我院铸造高炉长寿节能技术及装备的研发概述
发布时间:2016年01月26日

 

在去年年底集团组织召开的科技成果鉴定会上,由冶炼分院报送的《铸造高炉长寿节能技术及装备》项目经过来自中冶赛迪、中冶南方、中冶北方、中冶京诚以及北京科技大学等多名业内专家的质询、评审、讨论后,最终的技术鉴定结果为:国内领先。这标志着我院的炼铁技术,尤其是铸造高炉设计能力得到了行业的认可,为今后我院炼铁市场的开拓奠定了坚实的基础。
自“全国铸造高炉工程技术中心”在我院挂牌成立以来,冶炼分院炼铁所在总院及分院各级领导的带领下,对铸造高炉的技术装备升级进行了深入的研究。近年来,国家工信部认定了 166 家铸造企业以及共计 222 座铸造高炉,但是这些铸造高炉由于长期缺乏专业技术支撑和行业规范要求,整体技术及装备水平比较落后,在长寿、能耗、环保等方面与钢铁行业大型高炉相比存在明显地差距。基于此种行业背景,冶炼分院炼铁所以铸造高炉技术装备升级为研发目标展开了一系列的研究。依据铸造高炉的特点,借鉴钢铁行业大型高炉成熟、可靠、先进的工艺技术,结合工程实践中的创新技术装备为总体研发思路,将铸造高炉的各个系统模块化后进行分析、研究以及优化设计,最终达到铸造高炉长寿、节能及环保的目标。主要系统的优化设计包括:
1 )铸造高炉本体系统采用水冷炉底结构、大块炭砖+陶瓷杯的炉底炉缸砌体结构,全冷却壁覆盖+板壁结合形式的炉身冷却结构,水冷炉喉缸砖。
2 )热风炉系统采用顶燃格子砖热风炉,配套改进型燃烧器,关键位置由大块组合砖砌筑;热风炉设计三段式结构,合理选择耐材;采用新型环形通道的高效格子砖;双预热系统。
3 )喷煤系统包括原煤储运系统、煤粉制备系统、喷吹系统、热烟气系统等,铸造高炉喷吹煤粉是节焦、改进冶炼工艺的最有效措施之一。
4 )富氧系统:由于铸造高炉用氧量少,采用变压吸附制氧作为氧源。
5 )出铁场系统平坦化设计,保证出铁场平整光洁,除尘效果好,使炉前作业更加便利,减轻工人劳动强度。
6 )渣处理系统采用冷水底滤法渣处理设施,熔渣粒化效果好、渣水分离好,过滤层板结现象减少,冲渣蒸汽量明显降低,减小占地面积。
7 )煤气干法净化设施,降低煤气含尘量,有效回收煤气物理热。
8 )循环水系统采用冷却塔冷却,较普遍采用的晾水池方式,有效降低水体污染,减少新水补充量。
9 )通风除尘系统通过合理设计通风除尘设施,有效改善岗位环境,减少污染物排放。
10 )检测系统:为实现高炉生产自动化,需配置合理的过程检测系统;而对于炉底炉缸等关键部位的有效监测,又是实现高炉长寿的可靠保障。
同时,技术团队在工程实践中研发出来的创新技术也在相应的系统中得到了应用,具体的创新技术点包括:
1 )针对炉身最上部与炉喉衔接部位炉墙寿命短的问题,创新性地采用了“倒 L 型”结构与“半 U 型”结构冷却壁组合,用于炉喉与炉身衔接部位,合理引导煤气流,有效避免煤气流对冷却壁背面水管的冲刷。同时考虑了铸造高炉的投资建设成本,又根据炉体各部位热负荷不同的特点,在不同的部位设计采用满足抵抗该部位热流强度的冷却结构。本技术已申请实用新型专利。
2 )针对使用普通格子砖蓄热室通孔率低,换热效果差的问题研发热风炉,采用顶燃燃烧器,并首次采用环形通道高效格子砖,有效避免了由于格子砖格孔堵塞造成的通道断流现象,保证整个蓄热体的加热面积和蓄热能力,有利于气流分布均匀和温度均匀,提高了热风炉送风温度,降低了铸造高炉燃料比。
3 )针对开堵铁口时烟尘浓度大的问题,研发了出铁场雾化喷淋装置,有效抑制了开铁口、堵铁口瞬间的烟气量骤增外溢发生,在不需要加大除尘器能力的情况下,确保环保达标。本技术已申请实用新型专利。
4 )研发的二次放散法回收炉顶均压煤气装置针对无料钟炉顶,将传统炉顶均压一次性放散,分为二次放散,既可以节能减排,保护环境,又可以给企业带来一定的经济效益。本技术已申请实用新型专利。
通过上述技术方案对铸造高炉各系统的优化设计,使得铸造高炉技术装备达到了先进大型高炉的水平。同时,项目中的部分新技术已成功应用于河北春风 2 号铸造高炉的大修改造过程中。改造后,热风炉送风温度提高到了 1200 ,产量提高了 70t/d ,综合燃料比降低了 40kg/t ,煤气利用率提高到了 18.3% ,其改造效果充分体现了该技术的先进性、可行性,同时也给企业带来了明显的经济效益与社会效益。
铸造高炉长寿节能技术通过相应的工程实践,得到了业内专家以及相关企业的一致肯定。在成果鉴定会上,专家评委们一致认为此技术的推广会从根本上改变我国铸造高炉的现状,可使我国铸造高炉一跃成为世界先进水平,将对整个铸造高炉行业的节能减排工作产生积极的影响。炼铁团队全体成员也将以此为契机,将技术研发与工程实践紧密结合,不断提升自身技术实力,努力开拓炼铁市场,为设备院的发展贡献自己的一份力量。
 
 

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