霸州新利鋼鐵5#1068朋高爐設(shè)計特點朱玉峰孫曉東中鋼集團(tuán)工程設(shè)計研究院有限公司石家莊設(shè)計院摘要：霸州新利鋼鐵5#1068m3高爐設(shè)計采用全覆蓋、磚壁合一薄壁爐襯、碳磚-陶瓷杯復(fù)合爐底、PW串罐無料鐘爐頂、改進(jìn)型頂燃式熱風(fēng)爐、全干法布袋除塵等一系列先進(jìn)實用技術(shù)，為實現(xiàn)“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽、環(huán)?！钡纳a(chǎn)目標(biāo)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：高爐設(shè)計；薄壁爐襯；無料鐘爐頂；頂燃式熱風(fēng)爐；干法布袋除塵前言霸州新利鋼鐵有限公司為實現(xiàn)三百萬噸鋼規(guī)模，決定新建兩座1068m3高爐，年產(chǎn)生鐵2x110萬t。高爐主要設(shè)計指標(biāo):利用系數(shù)3.0t/m3.d,入爐綜合品位不低于60%,焦比320kg/t,煤比200kg/t,風(fēng)溫1150?1250°C,爐頂壓力0.18MPa,高爐一代爐齡大于12年。其中5#1068m3高爐已于2010年3月3號開爐，6#1068m3高爐正在建設(shè)中。5#1068m3高爐在設(shè)計過程中采用了多項國內(nèi)先進(jìn)實用技術(shù)。高爐本體高爐設(shè)計采用了有利于強(qiáng)化冶煉的矮胖型,并采用全冷卻壁、磚壁合一薄壁內(nèi)襯、水冷爐喉鋼磚、水冷碳磚爐底（爐底采用石墨、半石墨質(zhì)焙燒碳磚+塑性相復(fù)合剛玉磚結(jié)構(gòu)）等技術(shù),為高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行奠定基礎(chǔ)。2.1高爐內(nèi)型在總結(jié)國內(nèi)外同類型容積高爐內(nèi)型尺寸的基礎(chǔ)上,結(jié)合新利鋼鐵具體原、燃料條件,設(shè)計采用適宜強(qiáng)化冶煉的矮胖爐型[1],高爐爐型參數(shù)見表1。其特點如下：表1高爐內(nèi)型參數(shù)m項目參數(shù)項目參數(shù)爐缸直徑7.8爐身高度12.57爐腰直徑8.8爐喉高度2.0爐喉直徑6.爐腹角81。24'360死鐵層咼度1.45爐身角83。38'41爐缸咼度3.8高徑比2.75爐腹咼度3.3風(fēng)口數(shù)目20個有效高度23.3鐵口數(shù)目2個爐腰高度1.6有效容爐腰高度1.6有效容積1068m3（1） 適當(dāng)提高爐腹高度、減小爐腹、爐身角度。根據(jù)目前高爐操作經(jīng)驗，較小的爐身角有利于受熱膨脹后的爐料下降。較小的爐腹角有利于煤氣流的均勻分布，減弱對爐腹生成渣皮的沖刷，保持渣皮穩(wěn)定，從而穩(wěn)定高爐爐況，保護(hù)爐腹冷卻壁，延長其壽命。（2） 適當(dāng)加深死鐵層厚度。減少出鐵時鐵水環(huán)流對爐襯的侵蝕，提高爐底爐缸壽命。同時較深的死鐵層可以儲存較多的鐵水，有利于保證爐缸有充足的熱量儲備，穩(wěn)定鐵水溫度和鐵水成分。（3） 加大爐缸高度。可保證風(fēng)口前有足夠的風(fēng)口回旋區(qū)，有利于煤粉的充分燃燒，改善高爐下部中心焦的透氣（液）性。2.2高爐內(nèi)襯設(shè)計充分考慮了高爐各部位的不同工作條件和侵蝕機(jī)理，結(jié)合新利鋼鐵公司原燃料條件，有針對性地選用耐火材料，并在砌筑結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)磚襯的穩(wěn)定性［2］。（1） 從高爐長壽方面綜合考慮，在爐缸這一影響高爐壽命的關(guān)鍵部位采用“陶瓷杯”技術(shù)；爐缸、爐底采用國產(chǎn)高導(dǎo)熱半石墨化燒成微孔碳磚，其中爐底碳磚采用“人”字形交錯砌筑，高爐砌筑完的內(nèi)型即為操作爐型。（2） 鐵口通道、風(fēng)口區(qū)采用剛玉大塊組合磚砌筑，加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定性。（3） 爐腹及以上區(qū)域采用磚壁合－薄內(nèi)襯結(jié)構(gòu)形式。耐火磚內(nèi)襯采用冷鑲方式直接與冷卻壁砌成整體，磚襯材質(zhì)：爐腹、爐腰及爐身下部選用燒成鋁炭磚；爐身中部選用高鋁磚；爐身上部選用浸磷酸鹽粘土磚。PW型串罐無鐘爐頂技術(shù)高爐裝料設(shè)備采用“PW”串罐無鐘爐頂，系統(tǒng)密封性能好，布料靈活，可實現(xiàn)高壓操作；該設(shè)備運行可靠，重量輕，壽命長，布料無偏析，特別是氣密箱，水冷卻加氮氣密封，運行故障少［3］。爐頂設(shè)計壓力0.2MPa；溜槽傾動速度0?1.6°/s；溜槽回轉(zhuǎn)速度0?12r/min；受料罐及稱量罐有效容積24m3；上密封閥及下密封閥直徑700mm；料流調(diào)節(jié)閥直徑650mm；溜槽長度2550mm；溜槽傾動范圍13?53°；柱塞閥及中心喉管直徑650mm；氣密箱冷卻方式為水冷，氮氣密封。改進(jìn)型頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)霸州新利鋼鐵5#1068m3高爐配置3座改進(jìn)型頂燃式熱風(fēng)爐，采用單一高爐煤氣為燃料，利用煙氣余熱對煤氣、助燃空氣進(jìn)行預(yù)熱，能夠保證送風(fēng)溫度達(dá)到1150?1250°04,5］。（1） 布置合理，工程造價低。由于頂燃式熱風(fēng)爐利用爐頂空間進(jìn)行燃燒，取消了側(cè)燃室或外燃室，大大降低工程投資，同時與外燃式、內(nèi)燃式相比占地面積較小，方便布置。（2） 預(yù)燃燒室布置在拱頂上部，與蓄熱室在同一中心軸線上，可保證煙氣均勻進(jìn)入格子磚，提高了熱風(fēng)爐蓄熱室的利用率。（3） 熱工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、穩(wěn)定。熱風(fēng)爐燃燒器設(shè)置在熱風(fēng)爐頂部，煤氣、空氣在熱風(fēng)爐拱頂混合，經(jīng)喇叭口在錐段燃燒。此結(jié)構(gòu)形式的熱風(fēng)爐具有煤氣、空氣混合均勻、燃燒充分、蓄熱體受熱均勻、風(fēng)溫高的特點，在國內(nèi)具有領(lǐng)先地位。（4）蓄熱室采用19孔①30mm格子磚，上部采用低蠕變高鋁質(zhì)格子磚；中段材質(zhì)為高鋁質(zhì)格子磚；下段材質(zhì)為粘土質(zhì)格子磚。19孔①30mm格子磚單位加熱面積達(dá)48.7m2/m3，增大了熱交換面積，提高了熱效率，送風(fēng)周期內(nèi)高爐熱風(fēng)溫度波動?。ㄒ话阍?0°C以內(nèi)）。主要技術(shù)參數(shù)如下：拱頂溫度1300?1380C；廢氣溫度（最大）450C；熱風(fēng)溫度1200C；熱風(fēng)爐全高38m，直徑上、中、下分別為10、9.1、8.6m；單位格子磚加熱面積48.7m2/m3；格子磚類型為19孑L、①30mm；空氣預(yù)熱溫度180C；煤氣預(yù)熱溫度200C；燃料為高爐煤氣。

高爐煤氣干法除塵技術(shù)設(shè)計采用干法除塵工藝——脈沖反吹布袋除塵工藝。煤氣凈化系統(tǒng)采用脈沖式布袋除塵器，每座高爐配置了14臺除塵箱體，雙排布置。布袋過濾形式為內(nèi)濾式，每個箱體直徑為4m,布袋長度7m,總過濾面積8792m2。正常工作狀態(tài)下過濾負(fù)荷為27.3m3/m2.h，過濾風(fēng)速為0.5m/min,經(jīng)過除塵后凈煤氣含塵量小于5mg/m3。1068m3高爐煤氣除塵凈化系統(tǒng)可處理煤氣240000m3/h，適應(yīng)煤氣溫度90?250°C、壓力0.2MPa的工作狀況。6.高爐運行效果2009年3月3日開爐，四天達(dá)到預(yù)期產(chǎn)量，高爐利用系數(shù)平均3.7t/(m3?d),達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平⑹?，F(xiàn)將各項指標(biāo)記錄如下：R2日期產(chǎn)量系數(shù)物理熱焦炭冶強(qiáng)焦比煤比熱壓頂溫風(fēng)量丿風(fēng)溫品位 SiS4日17201.621.25113101931351755107057.741.150.01 1.21 14205日18591.751.76102002051361936107457.790.810.02 1.1814276日25082.371.5665802561312135107857.770.610.06 1.11 14307日31482.971.7960403571362678108057.360.380.05 1.1314758日36083.401.58466533601333016111657.840.280.031.1814809日39623.741.72461603601353090111457.800.250.04 1.19148510日38523.631.70469503541302981114957.710.220.041.19148311日35383.341.67472483581312969115957.720.220.041.18 148412日37993.581.58468513511342983112057.790.210.031.20148213日38223.611.52421703591353005111957.430.220.031.21 148514日38913.671.69430653521313068115057.200.200.031.20148015日39533.731.58429653631343103114357.950.190.041.19149016日39373.711.76433703541323087115357.510.200.031.20148817日38983.681.61430733441342997115957.510.200.031.21 148918日39453.721.59428753481323031 115257.690.180.031.21148719日38893.671.78430733501313027115357.570.200.041.21 149020日39533.731.58429743531342995115457.600.190.031.19149021日39793.751.58422603591333002115857.870.210.031.18 149122日40083.781.62420753621273121 116557.820.180.03

1.19150023日39623.551.51424803601392954118557.700.190.041.16149424日39243.701.58427753631322980116857.420.200.041.19149025日39213.701.58426753591343052118457.580.210.041.18149326日39973.771.59423 803661313067118957.650.200.031.19150027日38983.681.48413913691333017117357.750.220.031.20150328日39813.571.50419953721323041 116157.720.200.031.20149529日39663.761.6142798 3681393023117357.910.210.041.20149330日39693.741.6042798 3691343034117657.800.200.041.20150131日38983.681.5943192 3641343085117557.770.220.041.22 1495 ~~注：3月11日休風(fēng)120換風(fēng)口進(jìn)而調(diào)整風(fēng)速；由于原噴煤設(shè)備能力有限，5#高爐3月份平均煤比僅有73Kg/t鐵至使焦比偏高。7.結(jié)語霸州新利鋼鐵5#1068m3高爐設(shè)計遵循現(xiàn)代高爐最新的設(shè)計思想：先進(jìn)、實用、成熟、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽、可靠、環(huán)保。設(shè)計采用串罐無料鐘爐頂、全冷卻壁磚壁合一薄壁內(nèi)襯爐型、改進(jìn)型頂燃式熱風(fēng)爐、干法煤氣凈化、高風(fēng)溫等一系列新設(shè)備及先進(jìn)實