鞍钢新4号高炉的设计特点及投产效果

第２９卷第６期２０ｉ０年１２月

姑锨

１ＲＯＮＭＡＫＩＮＧＶ０１．２９，Ｎｏ．６Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０１０

鞍钢新４号高炉的设计特点及投产效果陈兴家马海林（鞍钢集团工程技术有限公司）

摘要对鞍钢新４号高炉设计特点及投产效果进行了总结。新４号高炉立足于全部国产化和自主创新原则，采用了多项先进技术，取得了高产、低耗、节能、环保的效果。关键词大型高炉长寿节能环保

ＤｅｓｉｇｎＦｅａｔｕｒｅａｎｄＳｔａｒｔｕｐＲｅｓｕｌｔｏｆＮｏ．４ＮｅｗＢＦｉｎＡｎｇａｎｇＣＨＥＮＸｉｎｇ－ｊｉａＭＡＨａｉ—ｌｉｎ（ＡｎｇａｎｇＧｒｏｕｐＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｉｍｉｔｅｄ）

ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｐａｐｅｒｃｏｎｃｌｕｄｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｓｔａｒｔｕｐｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｎｅｗＮｏ．４ＢＦｉｎＡｎｇａｎｇ．Ｔｈｉｓｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｉｓｂｕｉｌｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｕｌｌｙｌｏｃａｌｓｕｐｐｌｉｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ａｎｄｓｅｖｅｒａｌａｄｖａｎｃｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏ－ｇｉ镐ａｒｅａｐｐｌｉｅｄ．Ｏｎｔｈｉｓｆｕｒｎａｃｅ，ｔｈｅａｔｔｒａｃｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｓｓｕｃｈ鹪ｈｉｇｈｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｕｔｐｕｔ，ｌｏｗｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｈａｖｅ

ｂｅｅｎｒｅａｌｉｚｅｄｉｎａｄｄｉｔｉｏｎｔｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｒｉｅｎｄｌｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｌａｒｇｅｓｉｚｅｄｂｌａｓｔｆｕｍａｃｅｌｏｎｇｃａｍｐａｉｇｎｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ

鞍钢为淘汰装备陈旧落后的１０００ｍ３以下高炉，全面提高各项技术经济指标，提高全公司的经济效益和彻底解决一排高炉的环保问题，决定建设有效容积为２５８０ｍ３的新４号高炉。ｌ主要设计参数鞍钢新４号高炉的主要设计参数见表ｌ。２主要工艺技术特点２．１矿焦槽及上料系统矿、焦槽采用三排平行布置，其中矿槽为双排，烧结矿与球团矿各占一排；焦槽与矿槽分开布置，为单排。烧结矿、球团矿、焦炭的贮存时间分别为１２ｈ、２５ｈ、１５ｈ。烧结矿采用分散筛分、分散称量。焦炭采用分散筛分、集中称量。回收利用≥１０ｍｍ的小块焦，与烧结矿混装入炉，全年可回收２．５６万ｔ小块焦，其经济效益显著。所用原燃料均通过槽下胶带运输机经矿石中间斗及焦炭集中称量斗转运到上料主胶带运输机。矿石中间斗及焦炭集中称量斗各设２个，每个中间斗

表ｌ鞍钢新４号高炉的主要设计参数能装１个最大料批。上料主胶带运输机水平长约３２２．７５ｍ、带宽１６００ｍｍ、带速２ｍ／ｓ。槽下返矿、返焦均通过胶带运输机，分别运至粉矿和粉焦装车槽贮存，待装火车外运。

・１３・万方数据２．２炉项及粗煤气系统炉顶采用上罐固定式串罐中心卸料无料钟炉顶设备，其主要规格：料罐有效容积５５ｍ３，布料溜槽长度４０００ｍｍ。溜槽传动齿轮箱采用水冷、氮气密封。炉顶均排压系统采用半净煤气一次均压、氮气二次均压，一次、二次均压均能单独操作，排压时通过消音器放散。装料制度为Ｃｊ，ＯＪｒ、ｃｌ０。ｉＯ。ｌ，布料方式

有多环布料、单环布料、定点布料和扇形布料，以多环布料为基本装料制度。炉顶各设备均采用液压驱动，并在炉顶平台上设置炉顶液压站及润滑站，站内设有通风及消防设施。炉顶设３台探尺，其中２台探测深度为０～６ｍ，另ｌ台探测深度为０～２４ｍ，在炉顶外封罩上还设有炉内料面监测仪。设一台炉顶起重机，起重能力为５０ｔ／１５ｔ。

粗煤气系统采用“上升管＋球节点＋下降管”

的形式，重力除尘器上部设置新型旋流板以提高除尘效率。下部设置常压卸灰装置。煤气灰采用火车外运。高炉炉顶煤气放散阀、重力除尘器煤气放散阀均采用新型结构，液压驱动。２．３炉体系统（１）高炉内型。高炉有效容积为２５８０ｍ３，利用系数最大能力为２．５。结合鞍钢的原燃料条件和高炉富氧大喷煤后的内型发展趋势，为改善高炉透气性和充分利用煤气化学能，适当加大了高炉下部容积和降低炉身高度，采用矮胖炉型；同时适当加大死铁层深度，有利于避免环流对炉缸、炉底内衬的侵蚀，高炉内型尺寸见表２。（２）高炉炉体结构。高炉炉体结构为自立式框架结构，炉体框架与高炉完全脱离。框架的平面尺寸为：下部３０ｍ×２０ｍ、中部２４ｍ×２０ｍ、上部２０ｍ×２０ｍ。炉体从风口平台以上共设有六层平台，以有利于生产操作、安装、设备维修、维护的需要。（３）高炉冷却设备。采用埋管式水冷炉底，采用全冷却壁冷却方式。其中炉底炉缸设５段光面冷却壁（其中风口区为ｌ段异形光面冷却壁），炉腹至炉身下部采用３段铜冷却壁，炉身中上部采用６段镶砖冷却壁。（４）炉体冷却水系统。炉体冷却分成高压工业水和除盐水密闭循环２个冷却系统。高压工业水冷

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表２鞍钢新４号高炉内型尺寸项目数值炉缸直径ｄ。ｉｎｌｍ炉腰直径Ｄ．ｍｍ炉喉直径ｄ．，ｍｍ死铁层高度ｈｏ，ｔｏｎｉ炉缸高度ｈ，，咖

炉腹高度ｈ２。ｍｍ炉腰高度ｈ１，ｎｌｎｌ炉身高度ｈ。，ｎｌｍ炉喉高度ｈ。，ｍｍ炉腹角ａ炉身角８高径比Ｈ∥Ｄ风口数，个铁口数，个有效高度，ｍｍ风口高度，ｈｉｍＤ／ｄｄ．／Ｄ却系统包括风口小套、十字测温装置、炉内料面监测仪和炉顶洒水装置等，供水量为ｌ３２０ｍ３／ｈ。除盐水密闭循环冷却系统分为系统Ｉ和系统Ⅱ。系统Ｉ冷却范围包括炉底水冷管、风口中套、倒流休风阀、背部蛇形管系统，水量为７００ｍ３／ｈ；系统Ⅱ冷却范围包括炉缸冷却壁、铜冷却壁和镶砖冷却壁，水量为３７００ｍ３／ｈ，本系统在炉体上共设３层供水环管，采用“分段冷却”方式。（５）高炉内衬。针对高炉各部位所受到的侵蚀条件及不同类型的冷却设备，选择与之相适应的耐火材料。采用“塑性相结合刚玉莫来石陶瓷杯＋微孔炭砖”的炉底、炉缸结构；铁口组合砖采用刚玉莫来石砖和超微孔炭砖，风口组合砖采用复合棕刚玉砖；炉腹、炉腰及炉身中下部内衬选用了具有较强的抗碱金属性、抗氧化性和耐侵蚀性，同时导热性较高的氮化硅结合碳化硅砖；炉身中上部冷却壁镶砖材质采用烧成微孔铝炭砖和耐磨性优越的氮化硅结合碳化硅砖交替镶嵌。（６）炉体监测。为确保高炉生产稳定、安全、长寿，设置了必须的、可靠的监测装置，包括炉体温度监测．、冷却水系统监测、炉身压力监测、炉内料面监测等。（７）炉体附属设备。炉体附属设备包括水冷悬臂式十字测温装置、炉喉钢砖、卡丹型送风支管、贯流偏心式风口设备、炉顶洒水装置、炉内料面监测仪、ｌｌ客货两用电梯等。Ｍ勰愀姗咖埘鲫咖硼姗邮洲ｏ灿湖埘∞●ｌ８２４３２ｌ２７８２３４２３●０

万方数据２．４风口平台及出铁场系统采用矩形双出铁场，东、西出铁场各设２个铁口、３条铁水铁路线，每个出铁场２个铁口间夹角为７２。。铁水采用１００ｔ铁水罐车运输，同时能适应３２０ｔ鱼雷罐车。北出铁场下还设有ｌ条煤气灰清灰线。出铁场有效面积约６５００ｍ２。出铁场主跨分别设跨度为２１．２５０ｍ、２４．５８０ｍ的桥式起重机，起重量３２ｔ／５ｔ，轨面标高２７．７２０ｍ，付跨配置５ｔ桥式起重机，各起重机均采用无线遥控操作方式。采用固定贮铁式主沟、预制件结构渣铁沟、电动摆动流嘴、矮身液压泥炮、矮身液压开铁口机等设备，泥炮和开口机采用无线遥控操作方式。平坦化出铁场，考虑机械化风口平台作业，公路连通出铁场。考虑开停炉时需要，设有１个铁口可放干渣，渣沟与摆动流嘴连接，可配渣罐车和铁水罐车作业。２．５热风炉系统配备４座高温长寿外燃式热风炉，采用全高炉煤气作为热风炉燃料，设置高效烟气余热回收装置预热煤气至约１８０℃，另建２座预热炉预热助燃空气至６００℃，满足风温１２００一ｌ２５０℃、一代寿命为２５年以上的要求。拱顶及高温区采用硅砖，次高温区、中温区采用低蠕变高铝砖，低温区采用低蠕变黏土砖。配置高效陶瓷燃烧器，燃烧器上部采用耐热性、耐剥裂性良好的堇菁石质耐火砖，中部采用致密黏土砖，下部采用矾土水泥预热块，内侧下部设置排水装置。热风炉系统中除热风阀、助燃空气阀、混风切断阀及倒流休风阀采用水冷闸板阀和充排压阀采用双面楔型闸阀外，其余阀门均采用结构小巧、重量轻、动作灵活、密封可靠的新型蝶阀，烟道阀为金属硬密封，其他蝶阀为橡胶软密封。系统主要阀门采用液压驱动。热风炉燃烧用助燃空气采用集中送风，设置两台助燃风机，采用一用一备的工作方式。风机为双吸风口离心风机，吸风口设置消音器。每台风机最大风鼍１５６０００Ｎｍ’／ｈ，全压约１５ｋＰａ（表压）。炉箅子及支柱材质选用铬钼合金耐热铸铁。设置阀ｆＪ检修、更换用２０ｔ和１０ｔ桥式起重机。２．６炉渣处理系统炉渣处理按１００％冲制水渣没计．炉前不设干渣坑，开炉初期采用渣罐力－式出渣。在东西出铁场边各设置１套ＩＮＢＡ法水渣处理设施，冲制的水渣经胶带机输送到新建渣仓，再由汽车外运。考虑到水渣设施事故状态下高炉连续出铁、出渣的需要，在２套水渣设施旁各设置了１套备用小冲清系统。一旦转鼓或胶带机等设备出现故障，可立即启用备用冲渣系统冲渣，冲制的水渣用渣浆泵输送到另一侧的脱水转鼓内过滤，炉渣处理主要工艺设备技术参数见表３。

裹３鞍钢新４号高炉炉渣处理主要工艺设备技术参数项目数值或描述Ｉ：１处理渣量．ｔ／ｄ出渣速度。ｔ／ｍｉｎ冲渣水压力，ＭＰａ冲渣水量，ｍ３／ｈ电动转鼓过滤器，ｎｌｌｔｎ转鼓转速．ｒ／ｒａｉｎ胶带机Ｂ．ｍ胶带机ｙ．ｍ／ｓ１６４６（平均），１８７０（最大）６—８（平均），１０（最大）０．３（冲制箱出口）２４００晒０００ＸＩ．．６０００

Ｏ．３＿１．４１．２Ｉ．６

２．７煤粉喷吹系统煤粉喷吹系统按照喷吹烟煤设计，设有完善的安全监控设施，实际操作中也可以喷吹混合煤或单一无烟煤。在热风温度≥ｌ２００℃、富氧率１．５％一２．０％的条件下，按日产生铁６０００ｔ／ｄ计，喷煤能力为２００ｋｇ／ｔ，设备最大能力为２５０ｋｇ／ｔ。煤粉制备利用现有设施。煤粉喷吹系统利用一或二制粉车间改造为直接喷吹工艺，采用并罐、单管路加炉前分配器的直接喷吹形式，采用浓卡Ｈ喷吹技术．喷吹浓度Ｉ＞４０ｋｇ／ｋｇ，煤粉输送、喷枪冷却采用压缩空气，加压、流化采用氮气。２．８煤气净化及燃气设施煤气净化系统采用干式滤袋除尘净化工艺，配置１６个布袋箱体及１个总灰仓。干式滤袋除尘器后配套干式余压发电装置（ＴＲＴ）。高炉煤气发生量在高炉高压操作时正常为４３００００ｍ３／ｈ、最大为４６００００ｎ１３／ｈ，常压操作时为３０００００ｍ３／ｈ。重力除尘器后的煤气含尘量为

≤５９／ｍ３，清洗后煤气出口含尘量在高炉高压操作时≤５ｍｇ／ｍ３、常压操作时≤１０ｍｇ／ｍ３。余压发电装置（ＴＲＴ）的透平最大出力约１００００ｋＷ，其年发电鼍为７２Ｘ１０６ｋＷ・ｈ。经济效益

显著。ＴＲＴ所发的电并人高炉变电所。热风炉燃烧用高炉煤气量为２２００００ｍ３／ｈ，经除・１５・