武钢炼铁厂之炼铁高炉

公司简介
武钢股份有限公司炼铁厂现有六座现代化大型高炉，是我国生铁的重要生产基地之一。炼铁厂 1958年9月13日建成投产。经过47年的建设、改造和发展，年生产规模达到1000万吨。炼铁厂具有精良的生产装备和先进的技术优势，1958年9月13日炼出第一炉铁水至今，已累计生产生铁16648万吨
主要原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
1、把铁矿石、焦炭、石灰石按一定比例分配成炉料，从炉顶进料口分批加入炉内，同时把预热过的空气从炉腹底部的进风口鼓入炉内。
2、因为热的气体由下上升，炉料由上下落，它们在炉内能够充分接触，使反应得以顺利进行，同时又能使炉料逐步预热，使热能得以充分利用。在进风口附近，焦炭遇热空气燃烧生成二氧化碳，并放出大量的热。
3、二氧化碳气体上升，跟炽热的焦炭反应，生成一氧化碳。
4、一氧化碳气体上升，跟从炉顶不断装入并逐步下降的铁矿石接触。在炉身中部，绝大部分铁的氧化物被一氧化碳还原成铁。
5、在冶炼过程中，混在铁矿石里的锰、硅、硫、磷等元素也会被碳或一氧化碳从它们的化合物中还原出来。少量的碳、锰、硅、硫、磷等在高温下熔合在铁里，成为生铁。生铁的熔点（1100-1200摄氏度）比纯铁的熔点（1535摄氏度）低得多。
6、铁矿石里除了铁的氧化物外，还含有难熔化的脉石，如果不把它们除去，就会影响生铁的冶炼。加入的石灰石是作为溶剂，用来除去脉石的。因为石灰石在高温下分解出的氧化钙，能跟脉石里的二氧化硅起反应而生成熔点较低的硅酸钙，从矿石里分离出来
根据工艺要求，高炉的三大部分可以实现以下主要功能:
矿槽:根据工艺要求，高炉的各种原料(焦炭、烧结矿、球团矿、杂矿)根据工长(炉长)安排的料单，进行配料形成料批，按照工序可自动连续给高炉供料，并实施监控。若发生故障，可在CRT上用鼠标开闭某个槽下原料料仓闸门或称量斗闸门，或可手动修改料单设定改变各种原料的配比。无论从主控室大模拟屏上还是从CRT上都可清晰直观地监控整个供料、配料、上料和布料过程
高炉:主要为炉顶设备的自动控制。从炉顶上料罐开始到开放散阀、开上密阀上料阀、关上料阀上密阀、开均压阀、开下密阀调节下料阀开度、左右探尺检测控制环形布料器布料，这一过程既可全部自动进行(布料器进行螺旋布料)，也可通过CRT画面用鼠标手动操作(布料器进行环行或定点布料);同时高炉各种工艺参数:包括炉体各层温度、炉顶压力、差压、冷却水温度及流量、氮气压力流量、料仓与气密箱的差压、炉顶蒸汽温度及压力等都可在CRT上直观地观察到，并且根据程序参与过程控制或者上下限报警。
热风炉:根据高炉生产的要求，热风炉在高炉生产期间不间断地向高炉送入热风，当正在送风的炉子温度降低到某下限值时，需自动切换到另一烧好的热风炉投入送风，此炉撤换下来重新燃烧，当燃烧到某上限温度时，若此时不需它来送风时，就自动转入焖炉阶段，等待被选中为高炉送风，这样三座热风炉由燃烧－焖炉－送风循环运行，同时三座热风炉的全部热工参数由PLC采集处理并在CRT上以各种形式显示。三座热风炉可按照操作人员的设置自动运行，也可随时手动干预。
高炉
横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。由于高炉炼铁技 术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁，还副产高炉渣和高炉煤气。
高炉大型化带来了技术指标先进、劳动生产率高和生产成本低的效果。从工艺操作和功能方面来说，高炉容积的大小，在很大程度上取决于钢铁厂规模以及矿石和燃料的质量。大型高炉要求焦炭强度高，矿石的强度、还原度、品位等也要高，粒度小于 5毫米的粉矿要低于5％
高炉炉体结构
按炉体外部结构、高炉基础、高炉内衬和冷却设备分述如下：
炉体外部结构
主要有自立式、炉缸支柱式、框架支柱式、框架自立式等四种（图2）。它们的差别在于支承炉顶、上部炉壳和砖衬负荷的地方不同。早期小高炉多是自立式，大型高炉大多采用框架自立式。现代大型高炉鼓风压力高,炉体外壳钢板加厚,壳内喷涂耐火材料，防止热应力和晶间腐蚀引起开裂和变形。风口平台有较宽敞的操作空间；取消渣口，改用矮式泥炮；风口平台连成一片，以便叉车和换风口机行走
高炉基础
高炉基础所承受的负荷按平均每立方米炉容约5～6吨考虑，用钢筋混凝土基础建在岩石、筒式桩或钢管桩（内灌水泥）上。海滨建厂的大型高炉基础采用长几十米的钢管桩作底座
高炉内衬
高炉炉壳内部砌有一层厚345～1150毫米的耐火砖，以减少炉壳散热量，砖中设置冷却设备防止炉壳变形。高炉各部分砖衬损坏机理不同，为了防止局部砖衬先损坏而缩短高炉寿命，必须根据损坏、冷却和高炉操作等因素，选用不同的耐火砖衬。炉缸、炉底传统使用高级和超高级粘土砖。这部分砖是逐渐熔损的，因收缩和砌砖质量不良，过去常引起重大烧穿事故，现在炉缸、炉底大多用碳素耐火材料，基本上解决了炉底烧穿问题。炉底使用碳砖有三种型式：全部为碳砖；炉底四周和上部为碳砖，下部为粘土砖或高铝砖；炉底四周和下部为碳砖，上部为粘土砖或高铝砖。后两种又称为综合炉底。设计炉底厚度有减薄趋势(由0.5d右减至0.3d左右或炉壳内径的1/4厚度，d为炉缸直径)。碳砖的缺点是易受空气、二氧化碳、水蒸气和碱金属侵蚀。炉腰特别是炉身下部砖衬，由于磨损、热应力、化学侵蚀等,容易损坏。采用冷却壁的高炉，投产两年左右,炉身下部砖衬往往全被侵蚀。炉身上部和炉喉砖衬要求具有抗磨性和热稳定性的材料，以粘土砖为宜。炉腹砖衬被侵蚀后靠“渣皮”维持生产
冷却设备
早期的小高炉炉壁无冷却设备，19世纪60年代高炉砖衬开始用水冷却。冷却设备主要有冷却水箱和冷却壁两种。因高炉各部分热负荷而异。炉底四周和炉缸使用碳砖时采用光面冷却壁。炉底之下可用空气、水或油冷却。炉腹使用碳砖时可从外部向炉壳**冷却，使用其他砖衬时，用冷却水箱或镶砖冷却壁。炉腰和炉身下部多采用传统的铜冷却水箱，左右间距250～300毫米，上下间距1～1.5米。炉身上部可采用各种形式的冷却设备，一般用铸铁或钢板焊接的冷却水箱。近几年来炉腰和炉身有的用镶砖冷却壁汽化冷却。但炉身下部由于热负荷较高，多改用强制循环纯水冷却；炉喉一般不冷却。冷却介质过去使用工业水，现在改用软水和纯水。直流或露天循环供水系统也已被强制循环供水系统所代替，后者优点是热交换好、无沉淀、消耗水量少等。

[本日志由 ztshbzx 于 2011-01-22 11:15 PM 编辑]
文章来自: 网络
引用通告地址: http://www.ztshbzx.cn/my/blog/trackback.asp?tbID=261
Tags: 武钢武钢 炼铁厂炼铁厂 高炉高炉 实习实习 生产生产