唐钢乐亭项目高炉工程炼铁工艺方案.docx

1、唐钢乐亭项目高炉工程炼铁工艺方案唐 钢 乐 亭 项 目 高 炉 工 程炼 铁 工 艺 方 案中冶京诚工程技术有限公司2008 年 7 月1 说明该方案为唐钢宽厚板工程炼铁 3000m3 高炉项目炼铁工艺设计方 案，设计范围包括：槽上供料、贮矿（焦）槽、上料主皮带、高炉炉 顶、高炉本体、风口平台及出铁场、炉渣处理、热风炉、粗煤气除尘、 煤粉喷吹。该方案是在与业主结合后初步确定，由于双方没有在方案进行过 比较详细讨论，本方案存在一些需要进一部讨论的问题，如：热风炉 配置 4 座大热风炉加 2 座助燃空气加热炉是否合理，矿槽系统是否设 中间称量漏斗，出铁场采用一包到底方案与铸铁机系统如何配合,存 在

2、的问题等。需要双方进一部讨论后确定。2 炼铁工艺2.1 概述2.1.1 炼铁工艺设计范围 本工程炼铁工艺设计范围为高炉炼铁主工艺设施及工艺辅助设施。（1）高炉炼铁主工艺设施包括：槽上供料、贮矿（焦）槽、上料主皮带、高炉炉顶、高炉本体、风口平台及出铁场、炉渣处理、热 风炉、粗煤气除尘、煤粉喷吹。（2）炼铁工艺辅助设施包括铸铁机。2.1.2 原、燃料质量 按照高炉高产、低耗、长寿、环保和优质的要求，对原燃料质量要求见表 2-1表 2-5。 烧结矿由烧结厂供应，冷却筛分整粒后送到高炉料仓，烧结矿在烧结厂进行烧结矿分级，本 高炉设计烧结矿粒度： 518mm 和1850mm 两级。表 2-1 烧结矿质量

3、项 目单 位数值全铁 TFe%58.0铁份波动% 0.5碱度（R）1.82.0碱度波动 0.05含 FeO%8.0FeO 含量波动% 1.0低温还原粉化率 RDI%30转鼓指数 TI% 79烧结矿粒度mm550%5 (5mm )%5 (50mm )表 2-2 球团矿质量项 目单 位数 值全铁 TFe% 64铁份波动% 0.5常温抗压强度N/个 2200转鼓指数 TI(+6.3mm)% 90耐磨指数(-0.5mm)%4.0还原膨胀率%15低温还原粉化率(+3.15mm)%89S%0.05K2O+Na2O%0.1粒度1016mm% 90-5mm%5表 2-3 块矿质量项 目单 位数 值全铁 TFe

4、% 64铁份波动% 0.5水分%3热爆指数%1还原性%55P%0.06S%0.05粒度mm825%6 (5mm )表 2-4 焦炭质量项 目单 位数 值灰份% 12.5含S %0.6转鼓指数M40% 84M10%7.0反应后强度 CSR%68反应性指数 CRI%25粒度粒度范围%2575粒度大于上限%10粒度小于下限8表 2-5 喷吹用原煤质量成 分工 业 分 析 （ % ）哈氏可磨系数HGIVrAgWySg设计条件2510100.650表 2-6 入炉原燃料杂质控制指标KNaZnS2.0kg/t-p 0.15kg/t-p 3.0kg/t-p2.1.3 主要技术经济指标主要技术经济指标见表 2

5、-7。表 2-7 高炉主要技术经济设计指标项 目单位指标备 注高炉容积m33000项 目单位指标备 注年产炼钢生铁104 t/a242年工作日d/a350日产铁量t/d6900利用系数t/（m3d）2.3设备能力 2.5焦比kg/t320煤比kg/t180设备能力 250渣比kg/t300熟料率95其中：烧结矿75球团矿20块矿5%熟料率95入炉矿品位59.0热风温度1200设备能力 1250富氧率%3设备能力 5炉顶压力MPa0.20.25设备能力 0.28高炉一代寿命a15目标达到 20 年热风炉一代寿命a302.1.4 产品和副产品（1）铁水铁水年产量 242 万 t/a，设计计算铁水成

6、分、温度见表 2-8。 表 2-8 铁水成分和温度C（）Si （）Mn （）P （）S （）铁水温度 （C）4.00.50.350.050.031480（2）炉渣炉渣按 100 %冲水渣设计。水渣含水约 10 %，外销作为水泥厂 原料。水渣年产量 80.7 万吨/年。（3）煤气 高炉不富氧条件下：小时高炉煤气发生量平均 54.45104 Nm3/h，其中高炉自用 29104Nm3/h，输出高炉煤气 25.45104 Nm3/h。 高炉富氧 3%条件下：小时高炉煤气发生量平均 51.17104 Nm3/h ，其中高炉自用 27.9104 Nm3/h，输出高炉煤气 23.27104 Nm3/h。2

7、.1.5 原燃料消耗及物料平衡（1）原燃料消耗吨铁耗矿 1.625 t/tHM，烧结矿、球团矿的配比分别为 75 %、20 %、5%。焦比 320 kg/t，煤比 180 kg/t，原燃料消耗见表 2-9。表 2-9 主要原燃料消耗表（按目前生产的矿条件）名 称入炉量kg/tHM返矿率/含水率返矿量kg/tHM单耗kg/tHM高炉年需要量万 t/a烧结矿121910%1361355327.9球团矿3255%1734282.8块矿8110%99021.8杂矿10102.42焦炭3207%2434483.2喷吹用煤18010%（水分）47.9（2）物料平衡物料平衡见图 2-1。烧结矿327.9球团

8、矿82.8块矿21.8杂矿2.42焦炭83.2煤粉43.6铁水242水渣80.713000m3 高炉29高炉 煤气54.45碎矿 39.2碎焦 5.8炉尘 4.36烧结厂煤气管网炼钢 水泥厂图 2-1 炼铁系统原、燃料及产品流程图注：流程图中数据单位为万 t/年，高炉煤气单位 x104Nm3/h。2.1.6 主要工艺流程主要工艺流程见图 2-2。大烧结矿、小烧结矿、 球团矿、 块矿、 杂矿、 焦炭槽上小烧结槽上大烧结、球团、块矿 槽上小烧结 槽上焦炭小烧结杂矿仓大烧结、球团矿、块矿仓杂矿仓 焦炭仓给料机振动筛给料机振动筛给料机振动筛碎矿皮带机 称量斗碎矿皮带机称量斗称量斗称量斗 碎焦皮带机碎矿

9、仓 槽下运矿皮带机槽下运矿皮带机槽下运焦皮带机振动筛溜槽汽车或胶带运输上料主皮带机焦丁仓 碎焦仓并罐无料钟炉顶焦丁皮带机汽车或胶带运输炮泥等汽 车高 炉热风炉喷 煤焦丁称量斗高炉鼓风机助燃风机用户富 氧热交换器高炉煤气除尘器煤气灰汽 车煤气烧结厂铁水铁水包炼钢炉渣干渣坑汽 车环保 INBA渣场汽车煤气柜TRT 干法除尘图 22 工艺流程图2.1.7 车间平面布置高炉设四个铁口、两个出铁场、两套环保 INBA 渣处理装置、四 座顶燃热风炉、三排布置的焦槽与矿槽，采用胶带机上料。高炉车间主体设施布置在厂区西侧，平面呈半岛式布置。两套环保型 INBA 处理装置分别布置在两个出铁场外侧，重力除尘器及煤

10、气 设施布置在高炉的西北位置。电梯井位于高炉与热风炉之间。矿槽与焦槽位于高炉西侧位置，呈并列式布置。煤粉喷吹设施与煤粉制备集中建设。2.2 槽上供料系统2.2.1 槽上供料工艺流程 高炉槽上供料系统以进入矿（焦）槽系统第一个转运站为起点，从该转运站受料，通过胶带机将高炉所需原料送至高炉矿（焦）槽。 来自烧结车间的大、小烧结矿和来自原料堆场的球团矿、块矿、杂矿通过高炉供料系统，经转运站输送至高炉矿槽上，由重型卸料车 分别卸入高炉大、小烧结矿槽、球团矿槽、块矿槽和杂矿槽。高炉所需焦炭经转运站输送至高炉焦槽上，由重型卸料车分别卸入高炉焦 槽。矿槽槽上设 3 条矿石运输机，焦槽上设 1 条焦炭运输机。

11、工艺布置图见 2.3 节高炉贮矿（焦）槽系统附图。2.2.2 槽上供料系统设备配置 槽上供料系统设备配置见表 2-10。表 2-10 槽上供料系统带式输送机技术参数序号设备名称带宽（mm）运输能力（t/h）带速（m/s）水平长（m）提升高（m）备注1TK101120012002.01650烧结2TS102120012002.01650烧结3TK10312008002.01650球团、块矿、4TJ10112004002.01000焦炭2.2.3 控制与联锁（1）控制高炉槽上供料系统由原料场主控楼设置集中控制，控制方式有自动控制、集中手动操作和机旁单机手动操作三种控制方式，自动控制 和集中手动操作

12、在控制室内完成。当某矿槽的料位计发出低料位信号时，控制卸矿车的电动机启动，当卸矿车到达该矿槽(发出低料位信号的)位置时，行程开关发出 信号控制卸矿车电动机停止。同时行程开关的信号给原料场的 PLC， 通过 PLC 指令原料场按逆料流顺序启动运输系统设备。1）自动控制正常生产时采用自动控制功能，在控制室通过 PLC 实现。系统 根据事先输入及设定的参数自动完成作业流程。2）集中手动操作 集中手动操作也是正常生产时采用的操作方式。其功能有集中手动连锁操作，这是投产初期或是某一系统发生故障时所采用的操作方 式。也可采用集中手动单机操作，在设备调试，处理突发事故时，解除 PLC 控制和解除手动连锁操作

13、后采用的操作方式。3）机旁单机手动操作 设备单机调试、设备维修及处理现场突发事故时，采用的现场操作盘手动操作方式。（2）报警、检测与联锁1）启动警示与事故报警 在系统启动前，用声光信号警示现场人员注意安全，振铃信号延时 1020 秒后启动系统。在设备启动后，声音信号停止。 每条带式输送机上都装有速度检测器、跑偏检测器、拉绳事故开关等检测元件，该检测元件与振铃或灯光等报警信号相联，当设备发 生事故检测元件报警时，集中控制室内和现场应有声/光信号显示。2）检测及联锁对带式输送机的跑偏、打滑(速度) 状况进行检测，对矿槽的低 料位、高料位和极高料位进行检测。所有检测信号均可显示、自动报警及参与控制。

14、2.2.4 辅助设施为改善劳动条件，满足环境保护要求，在带式输送机各转运点均 设有通风除尘设施，除尘设施与工艺设备联动运行。为方便检修，在转运点设有电动葫芦和检修电源。2.3 贮矿(焦)槽系统2.3.1 工艺流程及布置 高炉矿槽槽上供料、贮矿（焦）槽和上料系统采用三排布置。2.3.2 矿槽和上料系统设计特点（1）根据高炉矿槽配料要求，矿（焦）槽设三排贮槽，其中焦槽 一排，小粒度烧结矿一排，另一排分别贮存大粒度烧结矿、球团矿、块矿和杂矿。（2）矿（焦）槽均采用槽下过筛工艺。大、小粒度烧结矿、球团 矿、块矿、焦炭入炉前在槽下过筛，筛除小于 5mm 的碎矿、小于 25mm的碎焦，粒度合格的炉料直接入

15、炉。筛下的碎矿经 1、2#、3#、4#碎矿胶带机运至碎矿转运站，经胶 带机送回烧结车间，也可通过分料器卸入仓内贮存，并通过汽车外运。筛下的碎焦由 5、6#碎焦胶带机运至碎焦仓，碎焦进行二次筛分，筛 分后的焦丁（1025mm）经称量漏斗、7#胶带机送至 TS101，与矿石混装入炉。筛下的焦粉经胶带机转运至烧结车间燃料破碎室，或经 碎焦漏斗直接落入焦粉仓储存，汽车外运。（3）槽下矿石按矿种分散称量，大烧结矿、球团矿、块矿、杂矿槽下均设称量漏斗，称量后的物料卸至 TS101 矿石胶带机，经矿石 中间称量漏斗转运至上料主胶带机，再由上料主胶带机运至高炉炉顶料罐；小烧结矿槽下设称量漏斗，称量后的物料卸至

16、 TS102 矿石胶 带机，经矿石中间称量漏斗转运至上料主胶带机，再由上料主胶带机 运至高炉炉顶料罐；焦炭采用分散称量，槽下焦炭经筛分后，合格焦炭卸至 TC101 焦炭胶带机上，经焦炭中间称量漏斗转运至上料主胶 带机，再由上料主胶带机运至高炉炉顶料罐。（4）炉料均设称量误差自动补偿，焦炭在中间称量漏斗处设有中子测水补偿称量误差。（5）扬尘点均设罩封闭后抽风除尘。（6）采用操作简便，不用砝码的电子称校秤装置。（7）胶带机上设有拉绳、跑偏、撕裂等保护装置。（8）在 TS101、TS102 矿石胶带机和 TC101 焦炭胶带机上设有除铁器，以防止尖锐物品划伤胶带而影响高炉上料。在 TS101、TS1

17、02矿石胶带机上设矿回式除铁器，在 TC101 焦炭胶带机上设自卸式除 铁器。（9）矿槽控制设自动、手动两种操作方式，自动操作时由 PLC 联锁控制，称量漏斗称量和槽下设备运行情况可在 CRT 上画面显示。2.3.3 矿槽工艺设计方案（1）矿焦贮槽设置数量、容积及贮存时间 矿焦贮槽设置数量、容积及贮存时间见表 2-11。表 2-11 矿焦贮槽设置数量、容积及贮存时间序号炉料名称数量（个）有效容积（m3）贮存时间（h）单个总容积1焦炭6520312014.22大粒烧结矿5620310019.13小粒烧结矿5460230042.54球团矿3620186041.65块矿241082063.26杂矿2

18、4108207碎焦仓113013098碎矿仓113013011（2）矿焦槽系统矿石、焦炭均采用分散筛分、分散称量的工艺流程。烧结矿在槽 下分别筛分后，合格的烧结矿分别进入烧结矿称量斗。待得到中间称量漏斗装料指令后，按预先设定的排料方式，将称量斗中的炉料排放到槽下矿石胶带机上，经矿石中间称量漏斗转运至上料主胶带机，并经上料主胶带机送入炉顶料罐。焦炭在槽下分别筛分后，合格的焦炭进入焦炭称量斗，并按预先设定的程序经焦炭胶带机、焦炭中间称量 漏斗和上料主胶带机送入炉顶料罐。焦槽槽下碎焦经碎焦胶带机送至碎焦筛分站进行二次筛分，将槽下碎焦中 10mm 以上的小块焦回收利用，每吨铁可回收 1220 公斤 小

19、块焦。为了检除掉入炉料中的铁件，保护上料主胶带机的正常运转，在槽下胶带机上设有废铁检除装置。 槽下称量均为自动控制，并具有称量误差补正功能；槽下各产尘点设置抽尘，由槽下集中除尘系统进行处理。2.3.4 主要设备参数（1）槽下焦炭设备 槽下焦炭设备包括焦炭槽手动闸门、焦炭振动筛、槽下焦炭运输胶带机、焦炭称量漏斗及闸门、碎焦仓，其设备规格见表 2-12。表 2-12 焦炭贮存和运输设备规格序号设备名称数量（台）规 格 及 性 能备注1焦炭振动筛及手动闸门6Q=150t/h 双层2焦炭称量漏斗及闸门6V=15m3 电液动启闭阀门3槽下焦炭运输胶带机1Q=980t/h B=1600mm V=2m/s4

20、5#碎焦胶带机1Q=100t/h B=800mm V=1.6m/s56#碎焦胶带机1Q=100t/h B=1000mm =706焦炭中间称量漏斗2V65m3 电液动启闭阀门7焦炭转换溜槽1B=800mm正常情况下，焦炭、碎焦胶带运输机的运输方式为连续工作。焦丁输送系统出故障时，碎焦用汽车方式外运。（2）槽下矿石设备 槽下矿石设备包括烧结矿、球团矿、块矿及杂矿槽手动闸门，烧结矿、块矿、球团矿振动筛，烧结矿、块矿、球团矿及杂矿给料机， 矿石、杂矿称量漏斗及闸门，槽下矿石运输胶带运输机和碎矿胶带运输机和碎矿仓。设备规格见表 2-13。表 2-13 矿石贮存和运输设备规格序号设 备 名 称数量（台）规

21、 格 及 性 能备注1烧结矿振动筛及手动闸门10Q=400t/h 双层2球团、块矿振动筛5Q=250t/h 双层3杂矿给料机2Q=120t/h4烧结矿称量漏斗及闸门10V=15m3 电液动启闭阀门5球团、块矿称量漏斗及闸门5V=12m3 电液动启闭阀门6杂矿称量漏斗及闸门2V=6m3 电液动启闭阀门7槽下矿石运输胶带机TS1011B=1800mm Q=2700t/hV=2m/s7槽下矿石运输胶带机TS1021B=1600mm Q=2000t/hV=2m/s81#、2#碎矿胶带机各 1B=800mm Q=250t/h V=1.6 m/s93#、4碎矿胶带机各 1B=1000mm Q=300t/h

22、 V=1.6 m/s10矿石中间称量漏斗1V65m3 电液动启闭阀门11矿石中间称量漏斗1V30m3 电液动启闭阀门在大小烧结矿槽、球团矿槽、块矿槽、杂矿槽槽下分别设有 1 个矿石称量漏斗，按照各矿种使用的配料比例进行称量，正常生产中考虑 4 个称量漏斗同时工作，特殊考虑 6 个称量漏斗同时工作，供应一 个炉顶料罐。正常生产条件下，碎矿采用胶带运输机运输。当碎矿胶带运输机出现故障时，碎矿可通过汽车外运。（3）焦丁系统设备 焦丁系统设备包括焦丁振动筛、焦丁仓闸门、焦丁给料机、焦丁称量漏斗及闸门等，设备规格见表 2-14。表 2-14 焦 丁 系 统 设 备 规 格序号设备名称数量（台）规 格 及

23、 性 能备 注1焦丁振动筛1Q=120t/h，双层2转换溜槽13焦丁漏斗及闸门1有效容积 6m346#焦丁胶带机1B=650mm Q=100t/h V=1.6m/s当每批料的第一个矿石称量漏斗打开闸门向槽下矿石运输胶带机排料的同时焦丁称量漏斗开始排料。（4）检铁装置 槽下焦炭运输胶带机上的废铁清除装置为自卸式除铁器，由胶带电磁铁将铁件吸出，并运到胶带机旁的废铁漏斗内收集。槽下矿石运输胶带机采用矿回式除铁器。当铁件通过检测装置 时，检测装置发出信号，在铁件到达电磁分离器时，电磁分离器励磁，将铁件及含铁烧结矿等一起吸在电磁铁上。随胶带前行，到达具有特 殊磁场排布的磁力分选区域，再经过分选区的多次分

24、选，使大部分磁 性物料又落回槽下矿石运输胶带机上。2.3.5 电气控制及其它（1）电气控制 高炉矿、焦槽系统的电气控制方式分为自动、手动和机旁手动三种。正常情况是在中控室内按预先编制的动作程序和动作条件自动运 转，也可在中控室内通过手动控制方式对系统设备单独操作。机旁手动是解除联锁，仅在试车或检修时使用。（2）监测及安全保护 在原料系统的关键部位设置了各种控制和监视装置、安全保护装置。如：料位计、连续除铁装置、中子水分测定仪、胶带输送机防纵 向撕裂、跑偏、打滑等安全保护装置。在各胶带输送机设置摄像头，在中控室设工业电视，了解和监视系统工作情况。（3）检修设施 在称量漏斗和振动筛漏斗上方设有手动

25、葫芦及运输电动葫芦，在转运站皮带机头轮上方均设有电动葫芦，供检修时使用。2.4 主皮带上料系统2.4.1 上料主皮带机高炉上料系统由 TS103 上料主胶带机及转运站组成。入炉矿石、焦炭等炉料经过称量后卸至矿石胶带机上和焦炭胶带机上，再通过中 间称量漏斗转运到上料主胶带机，由主胶带机运至炉顶料罐。主皮带机主要性能带宽： 1.8m 带速： 2m/s 水平长： 约 340m倾角： 11.5 输送能力：运矿时： 2800t/h运焦时： 980t/h传动电机： 四台，约 280kW/台上料主胶带机采用 4 机双驱动滚筒传动装置和垂直拉紧装置。传 动装置设在上料主胶带机通廊下中间部位的机械室内。胶带机上配有 防逆转装置、跑偏开关、事故拉绳开关、速度监测装置、纵向撕裂监测装置等保护装置。 上料主皮带机头轮设清扫和除尘设施。2.4.2 检修设施机械室内设有 3 台 10 t 电动单梁起重机，以备机械室内设备检修 时使用。在通廊的中间部位还设有 1 台 2 t 电动葫芦，供胶带机检修时使用。2.4.3 上料批数及作业率上料主胶带输送机作业率：高炉装料制度为 COL OS，焦批按 20t/ch、矿批 OL 按 78.7t/ch，、矿批 OS 按 22.85t/ch，最大日产生铁 7500t 时，日需上料批数为 120ch/d，每批料装料时间为 401.5s，则 上料作业