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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。
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。
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。
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。
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