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典型工程及应用效果
3.1 首钢四制粉
首钢国际工程公司用不到一年的时间完成了首钢四制粉整个工程的设计和施工服务工作,并于2000年11月投产。新的制粉喷耐磨板系统与此前首钢的间接喷吹不同,采用了直接喷耐磨板工艺,即制粉和喷耐磨板同在一所厂房内。制粉系统以两台中速磨作为主要设备,每台生产能力为40t/h(实际出力),制粉总能力为80t/h。两套总管—分配器喷吹系统分别对2号高炉(1780m3)、3号高炉(2536m3)进行直接喷吹,喷吹工艺为双系列串联罐组、总管加分配器,分别为2号和3号高炉的喷吹耐磨板粉。2号高炉喷耐磨板总管总长452m,3号高炉喷耐磨板总管总长358m。喷耐磨板能力按每个高炉耐磨板比200kg/t设计,喷吹耐磨板种为烟耐磨板。
本项工程采用长距离直接喷吹的新工艺,其主要技术特点如下:
1) 采用直接喷耐磨板工艺,简化喷耐磨板流程,在喷吹烟耐磨板时更为。厂房布置紧凑,占地面积小,大大节约了投资。2号高炉喷耐磨板总管总长达到452m,当时是国内长的;
2) 大胆采用大倾角胶带机,在现有场地条件下,使利用旧储耐磨板场的耐磨板成为可能,即节省投资,又减少设备;
3) 采用新型封闭式干燥炉,在满足烟气温度条件下,使整个耐磨板粉输送管道全部处于封闭状态,减少了系统漏风率,降低了氧含量,在喷吹烟耐磨板时更为。而且合理地利用了锅炉废气,节约了能源;
4) 采用中速磨耐磨板机制粉,降低制粉运行费用,从而减少耐磨板粉生产成本;
5) 采用低压脉冲耐磨板粉收集器一级收粉工艺,简化工艺流程,提高了耐磨板粉收集效率,而且使排尘浓度大大降低,减少了环境污染;
6) 设计中考虑两个系统之间耐磨板粉的互相补充和分配,其结构简单实用,给生产创造许多方便;
7) 贮耐磨板罐与喷耐磨板罐之间设置压力平衡式波纹补偿器,提高连续喷耐磨板过程中的计量精度;
8) 采用自动可调耐磨板粉给料机和高精度耐磨板粉分配器,以流化喷吹为前提,实现时间过程的均匀喷吹,了脉动耐磨板流;
9) 提高自动化控制水平,实现喷耐磨板倒罐自动控制和调节。
该工程经生产实践验证,证实是成功的,采用直接喷耐磨板工艺也是非常合理的,为首钢进一步扩大喷耐磨板量,提高耐磨板比,创造了必要的先决条件。该工程当时经专家鉴定达到国际先进水平。另外,设计整体构思非常巧妙,布局合理,尤其是占地面积非常小,对旧厂改造来说值得借鉴,而且该工程总投资也是国内类似同等项目中少的。
作 用:主要是在需要耐磨的场合或部位提供保护,使设备寿命更长,减少维修带来的检修停机,相应的减少资金的投入。
技术研发背景
性 能:屈服在800多,抗拉强度在1000上。
NM360耐磨钢板应用如下:
工程机械、矿山机械、煤矿机械、环保机械、冶金机械等制造企业已联合天津市聚鑫众旺实业公司与舞钢合作生产用于挖掘机、装载机、推土机铲斗板、刃板、侧刃板、刀片、破碎机衬板、叶片建设项目的nm360钢板5000余吨。在出口美国、加拿大、澳洲、印度、欧洲的前景一片看好。
高炉炼铁生产成本占整个耐磨板联合企业生产成本约50%以上,炼铁工序能耗占整个耐磨板制造流程能源消耗约70%。因此,降低炼铁生产环节的能耗,提高其二次能源回收利用率具有重要意义。
炼铁生产的副产品高炉煤气是耐磨板联合企业中很重要的二次能源。高炉煤气必须经过净化后才能利用,传统的煤气净化方法是湿法除尘,湿法除尘之后采用炉顶煤气余压发电(TRT)技术回收高炉煤气的压力能和部分热能,将其转化为电能,该部分能量约为高炉鼓风机能耗的30%-40%,因此回收这部分能量具有显著的经济效益。
传统的湿法除尘技术工艺成熟,运行稳定,除尘效率较高,可是使用过程中存在一系列弊病,例如耗水量大,耗电量高,降低煤气热值,TRT发电量低,占地大,还存在着水污染等环境污染。以上湿法除尘存在的一系列重大缺陷,是其所无法解决的。因此,采用高炉煤气全干法除尘技术已是大势所趋。
2、首钢国际工程公司高炉煤气干法除尘技术研发历程
从20世纪90年代开始,首钢国际工程公司就致力于高炉煤气脉冲干法除尘技术的开发和设计。2004年,首钢国际工程公司在首秦1200 m3高炉上成功设计应用高炉煤气脉冲干法袋式除尘技术,带动了国内耐磨板行业大型高炉煤气脉冲干法除尘技术的应用,大大提高了高炉煤气能源的回收利用,带来显著的经济效益和社会效益。之后,该技术又成功应用在迁钢2650 m3高炉上,各项指标均达到设计标准,取得了节能、节水和环保效果。
目前,首钢京唐5500 m3特大型高炉也采用了高炉煤气全干法袋式除尘技术,摒弃了特大型高炉一直采用的湿法除尘工艺,创造了高炉煤气全干法技术在特大型高炉上成功应用的世界新记录,为世界耐磨板行业节能环保做出了突出贡献。
首钢国际工程公司开展的长寿集约型冶金煤气全干法除尘工艺技术开发课题,获得了 科技部“十一五”重点科技支撑计划支持。 住房和城乡建设部批准了由首钢国际工程公司主编的《高炉煤气干法袋式除尘设计规范》 标准,编号为GB50505-2009,该标准自2009年12月1日起实施。该项 标准的发布实施,奠定了首钢国际工程公司在国内高炉煤气全干法除尘技术研究应用领域的领先地位,进一步提高了首钢国际工程公司的核心竞争力。
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。
炼钢自动化要求
自动化炼钢是炼钢发展的趋势。迁钢转炉配有副枪、烟气分析、转炉下渣检测和复吹系统等先进装备。如果炼钢耐磨板原料加入没有分类,则影响炼钢终点控制水平,进而严重制约自动化炼钢发展和品种钢的冶炼。
2.2自产耐磨板要求
厂内自产耐磨板,主要是炼钢厂的连铸废坯、钢包、中间包内的残钢、铸坯的切头切尾;轧钢厂的切头切尾、耐磨板板的切边;机械加工废品、车屑;以及废旧设备等。这些耐磨板质量好,成分清楚,质量波动较小,对冶炼工艺的稳定性影响也较小。但由于体积大,无法正常加入转炉,必须经过切割,剪切到合格的耐磨板,使耐磨板单块重量≤800kg,耐磨板 边长≤1000mm的入炉要求。
2.3耐磨板精细化管理
采用耐磨板管理模式,建立专门的耐磨板配送间,有利于耐磨板质量检验和准确配送;同时增加相应的计量设备,有利于入炉耐磨板的精准配加,提高转炉自动化炼钢水平和品种钢的冶炼。
2.4耐磨板使用要求
1) 满足质量要求,提高金属收得率;
2) 经济合理利用,满足品种要求,降低制造成本;
3) 合理搭配,计量准确,满足自动化炼钢要求;
4) 提高堆比重,提高转炉生产率,实现多吃耐磨板目标。
2.5炼钢厂现场耐磨板间的传统管理不利于低成本生产
炼钢厂常规设计需要内部存放耐磨板;但受场地小的限制,现场耐磨板不分级,统一堆放;同时存放分散,影响转炉生产率和优质品种的冶炼,耐磨板得不到经济合理使用,增加了生产成本。
3. 冶炼用耐磨板的标准要求
炼钢冶炼用耐磨板无论在耐磨板质量和耐磨板规格方面均有严格要求。
3.1转炉炼钢对耐磨板的质量要求
1)耐磨板应清洁干燥,耐磨板表面尽量不混入油污、泥沙、水泥、耐火材料、橡胶和炉渣等杂物,杂质含量见表1;
表1 杂 质 含 量
油脂类
涂料类
土沙
木材
水分
S
P
≤0.002%
≤0.005%
≤0.5%
≤1%
≤3%
≤0.08%
≤0.08%
2)渣钢中的夹渣量应小于10%;
3)对不同耐磨板应分类存放,以免贵重合金损失或造成熔炼废品;合金钢及有色金属(如pb、Zn、Sn、Cu等)、硅及特殊合金元素含量高的耐磨板应与一般耐磨板分开堆存管理;
4)耐磨板中不准有两端封闭管状物、封闭容器、易燃、易爆物、废旧武器及有毒物品;
5)耐磨板不准含有放射性物质。
3.2炼钢对耐磨板的规格要求
1)耐磨板应具有合适的外形尺寸和重量。轻薄耐磨板应打包或压块达到一定密度后使用;重型耐磨板需切割加工,达到能顺利装炉和损坏炉衬,以保证在冶炼期能全部熔化。
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