本有 １ 座…， 其 ０ ２ 这