霸州新利钢铁5#1068m3高炉设计特点

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1、2011年全国炼铁低碳技术研讨会论文集霸州新利钢铁5#1068m3高炉设计特点朱玉峰孙晓东中钢集团工程设计研究院有限公司石家庄设计院摘要：霸州新利钢铁5#1068m3高炉设计采用全覆盖、砖壁合一薄壁炉衬、碳砖-陶瓷杯复合炉底、PW串罐无料钟炉顶、改进型顶燃式热风炉、全干法布袋除尘等一系列先进实用技术，为实现“高产、优质、低耗、长寿、环保”的生产目标奠定了技术基础。关键词：高炉设计；薄壁炉衬；无料钟炉顶；顶燃式热风炉；干法布袋除尘1.前言霸州新利钢铁有限公司为实现三百万吨钢规模，决定新建两座1068m3高炉，年产生铁2×110万t。高炉主要设计指标：利用系数3.0t/m3.d

2、，入炉综合品位不低于60%，焦比320kg/t，煤比200kg/t，风温1150～1250℃，炉顶压力0.18MPa，高炉一代炉龄大于12年。其中5#1068m3高炉已于2010年3月3号开炉，6#1068m3高炉正在建设中。5#1068m3高炉在设计过程中采用了多项国内先进实用技术。2.高炉本体高炉设计采用了有利于强化冶炼的矮胖型，并采用全冷却壁、砖壁合一薄壁内衬、水冷炉喉钢砖、水冷碳砖炉底（炉底采用石墨、半石墨质焙烧碳砖+塑性相复合刚玉砖结构）等技术，为高炉生产稳定顺行奠定基础。2.1高炉内型在总结国内外同类型容积高炉内型尺寸的基础上，结合新利钢铁具体原、燃料条件，设计

3、采用适宜强化冶炼的矮胖炉型[1]，高炉炉型参数见表1。其特点如下：表1高炉内型参数m项目参数项目参数炉缸直径7.8炉身高度12.57炉腰直径8.8炉喉高度2.0炉喉直径6.0炉腹角81°24′36″死铁层高度1.45炉身角83°38′41″炉缸高度3.8高径比2.75炉腹高度3.3风口数目20个有效高度23.3铁口数目2个炉腰高度1.6有效容积1068m32011年全国炼铁低碳技术研讨会论文集（1）适当提高炉腹高度、减小炉腹、炉身角度。根据目前高炉操作经验，较小的炉身角有利于受热膨胀后的炉料下降。较小的炉腹角有利于煤气流的均匀分布，减弱对炉腹生成渣皮的冲刷，保持渣皮稳定，从

4、而稳定高炉炉况，保护炉腹冷却壁，延长其寿命。（2）适当加深死铁层厚度。减少出铁时铁水环流对炉衬的侵蚀，提高炉底炉缸寿命。同时较深的死铁层可以储存较多的铁水，有利于保证炉缸有充足的热量储备，稳定铁水温度和铁水成分。（3）加大炉缸高度。可保证风口前有足够的风口回旋区，有利于煤粉的充分燃烧，改善高炉下部中心焦的透气（液）性。2.2高炉内衬设计充分考虑了高炉各部位的不同工作条件和侵蚀机理，结合新利钢铁公司原燃料条件，有针对性地选用耐火材料，并在砌筑结构上实现砖衬的稳定性[2]。（1）从高炉长寿方面综合考虑，在炉缸这一影响高炉寿命的关键部位采用“陶瓷杯”技术；炉缸、炉底采用国产高导热

5、半石墨化烧成微孔碳砖，其中炉底碳砖采用“人”字形交错砌筑，高炉砌筑完的内型即为操作炉型。（2）铁口通道、风口区采用刚玉大块组合砖砌筑，加强了结构上稳定性。（3）炉腹及以上区域采用砖壁合－薄内衬结构形式。耐火砖内衬采用冷镶方式直接与冷却壁砌成整体，砖衬材质：炉腹、炉腰及炉身下部选用烧成铝炭砖；炉身中部选用高铝砖；炉身上部选用浸磷酸盐粘土砖。3.PW型串罐无钟炉顶技术高炉装料设备采用“PW”串罐无钟炉顶，系统密封性能好，布料灵活，可实现高压操作；该设备运行可靠，重量轻，寿命长，布料无偏析，特别是气密箱，水冷却加氮气密封，运行故障少[3]。炉顶设计压力0.2MPa；溜槽倾动速度0

6、～1.6°/s；溜槽回转速度0～12r/min；受料罐及称量罐有效容积24m3；上密封阀及下密封阀直径700mm；料流调节阀直径650mm；溜槽长度2550mm；溜槽倾动范围13～53°；柱塞阀及中心喉管直径650mm；气密箱冷却方式为水冷，氮气密封。4.改进型顶燃式热风炉技术霸州新利钢铁5#1068m3高炉配置3座改进型顶燃式热风炉，采用单一高炉煤气为燃料，利用烟气余热对煤气、助燃空气进行预热，能够保证送风温度达到1150～1250℃[4,5]。（1）布置合理，工程造价低。由于顶燃式热风炉利用炉顶空间进行燃烧，取消了侧燃室或外燃室，大大降低工程投资，同时与外燃式、内燃式相

7、比占地面积较小，方便布置。（2）预燃烧室布置在拱顶上部，与蓄热室在同一中心轴线上，可保证烟气均匀进入格子砖，提高了热风炉蓄热室的利用率。（3）热工系统结构设计合理、稳定。热风炉燃烧器设置在热风炉顶部，煤气、空气在热风炉拱顶混合，经喇叭口在锥段燃烧。此结构形式的热风炉具有煤气、空气混合均匀、燃烧充分、蓄热体受热均匀、风温高的特点，在国内具有领先地位。（4）蓄热室采用19孔Φ30mm格子砖，上部采用低蠕变高铝质格子砖；中段材质为高铝质格子砖；下段材质为粘土质格子砖。19孔Φ30mm格子砖单位加热面积达48.7m2/m3