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紧凑化工艺技术
伴随着高炉容积的不断增大,高炉煤气发生量也大幅增加。1000m3级别至5500m3级别高炉煤气发生量差别巨大,除尘器箱体直径的大小关系到干法除尘系统的整体布置,要求干法袋式除尘系统箱体配置应与工艺参数同步,直径与单箱体煤气处理量系列化,保持合理的箱体数量配置,使工艺流程紧凑化,达到 的性价比配置。紧凑化工艺技术主要有以下几点:
1)与高炉容积匹配的除尘器直径与数量:应根据不同容积高炉煤气量的变化选择相适宜的除尘器直径和除尘器数量。除尘器箱体数量一般为10-16台之间,数量太少,不能满足维护检修的倒箱操作,一旦因为偶发事故造成布袋破损,会造成系统负荷过大,难以保持稳定;数量太多,投资和占地面积大幅增加,设备日常维护量大,造成资源浪费。
2)除尘器结构优化及流场分析:除尘器箱体是高炉煤气干法除尘系统主要设备之一,对于确保系统的、稳定运行有着重要作用。通过对除尘器壳体进行应力分析,研究除尘器结构的局部薄弱点,进行局部调整降低应力集中,提高设备与稳定性。除尘器箱体内部采用特殊的导流结构,使得除尘器箱体煤气气流分布均匀,降低了流速,大大减少了滤袋异常破损的发生,保证整个系统满足高炉的持续稳定生产。
3)合理进行工艺布局:根据除尘器数量和总图情况,合理进行工艺布局。工艺布置应满足以下几点要求:占地长宽比列合适、美观;操作巡检方便,吊装范围合理;煤气气流分布合理,减少荒煤气主管道积灰的可能;主框架受力合理,各层平台宽阔,有效利用空间;脉冲设备布置(布袋、袋笼更换)平台开阔,吊装和更换布袋、袋笼方便。
传统的耐磨板供应方式
传统的耐磨板作业工序是在耐磨板加工间内加工好耐磨板,分类堆存,储存量一般为炼钢厂20-30d的用量。用火车或汽车将耐磨板从耐磨板加工间运到炼钢厂的耐磨板跨内分类储存,车间内耐磨板储存量一般为炼钢车间5-7d的用量。当转炉需要耐磨板时,按转炉冶炼工艺要求,用电磁吊将不同类型和重量的耐磨板装入料槽,再用过跨车将耐磨板槽运到加料跨,用双小车起重机将耐磨板加入转炉。空耐磨板料槽返回备用。
传统炼钢厂的耐磨板跨布置分为两种,一是中小型转炉炼钢厂把耐磨板与加料布置在同一跨,有利于运输,运输距离短;二是大型转炉炼钢厂一般都布置在两跨,即在加料跨外再另设耐磨板跨,采用过跨车方式运输。两种方式均存在占地面积大,环境污染严重,人力占用多的问题。
5.2迁钢公司的耐磨板供应方式
在工程总体规划设计时,首钢国际工程公司炼钢专业技术团队提出大胆设想,摒弃传统的“加工间和装运称量间各自分开”的设置方式,而是将集耐磨板储存、分类、加工、装槽、称量及运输于一体的新工艺布置方式和优化的工艺路线应用于大型炼钢厂。
在炼钢厂附近设置耐磨板加工间,转炉炼钢所需耐磨板,由公司统一收集、外购,在耐磨板间加工到满足冶炼入炉标准,分类存放。根据冶炼工艺要求,将耐磨板装入耐磨板料槽,由专用耐磨板运输车将装有耐磨板的耐磨板料槽运至炼钢厂加料跨,采用耐磨板专用起重机将耐磨板加入转炉。
6. 迁钢公司耐磨板供应方式的主要设计特点
6.1在线称量装置
在耐磨板加工间内设置4套抗冲击能力很强的地坑式抗冲击电子称,用于耐磨板称量,耐磨板称量采用边加料边称量方式,确保耐磨板重量的准确性。
6.2专用耐磨板槽吊车
在成品跨内设置大型双卷扬带双龙门钩的吊车,完成将空耐磨板料槽放置在称量装置上和将重耐磨板料槽放置到汽车上的作业工序。此大吊车的作业率虽然不高,但作用至关重要,此吊车作业的好坏直接关系到转炉生产的效率。
由于在耐磨板配料间内,吊车作业环境较好,工作级别和天车作业率都不高,保证了天车稳定运行,从而保证了转炉冶炼的正常生产运行需要。
技术研发背景
提高风温是耐磨板炼铁的关键技术,是强化冶炼、降低焦比、增加产量的有效措施,是耐磨板炼铁技术发展循环经济的重要技术途径。特大型耐磨板达到≥1300℃超高风温,存在诸多重大技术难题,关键技术被国外公司垄断。如何在全烧耐磨板煤气条件下实现1300℃超高风温,如何确保管系在高温高压条件下稳定可靠工作等,都是业内人士一直研究和探索的技术难题。
首钢国际工程公司早在20世纪70年代成功设计应用了首钢顶燃式热风炉后,一直致力于顶燃式热风炉的技术改进和研发工作,有着丰富的顶燃式热风炉设计经验。首钢国际工程公司技术团队针对首钢京唐5500m3特大型耐磨板总体设计要求,通过对不同形式的热风炉进行综合比较,多方听取专家学者的意见建议,并多次技术论证,认为依托首钢在顶燃式热风炉设计使用上的丰富经验,积极吸收国内外先进技术,在5500m3特大型耐磨板上设计投产新型顶燃式热风炉是完全可行的,但要针对燃烧器、蓄热室、预热工艺、管系等关键技术和设备进行攻关,确保在特大型耐磨板上利用新型顶燃式热风炉长期稳定的实现超高风温。
终,通过技术团队的努力,首钢国际工程公司拥有多项 的特大型超高风温顶燃式热风炉技术终于成功应用到了首钢京唐5500m3特大型耐磨板上。该技术采用顶燃式热风炉,全烧耐磨板煤气实现了1300℃超高风温,以动态精准设计体系为手段,研发应用了特大型顶燃式热风炉技术、两级双预热技术、低应力无过热管系技术等多项关键技术集成,取得授权 8项,其中发明 5项。同时,特大型超高风温热风炉关键技术研究与应用获北京市科学技术一等奖。
技术研发背景
目前,无论是耐磨板材轧线还是板带轧线所配置的加热炉都以步进式居多,步进式加热炉以其承载能力大、钢坯温度控制灵活、运行平稳可靠等优点在轧钢生产中发挥着重要作用。
步进式加热炉的步进机构主要由固定梁、步进梁、升降缸、平移缸及驱动液压系统组成。其中步进梁的上升和下降由升降油缸沿升降导板斜面驱动,前进和后退由平移油缸驱动。步进式加热炉通过步进梁的上升(从固定梁托起钢坯)、前进(钢坯前移)、下降(钢坯落在固定梁上)和后退(空载返回)的循环动作完成钢坯的加热和输送。步进梁的荷载非常大,在步进的动作循环中的 出力是升降缸将步进梁和钢坯托起的行程。由于荷载大,多采用2个或4个高压大流量的升降油缸完成,下降时由于重力,步进梁可自动落回,升降缸无须出力。步进梁下降时重力做功的能量都变成了热量,未得到充分利用。针对以上情况,首钢国际工程公司技术团队研发了液压配重系统,该技术已获 发明 , 号ZL。其特点是在步进梁升降机构中配置了一组“耐磨板”,“耐磨板”由2个配重油缸和蓄能器组成。耐磨板可将步进梁在下降时的能量以压力能的形式蓄存起来,当步进梁上升时作为辅助动力补充到系统中助推步进梁的抬升。
2. 液压配重系统的组成、工作原理和技术特点
2.1液压配重系统的组成
步进梁动作时,通过步进梁的上升--前进--下降--后退的循环动作完成钢坯的输送和加热。步进梁的结构形式主要有连杆托轮式和斜轨式两种,前者已逐步淘汰,先进、大型的步进炉均采用斜轨式。带有液压配重系统的步进机构如图1所示,液压配重系统主要由配重缸、蓄能器和补油装置等组成。配重缸的结构、行程、安装形式与步进梁的升降缸相同;蓄能器由活塞式蓄能器和氮气瓶组成;补油装置由补油泵、油箱及压力继电器等组成。
2.2液压配重系统的工作原理
关闭相关阀门,补油泵装置电机启动带动补油泵给蓄能器组充液,达到一定压力后,压力继电器发讯,电机停止转动,打开关闭阀门,蓄能器和配重缸相通处于一定压力下的工作状态。当步进梁上升时,蓄能器中的油液进入配重缸的无杆腔,助推步进梁上升;当步进梁下降时,配重缸无杆腔中的油液被压回蓄能器中,这样反复工作。运行一段时间后,如果蓄能器中油液压力降低,也就是油液有泄漏,压力继电器会发讯启动补油泵给蓄能器充液,直到达到压力设定值,压力继电器发讯,停泵。带有液压配重系统的步进机构示意图
1-固定梁;2-步进梁;3-平移缸;4-升降缸;5-主泵装置;6-平移阀组;7-升降阀组;8-配重缸;9-蓄能器;10-补油装置;11-管路附件
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