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高炉煤气干法袋式除尘主要技术特点
高炉煤气干法袋式除尘技术在大型乃至特大型高炉使用,并不仅仅单纯的将小高炉的技术应用推广,而是需要进行多项技术的研发、升级,以适应大型高炉煤气流量大、压力高、温度变化范围大的工况条件,满足高炉系统稳定、运行的要求。典型高炉煤气干法除尘工艺流程如图1所示:
典型高炉煤气干法除尘工艺流程图
1-高炉,2-旋风除尘器,3-罐车,4-煤气换热器,5-布袋除尘器,6-灰仓,7-减压阀组,8-TRT,9-喷碱脱氯装置,10-管网放散塔
现代大型高炉煤气干法袋式除尘技术特点主要包括以下几个方面。
3.1 高炉煤气温度控制技术
高炉煤气干法布袋除尘使用的是高温滤料,但是它仍然有一定的温度要求,比如当前使用的几种滤布要求温度在100-220℃范围, 不超过260-280℃,太高要损坏滤布,太低则要结露,都影响除尘器工作,所以布袋除尘器对净化介质温度有一定要求。
高炉炉顶煤气温度大部分在250℃以下,但是由于冶炼情况复杂,温度过高过低是常有的事,比如炉况不顺,有时会升高到500-600℃以上,这样炉顶设备必须加以保护,并且干法除尘也无法使用,为此高炉煤气除尘系统采用以下降温措施:
1)炉顶喷水:炉顶喷水是必要的手段,防止出现高温损坏炉顶设备,降温幅度可达数百度。
2)煤气换热器:针对特大型高炉的工艺技术特点,在高炉煤气袋式除尘系统前置热管式煤气换热器作为高炉煤气降温装置,该装置可以根据高炉煤气温度的变化情况进行自动切换,以保证干法除尘滤袋在合适的温度下运行,采用热管式换热器进行换热不仅节约电能,而且不产生二次污染,设备简单,操作维护方便。
热管换热器利用热管原理将高温热量传递到水中从而降低煤气温度,是一种冷却设备。为减少磨损,热管表面钎焊了镍铬合金材料。这种设备传热效率高,体积小。在首钢京唐高炉投产初期,炉顶温度偏高,高炉煤气温度多次出现干法除尘入口超过260℃甚至300℃的情况,降温装置长期投入使用,温降可达70℃以上,运行效果好,满足了生产要求。
用汽车运输的耐磨板料槽
由于耐磨板料槽用汽车露天运输,为防止雨雪天时,雨雪落入耐磨板料槽,影响钢的质量或带来隐患,因而开发了专用耐磨板料槽,既满足转炉车间内向转炉加入耐磨板的需要,同时也充分考虑了遮盖、排水和运输的要求。
6.4耐磨板料槽运输车
自主研发和制造了大型耐磨板料槽专用运输车。(见图2)
自主研发的耐磨板料槽专用运输车
6.5计算机联网通讯管理
利用现代计算机网络技术将耐磨板加工间与转炉主控室联接,转炉对装入耐磨板的各种工艺要求,可以实时传送到耐磨板间调度室,而各种耐磨板质量和种类的变化、各个耐磨板装槽内的耐磨板重量情况,都可及时准确地返回到转炉主控室。
6.6可靠的耐磨板加工设备
1)采用先进的打包机(见图3)
采用引进国外先进的耐磨板液压打包机设备,打包机 压力为1010t,包块大小600×600×(400-1200)mm,每小时打52包,总重61.5t。可将入料的耐磨板折弯后打包,满足耐磨板加入转炉要求。
打包机适合处理耐磨板料场中厚度≤15 mm的轻薄料、边切料、冲压件、混杂等耐磨板。打包机技术性能高,减少人工切割量,可 程度增加产能。先进的打包机
2)采用先进的液压抓钢机
传统的原料场在搬运耐磨板时,都采用古老的门式起重机,工作效率低,占地大,搬运耐磨板的场地受限制。
迁钢露天耐磨板料场现用全液压抓钢机取代传统的门式起重机,全液压抓钢机设备性能可靠、投资经济,占地少,运行灵活,生产适用,搬运耐磨板速度快,效益高。
其它工艺设计创新点
(1)设计有内配煤工序,对于增加成品耐磨板的孔隙率和还原性提供工艺措施,可以降低总燃料消耗、降低台车箅条温度和风机电耗。此种高气孔率、高还原性的耐磨板用于高炉生产能提高生产率和降低热耗。
(2)熔剂及煤制粉系统采用热废气回用新工艺,降低系统热耗,降低热风炉设备规格,减少设备投资,减少废气排放量,有利于环保;能够控制磨机入口热风含氧量在8%以下,保证煤制粉的。
(3)根据耐磨板干燥特点,采用短粗型圆筒干燥机,相比常规长径比干燥机,筒体用钢量、驱动功率、尾气出筒体流速具有优势。驱动功率的优势能够减少电耗,降低运营成本;尾气出筒体的流速低,相应能够减小除尘器的负荷,确保排放达标。干燥机采用180度布置的液压马达驱动,降低驱动功率,干燥机运转更平稳。
(4)采用先进的高压辊压机,增加铁精矿比表面积,保证造球效果。
(5)配料系统采用计算机自动控制配料,给料设备采用变频调速技术,提高了原料重量配比的度。
(6)造球采用国产先进的φ7.5m固定刮刀圆盘造球机,可调整倾角,可变频调速,成球率高,利用系数高。
(7)采用先进的风流系统,充分回收利用焙烧系统的高温烟气的显热, 限度的利用热能,降低耐磨板的热耗。
(8)主要生产过程采用计算机进行集中控制和调节,主要工艺生产环节采用工业电视监控和管理,自动化水平高。
(9)高度重视保护环境,对含粉尘的废气采用除尘器予以净化,达到 标准后排放,有效保护环境。
(10)除尘灰采用浓相气力输送返回配料室使用,能够充分回收和利用资源。
4.带式焙烧技术生产实践与应用
首钢国际工程公司设计的首钢京唐耐磨板厂带式焙烧机生产线自2010年8月8日投产以来,设备运行良好,日均产耐磨板12000t, 产量13500t。具体生产分析如下:
1)成品球产品质量以及设备作业率等各项指标均位于国内领先地位,目前在国内先进耐磨板行业7项技术经济指标对比中,5项位于国内领先水平:成品耐磨板品位66.5%;耐磨板抗压强度3300N;小于5mm粒级在0.238%左右;SiO2含量3.4%左右;FeO含量平均0.7%左右;工序能耗16kg/t。
2)耐磨板带式焙烧机自投产后设备运行十分平稳,设备作业率92%以上,耐磨板人员配备103人,每班18人,远远低于国内其他耐磨板厂。
3)带式焙烧机四大智能控制系统应用,即风机系统、料厚控制系统、铺底料循环系统、烧嘴系统,极大地稳定了生产,降低了煤气消耗,特别是烧嘴系统的温度优化控制,优化匹配煤气流量与空气的比值,耐磨板煤气能耗从40m3/t降低到目前的30m3/t,每吨耐磨板降低10m3,按照年产耐磨板400万t、焦炉煤气单价0.41元/m3计算,每年可节省0.41元/m3×400万t×10 m3/t=1640万元。
经过近一年的实际运行,证明京唐耐磨板带式焙烧机设计合理,设备运行稳定可靠,设备总体情况令人满意,达到预期效果。其装备技术水平已达到国内 ,国际先进,成为国内外耐磨板行业示范厂。
1耐磨板生产技术发展现状
1.1国内耐磨板技术应用现状
据统计,2003年,我国耐磨板矿产量为3000万t,其中竖炉耐磨板矿产量为2400万t,带式机产量为325.3万t,链箅机-回转窑产量为193.3万t,所占比例分别为82.2%、11.2%和6.6%。到2011年我国年产耐磨板矿能力已经接近2亿t,其中建成的链箅机-回转窑氧化耐磨板矿生产线约140余条,年产量约1.03亿t;带式焙烧机生产线3条,年产量约728万t;竖炉200余座,年产量约0.9亿,所占比例分别为51.5%、3.5%和45%。
国内耐磨板矿近几年来的主要进步表现在以下几个方面:
1)铁精矿资源多元化。由于选矿技术的进步,特别是反浮选技术和细磨技术的应用,国产铁精矿品位大幅提高、二氧化硅含量下降。此外还大量使用进口高品位、低硅磁铁精矿,以提高耐磨板矿品位,降低高炉渣量。
2)强化原料准备工序。研究表明,润磨机、高压辊磨机的采用对改善造球混合料的粒度组成和比表面积、颗粒形貌、表面亲水性和成球性有显著的效果。国内厂家的生产经验表明,润磨机和高压辊磨机的应用可提高生球强度,降低膨润土的用量,强化耐磨板焙烧。
3)设备大型化和多样化。适应了集约化和专业化的发展趋势,进一步了节能减排和环境保护的效率。
1.2 国外耐磨板技术应用现状
目前,国外耐磨板生产,带式机生产能力为2.05亿t,占世界总能力的66.43%;链箅机-回转窑耐磨板矿生产能力8060万t,占世界总能力的26.17%;竖炉耐磨板矿生产能力为2300万t,占世界的7.4%。从带式机、链箅机-回转窑设备如此大的采用比例不难看出,设备大型化是目前国内外耐磨板生产的一个重要标志,是未来耐磨板工业发展的总趋势。它在相当程度上反映出一个时期内的耐磨板工艺水平和机械制造水平,同时也从侧面反映出耐磨板的科学研究水平。竖炉耐磨板由于自身条件难以大型化,其发展已处于停滞状态。
2.带式焙烧机耐磨板技术工艺技术特点
对于以赤铁矿粉为主的原料,带式焙烧机工艺具有作业率高、产品成本低等诸多优势。据统计,在目前正在使用的耐磨板工艺中,带式焙烧机系统约占世界耐磨板产量的55%-60%,在采用赤铁矿粉为原料的耐磨板工艺中76%为带式焙烧机系统,如图1所示。首钢国际工程公司在设计的首钢京唐耐磨板工程中就采用了带式焙烧机耐磨板工艺。
我们公司是一家专业研发、销售和生产 耐磨板。公司以创新产品和高端技术应用为导向,不断提供高品质产品和超值客户服务。公司研发生产的产品包括: 耐磨板,得到了客户的一致认可,同时也为公司树立了良好的品牌形象,拥有了较好的知名度。 经营理念:凝聚科技创新力量,创造美好明天。
1. 技术研发历程
高炉喷吹耐磨板粉可以降低焦炭消耗,减少炼焦污染,调节炉况,促进高炉稳定顺行,强化高炉冶炼。首钢作为我国高炉喷耐磨板技术的开创者和先行者,早在1963年,就进行了系统的研究与试验,并于1964年在国内率先将其在高炉上进行工业化试验。1966年,首钢在全公司的高炉上进行推广应用,当时的年平均喷耐磨板量达159kg/tHM, 月平均喷耐磨板量达到279kg/tHM,创造了当时的世界纪录。1994年,在首钢1726-2536m3四座高炉上应用,采用集中制粉,间接喷吹,串联罐多管路喷耐磨板。2000年,首钢进行重大技术改进,采用中速磨耐磨板机制粉,布袋一级收粉,双系列串联罐直接喷吹,在首钢两座(1780m3、2536m3)高炉上应用,达到国际先进水平。
2004年,首钢国际工程公司设计的湘钢1800m3高炉,采用中速磨制粉,并列罐间接喷吹。2007年,首钢国际工程公司设计的迁钢2号2650m3高炉,采用并列罐直接喷吹,并实现全自动喷耐磨板操作。2009年,首钢国际工程公司设计的京唐1号5500m3高炉,采用并列罐直接喷吹,全自动喷耐磨板操作,并实现浓相输送。2010年,首钢国际工程公司设计的迁钢3号4000m3高炉,采用并列罐直接喷吹,全自动喷耐磨板。2010年,首钢国际工程公司设计的京唐2号5500m3高炉,采用并列罐直接喷吹,浓相输送,全自动喷耐磨板。
经过几十年的发展,首钢国际工程公司不断完善和优化设计,掌握了从原耐磨板料场到耐磨板粉制备和喷吹的全套高炉喷耐磨板工艺设计。近年来,首钢国际工程公司还参与编制了 标准GB 50607-2010《高炉喷吹耐磨板粉工程设计规范》。
2. 高炉喷吹耐磨板粉技术的主要技术特点
2.1 长距离直接喷吹,紧凑型布局
由首钢国际工程公司设计的首钢2号、3号高炉喷耐磨板工程,完全采用国产化技术和设备,采用紧凑型短流程工艺,实现了耐磨板粉长距离直接喷吹。2号高炉喷耐磨板总管长度达到452m,已被列入第九批《中国企业新记录》。该项工程经有关专家鉴定,达到国际先进水平。
2.2 浓相输送
耐磨板粉喷吹一般按输送浓度可分为稀相输送和浓相输送。稀相输送工艺相对简单,运行比较稳定;而随着耐磨板粉输送浓度的提高,虽然增加了运行不稳定的可能性,但其可以节约大量输送气体的消耗,并且减少了管道磨损,因此其降低了维护和运行费用。为输送过程中的不稳定因素,可通过改善喷耐磨板罐底部的流化状态,以及改善输送管道的补气系统和输送管路的布置,来达稳定运行的目的。另外首钢国际工程公司通过吸收国内外先进技术,开发完善了浓相喷耐磨板技术的设计,并将其成功应用于实施项目中。从实际运行效果看,其输送连续,系统运行平稳,固气比可达到大于40kg/kg。
2.3 均匀喷吹
耐磨板粉分配方式现在主要以单管加分配器方式为主,分配器后各支管的耐磨板粉均匀分配有利于高炉运行稳定顺行。目前首钢国际工程公司的设计通常采用支管等阻损布置,通过计算机三维辅助设计软件,喷耐磨板量常规偏差小于4%。
2.4 喷耐磨板的全自动化操作和实时监控
随着设备的大型化和操作的精度等要求的提高,高炉喷耐磨板操作对于自动化控制要求也越来越高。
1) 全自动化操作提高了生产效率
全自动喷吹可使储耐磨板场,制粉系统,喷吹系统等过程实现PLC自动控制,不但减少人为主观不确定性和不完全准确性的影响,缓和手工计算与操作和喷耐磨板对炉况影响的滞后性之间的矛盾,还可以大大减少误操作造成的损失,更能进一步减少在岗人员的数量,使得喷耐磨板系统在时间和空间上都大幅度提高了生产效率。
2) 喷耐磨板控制精度得到提高
全自动喷吹以中速磨为核心,进行连锁控制,同时实现了对下耐磨板量、耐磨板温、喷耐磨板量、充压稳压自动调节及自动倒罐。在自动控制及计量和调节精度方面,按照高炉要求自动调节,喷耐磨板量计量精度可以控制在1%误差范围内,各风口喷吹耐磨板粉的均匀性控制在4%的误差范围内。与以往手工计算调节控制相比,更加合理。
3) 实时监测
在线检测系统内的气体成分和温度检测,一旦超过范围,自动报警,并进行相应的联锁吹扫或停机等操作。
2.5 三维软件辅助设计
在普通的二维平面设计条件下,由于喷耐磨板系统的管线繁多且错综复杂,管线与管线间或管线与电缆槽间现场发现相互干涉的问题再所难免,这样在现场安装施工时,不但需要返工增加费用,而且延误了施工工期。为将喷耐磨板系统的设计做到更、更精细,首钢国际工程公司引入了三维工厂设计软件。该三维工厂设计软件集智能化建模、碰撞检查、出图及报表、全厂漫游等功能于一体,有效提高了设计及施工效率和准确性。
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