《炼铁系统设计》word版.doc

1. 总 论1.1 设计依据1.2 设计范围本方案设计范围为一座4800m3高炉主工艺各个系统、相关配套设施及全厂性质的原燃料供应设施和能源介质输配设施，具体的设计内容及范围如下：(1) 高炉主工艺系统包括槽下供料系统、上料系统、炉顶系统、粗煤气系统、炉体系统、出铁场系统、渣处理系统、热风炉系统和煤粉制备喷吹系统。(2) 高炉主工艺辅助系统含炉前脱硅设施，不包括碾泥机、铸铁机和修罐库。(3) 原燃料供应设施包括烧结矿、球团矿、块矿、杂矿、焦炭、原煤和外购焦炭的供应设施，包括返矿、返焦、水渣的运输设施。 (4) 总图运输设施包括高炉区域内的总图布置、土石方工程、铁路、道路设施。包括铁前系统、炼铁系统铁路一直到炼钢厂房内为止，以及与现有系统的连接改造。(5) 热力设施包括鼓风机站、冷风管道及压缩空气、蒸汽的输配设施，还包括新建炼钢、连铸、热轧等系统的压缩空气、蒸汽的总管输配设施。空压站由业主全厂性统一考虑。(6）燃气设施包括煤气净化设施、TRT、各种能源介质的供应，包括高炉煤气柜，还包括新建炼钢、连铸、热轧等系统的氧气、氮气、氩气、煤气的总管输配设施。(7) 给排水设施包括为本工程配套的各种给排水设施：软水、净环水、浊环水系统。DN800新水（工业净化水）管道已供到泵房附近，新水（软水）由现有设施供到新建大高炉泵房附近。还包括炼钢、连铸、热轧车间的新水供应设施。(8) 通风除尘设施原料系统（含矿焦槽和主体设施以外的原燃料设施）、出铁场系统除尘以及各公辅设施的通风、空调。(9) 供配电设施包括属于本高炉工程的35kV总降、各开关站及厂区电缆隧道等。(10) 机修设施 检化验设施和风动送样装置提出要求，由业主统一考虑。(11) 高炉自动化控制系统包括本工程的主工艺线系统和辅助系统的低压配电、电气、传动、仪表、计算机及网络设施。按两级自动化控制系统设计：1级基础自动化系统和2级计算机系统，预留专家系统接口。(12）电讯及铁路信号设施包括本工程设计范围内的电讯及火灾报警设施，铁路信号设施。(13) 生活福利设施包括高炉区域的工作间、休息室、更衣间、厕所和浴室等。(14) 消防、安全、卫生及环境保护设施包括本工程设计内的消防、安全、卫生及环境保护的配套设施。1.3 设计原则及指导思想(1) 以“先进、实用、可靠、经济、节能、环保”为设计原则，采用国内外巨型高炉的先进技术，并充分考虑先进技术的发展趋势，不断优化设计，高炉装备及主要技术经济指标应达到当今世界先进水平。（2） 采用精料、高温、高压、富氧、大喷煤的冶炼工艺，实现高产、低耗、长寿、环保和优质的目标，高炉一代寿命20年（不中修、不喷补、不更换冷却壁），热风炉一代寿命30年，高炉一代寿命单位炉容产铁15000t。（3） 充分重视该工程生产中污水、污泥、粉尘、噪音的处理，采用完善、彻底、高效的环保设施。（4） 总图布置功能分区明确，布置紧凑合理，物料运输顺畅。在总图布置上统一考虑今后拆除小高炉后的再建另外一座大型高炉的铁路运输通道和总体布置，两座高炉的公辅设施尽量合建或靠近。（5） 在整个设计过程中优化设计、精心设计，严格控制工程投资，最大程度降低生产成本，确保环保效果；（6） 设备、材料的选择立足国内，只引进国内质量不过关的关键设备和材料；（7） 认真贯彻执行国家、行业、地方的有关法律、法规、标准和规定，特别是环保、能源、安全卫生、消防等标准和法规；（8） 认真总结国内外巨型高炉设计中存在的问题，有针对性地在本工程中予以妥善地解决，同时吸收其优点，用在本工程上；（9） 认真贯彻执行国家有关大力发展循环经济、实现钢铁工业持续发展的战略目标。1.4 主要技术经济指标在研究分析国内外4000m3高炉所使用的原燃料条件和沙钢大高炉实际生产技术经济指标和今后配套建设的烧结车间、焦化车间和球团车间的基础上，确定了本高炉的主要技术经济指标见下表。主要技术经济指标指 标 名 称单 位指 标备 注高炉有效容积m34800年平均利用系数t/m3.d2.4设备能力2.76燃料比kg/tFe490其中：焦比kg/tFe290煤比kg/tFe200设备能力250 炉顶压力MPa0.25设备能力0.28热风温度 1250最高1310富氧率%3设备能力6渣比kg/tFe280熟料率%90-95烧结矿80%+球团15%+块矿5%综合入炉品位%59入炉风量（不含富氧）Nm3/min7900最大9150鼓风机出口风压MPa0.5最大0.52高炉煤气发生量104Nm3/h75.43最大86.75年平均工作日d/a350年产生铁量104t/a403.2 年产水渣量104t/a129.8含水率15%高炉一代寿命a20热风炉一代寿命a301.5 基本方案高炉主工艺线的基本方案见下表。 基本方案序号系统名称技术方案备 注1槽下供料系统矿槽和焦槽采用并列双排集中布置，矿石、焦炭均在槽下分散筛分，分散称量，采用焦丁回收工艺和35mm小矿回收工艺。2上料系统胶带机上料, B=2000mm, 倾角11,V=2m/s，L=410m。3炉顶系统并罐无料钟炉顶。4粗煤气系统轴流旋风除尘器。5炉体系统强化炉型、砖壁合一薄内衬结构、全冷却壁（铸铁+铜）、联合全软水密闭循环冷却系统，一代炉役寿命20年以上。6出铁场系统矩形出铁场，4个铁口。7铁水运输采用180t铁水罐。 8渣处理系统环保渣处理系统：两套脱水转鼓，备用干渣坑。9热风炉系统四座高温顶燃式热风炉，用转炉煤气富化，废气余热回收，平均入炉风温1250（风温水平1300），寿命30年。10喷煤系统按照喷煤能力250kg/t配置喷吹管道及相关设施。采用单管路加分配器的浓相输送喷吹方式。11煤气清洗系统环缝洗涤塔系统。12炉顶余压回收TRT装置。13鼓风机站AV100电动全静叶可调轴流式鼓风机，最大风量10000Nm3/min,出口压力0.52MPa。14给排水系统软/净循环水系统、冲渣水及煤气洗涤浊环水系统等。15通风除尘设施出铁场及原燃料供应系统均采用布袋除尘器，并设有完善的通风空调设施。16自动化控制系统三电一体化、二级计算机自动化控制系统，预留专家系统接口。1.6 设计采用的先进工艺和先进技术1）小矿回收和焦丁回收技术，增产节焦，节省资源；2）矿槽、焦槽采用并列双排共柱集中布置，节省占地，投资节省，同时提高上料能力；3）推荐采用新型并罐无钟炉顶，检修维护更加方便；4）均压煤气放散采用旋风除尘和消音设备，改善环保；5）紧凑式机械探尺和雷达探尺，炉喉料面监控技术；6）适当矮胖适宜强化冶炼的操作炉型，由于采用了良好的炉型，能够实现稳定、顺行和高产，这在中冶南方设计的沙钢2500m3高炉上得到了很好的体现；7）砖壁合一薄内衬全冷却壁结构型式，薄内衬冷却壁技术由中冶南方率先在在2001年5月19日投产的武钢1号高炉2200m3高炉上第一次在国内应用，5年多的生产取得了很好的生产效果，随后在国内得到普遍推广，并且由中冶南方在2002年获得了薄内衬冷却壁的专利技术；8）在高热负荷区域和铁口区域采用铜冷却壁；9）高炉冷却系统采用中冶南方专利技术，并得到生产检验的联合全软水密闭循环系统：该系统配置合理优化、冷却强度高、冷却系数大、补充水量少、投资省、运行成本低、各种功能完善，布置简单、检修维护方便。该系统比国内其它各种软水密闭循环冷却系统总循环水量节省4550，投资节省1820，运行成本每年节省3050，对于4800m3高炉，每年一座高炉节省运行费用550-600万元，节水效果也十分明显；该系统已在国内很多高炉上采用，包括：武钢1号（2200m3）、6号（3200m3）、7号（3200m3）、8号（4150m3）；涟钢2200m3总承包工程；安钢2200m3和2800m3总承包工程；济钢3座1750m3；宣钢1800m3；宁钢2座2500m3；湘钢2500m3等高炉工程上采用；已经投产的2200-3200m3共计9座高炉采用了该系统，该系统均得到业主高度评价，明显优于国内其它冷却系统；10）水冷炭砖炉底，长寿炉底炉缸内衬结构，关键部位耐材引进； 11）完善的内衬、冷却壁、软水系统的检测、监测、控制系统，联合软水系统具有自动排汽、自动补水、自动检漏、自动稳压功能。12）采用无填沙层完全平坦化矩形出铁场，节省投资，汽车上出铁场平台，叉车在风口平台环行，能实现叉车换风口装置；13）全液压泥炮、液压开铁口机、液压揭盖机；14）完善的出铁场各产尘点的除尘设施，铁口设侧吸罩和顶吸罩，环保条件好；15）采用炉前脱硅设施，提高钢材的质量、减少转炉炼钢石灰耗量和渣量，同时降低转炉吹炼成本；16）环保渣处理工艺，生产维护简单、可靠、环保，泵房、冷却塔与转鼓装置紧凑式布置，节省占地、节省投资、降低运行费用；17）顶燃式热风炉技术：占地小，投资省，分离式高温热管换热器、自动燃烧、自动换炉技术；18）采用轴流旋风除尘器，除尘效率高、占地小、成熟、可靠，减轻后工序负荷；19） 采用富氧大喷煤技术，降低焦比，减少生产成本；20） 煤气净化系统采用环缝洗涤塔煤气清洗新工艺，集冷却、除尘、调节顶压于一体，可靠、稳定、寿命长、噪音小，适应高炉生产的能力强。21）采用轴流透平膨胀机TRT发电；22）高炉主工艺线采用三电一体化和两级计算机控制系统； 23）原燃料供应系统、出铁场均采用脉冲袋式除尘器，满足环保要求；24）采用了各种完善废水处理设施，循环使用，工业废水实现零排放；25）总图布置紧凑合理、功能分区明确、物料运输顺畅短捷，在总图布置上统一考虑了今后拆除小高炉后的再建另外一座大高炉的铁路运输通道和总体布置。1.7 原燃料条件对原燃料技术指标要求见下面各表，供业主参考。烧结矿质量要求项目单位数值全铁%58铁份波动%0.5FeO%8低温还原粉化率 RDI（3mm）%38转鼓指数 ISO（10mm）%80Al2O3%2.1SiO2%5MgO%1.65碱度 CaO/SiO21.82.0粒度范围mm550 其中：50mm%5 5mm%5球团矿质量要求项目单位数值全铁%65铁份波动%0.5常温耐压强度N/个2500还原后抗压强度N/个450还原率 900%65转鼓指数 T.I（1mm）%5膨胀率%15粒度范围 其中： 918Mm90 5mm%4 块矿质量要求项目单位数值矿种赤铁矿全铁%65铁份波动%0.5粒度范围mm825 其中：25mm%5 8mm%5热爆裂性 %1焦炭质量要求项目单位数值灰分%11.8硫%0.55CRS%68CRI%23转鼓指数：M40%88 M10%6.5粒度范围mm2575 其中：75mm%10 25mm%10喷吹煤粉质量要求项目单位数值灰分%11.5硫%0.65原煤含水%10煤粉含水%1可磨系数HGI%50粒度范围 其中： -200目4080 0.3mm%1001.8 高炉冶炼生产工艺特征高炉采用精料、高压、高温、富氧、大喷煤的冶炼生产工艺，以实现高产、优质、低耗、长寿、环保的目标。（1）精料：炉料结构80%烧结矿+15%球团矿+5%块矿；综合入炉品位59%； 小矿粒度为35mm，焦炭粒度2575mm，1025mm焦丁回收利用，与烧结矿混装入炉。入炉原燃料杂质控制指标：（KNa）2.0kg/t-p ，Zn0.15kg/t-p， S3.0kg/t-p， 渣中Al2O315%， 渣中MgO7.5%。（2）高压： 炉顶煤气压力正常0.25MPa，最大0.28MPa。（3）高温： 热风围管风温1250，最高1310。（4）富氧： 富氧率36%。（5）大喷煤： 喷煤200kg/t，最高250kg/t。（6）高产： 年均利用系数2.4t/m3d（设备能力2.76 t/m3d）。（7）优质 C：44.5%、Si：0.4%、Mn：0.4%、P：0.09%、S：0.03%、铁水温度1480。（8）低耗： 焦比290 kg/t。（9）长寿： 高炉一代炉役（不中修、不喷补、不更换冷却壁）20年，热风炉一代炉役30年。（10）环保： 车间环境好，粉尘完全达标排放，生产废水零排放，噪音控制在国家标准范围内。1.9高炉物料平衡计算条件:炉料结构：80%的烧结矿+15%的球团矿+5%的块矿。入炉矿石综合品位：59%；矿耗1.62t/t；熟料率：95%。焦比：290kg/t（含焦丁）；喷煤：200kg/t，水渣含水15%。槽下筛下量：烧结矿12%，球团5%，块矿3%，焦炭10%。高炉年产量403.2万吨。 高炉物料平衡见下图： 单位：万吨/a 注：上图中烧结、球团、块矿、焦炭的数量均为入槽量。1.10 技术方案1.10.1 工艺系统1）槽下供料系统高炉的矿石、焦槽采用并列双排集中布置，每排13个槽，共26个槽。其中焦槽6个，烧结矿槽8个，球团矿槽4个，块矿槽2个、杂矿槽2个，碎焦槽2个、返矿槽2个。所有矿石、焦炭均在槽下分散筛分和分散称量。本工程采用焦丁回收工艺和35mm小矿回收工艺。槽下配料系统能力名 称单 位最小正常最大备 注焦炭批重t/批232629焦比290kg矿石批重t/批128.5145162矿比 1.62小时需要批数批65.44.811520t/d上料间隔时间s600667750槽下供料周期s340360380CO设备作业率%575451槽下供料系统采取了完善的环保措施，改善槽下操作环境，在所有炉料跌落、转运处及皮带头尾部，均设有抽尘设施。为确保抽尘效果， 槽下振动给料设备之间采用橡胶补偿器密闭连接。2）上料系统高炉上料主皮带宽B=2000，皮带运行速度2m/s，提升高度77m（头尾轮顶面高差），皮带倾角11，水平投影长度410m，瞬时运矿4260t/h，瞬时运焦1160t/h。3）炉顶系统沙钢4800m3高炉采用PW新型并罐无料钟炉顶设备。新型并罐无钟炉顶与传统的并罐无钟炉顶比较，下密封阀和料流调节阀采用模块化设计，不仅减轻了设备重量，而且更易于安装和检修、维护；两个称量罐上方采用液动摆动翻板溜槽，溜槽角度可调，这样可以调整炉料在料罐内的落点，减轻料罐内衬的磨损，延长料罐的寿命。 供上料系统综合装料能力名 称单 位最小正常最大备 注焦炭批重t/批232629焦比290kg矿石批重t/批128.5145162矿比 1.62小时需要批数批65.44.811520t/d上料间隔时间s600667750装料周期s405420435实际装料能力与添加小矿装料制度有关装料能力批/h8.68.58.3设备作业率67.563584）粗煤气系统高炉正常炉顶压力为0.250.28MPa，正常煤气发生量约75.43104Nm3/h，炉顶煤气温度150250。 粗煤气系统主要由粗煤气管道和除尘器组成，除尘器采用旋风除尘器，高炉煤气通过旋风导流板，形成旋转气流，在离心力作用出下，除尘效率比重力除尘器大大增加。旋风除尘器占地小，收尘量大，减轻了煤气净化后续除尘工艺的灰负荷，有利于减少设备维护量，有利于设备长时间稳定运行。5）炉体系统高炉内型尺寸见下表：项目代号单 位数值有效容积Vum34800炉缸直径dmm14800炉腰直径Dmm16900炉喉直径d1mm11000炉缸高度h1mm5600炉腹高度h2mm3800炉腰高度h3mm2200炉身高度h4mm19000炉喉高度h5mm2200死铁层深度h0mm3000有效高度Humm32800炉腹角a743313.3”炉身角b811028.4”高径比Hu/D 1.941风口数个40铁口数个4渣口数个0风口间距1.162炉缸面积Am2172.0d1/d0.743d1/D0.651D/d1.141冷却壁主要特征：部位冷却壁结构砖衬材质内衬厚度第14段光面低铬铸铁冷却壁，铁口周围光面铸铜冷却壁第5段光面球墨铸铁冷却壁第610段轧制四通道铜冷却壁喷涂料150mm第1112段双层水冷镶砖球墨铸铁冷却壁Si3N4-SiC砖第1315段单层水冷镶砖球墨铸铁冷却壁浸磷粘土砖第16段倒扣镶砖球墨铸铁冷却壁浸磷粘土砖本设计拟采用法国SAVOIE大块陶瓷杯+水冷炭砖炉缸、炉底结构，其中炭砖的布置有两种方案：方案一：炉底满铺砖第1层采用国产石墨砖，高度400mm； 第2层采用国产超微孔炭砖，高度600mm；第3、4层采用德国SGL大块超微孔炭砖7RD-N，总高度1200mm；第5、6层采用法国SAVOIE陶瓷垫MS-4R，总高度1000mm；整个炉底砌体高度3200mm。炉缸侧壁外侧第519层采用德国SGL大块超微孔炭砖7RD-N，总高度7500mm；炉缸侧壁内侧第720层砌法国大块陶瓷杯。方案二：炉底满铺砖第1层采用国产石墨砖，高度400mm； 第2层采用国产超微孔炭砖，高度600mm；第3、4层中间直径10m范围采用日本NDK大块微孔炭砖BC-7S、外围采用日本NDK大块超微孔炭砖BC-8SR，总高度1200mm；第5、6层采用法国SAVOIE陶瓷垫MS-4R，总高度1000mm；整个炉底砌体高度3200mm。炉缸侧壁外侧第58层（象脚侵蚀区）采用日本NDK大块超微孔炭砖BC-8SR，第919层采用日本NDK大块微孔炭砖BC-7S，总高度7500mm；每个铁口区2mx2m范围采用日本NDK大块超微孔炭砖BC-8SR；炉缸侧壁内侧第820层砌法国大块陶瓷杯。以上两个方案均能满足高炉长寿要求，方案一及方案二的详细布置图见附图。从整体配置及投资方面考虑，本设计推荐采用方案一，本次初步设计是按方案一进行投资概算的。采用联合软水系统总水量是三个独立的软水密闭循环系统总水量的4550%；总投资较三个独立的软水密闭循环系统减少1820%；另外采用联合软水系统比独立软水系统运行费用减少30%（每年节省550万元），比工业水系统运行费用减少5055（每年节省1400万元）。武钢1号高炉扩容大修技术改造于2001年5月投产，高炉容积2200m3，生产至今，联合软水系统的联动调试时间只用了10天，并且生产两年来各种运行效果得到了武钢的充分肯定，冷却效果好，节能效果明显。该系统已在国内很多高炉上采用，包括：武钢1号（2200m3）、6号（3200m3）、7号（3200m3）、8号（4150m3），涟钢2200m3总承包工程，安钢2200m3和2800m3总承包工程，济钢3座1750m3，宣钢1800m3和2500m3，宁钢2座2500m3，湘钢2500m3，邯钢2座3200m3等高炉工程上采用；已经投产的2200-3200m3共计10座高炉采用了该系统，该系统均得到业主高度评价，明显优于国内其它冷却系统。炉体附属设备包括炉喉十字测温装置、炉喉洒水装置、料面监测装置、送风装置、炉候钢砖、风口装置等。6）出铁场系统高炉设有4个铁口，不设渣口。一般采用不相邻的两个铁口或三个铁口轮流出铁，一个铁口在检修。本高炉采用双矩形出铁场。炉体框架柱距下部39m22m。两个出铁场上各设2个铁口，共4个铁口。2个铁口夹角约为80.3571。每个出铁场平台下有3条铁路线，作为铁水罐的停放线，其中1条铁路为两个铁口共用。铁水的运输采用180t铁水罐，1次铁使用5台铁水罐装运铁水。出铁场平台面层按完全平坦化设计，摆动流槽除尘罩和渣铁沟盖与操作平台面基本平齐；平台采用无沙垫层形式，大大降低出铁场荷载，面层采用150mm厚耐热混凝土抹平，方便汽车和解体机走行。开、堵铁口产生的烟尘具有烟气温度较高、烟气量大和喷射力强等特点，为了有效捕集烟尘，在靠风口平台外沿布置铁口顶吸罩，顶吸罩外沿距铁口约10.1m，罩口尺寸为4m4m，设计上将其分为三部分，前罩面积为：42.4m2，固定在风口平台上；后罩分为两部分，面积各为：21.6 m2，平放在风口平台上，可由叉车移走。同时在开铁口机、泥炮的对侧设一个5.5m0.5m的侧吸罩，一方面对铁口产生的烟气起到封档作用，另一方面还可以配合顶吸罩抽排烟尘。7）渣处理系统每个出铁场有一套环保型渣处理装置，两套装置均为连续运行。当高炉采用不相邻的两铁口轮流出铁时，每套渣处理转鼓各处理8次铁的渣，每套渣处理每隔180min处理一次渣，每次出渣105min，此时最大出渣速度6t/min（折合水渣7.2t/min），峰值出渣速度8 t/min（折合水渣9.6t/min），峰值时间5min。当高炉采用三铁口轮流出铁时，单铁口侧的渣处理每隔270min处理一次渣，每次105min，最大出渣速度6t/min（折合水渣7.2t/min），峰值出渣速度8 t/min（折合水渣9.6t/min），峰值时间5min；双铁口侧的渣处理每隔270min连续处理两个铁口的渣，出渣时间为195min，其中15min为两个铁口重叠出渣时间，最大出渣速度6t/min（折合水渣7.2t/min）,重叠出渣时最大出渣速度为12t/min（折合水渣14.4t/min）环保型渣处理装置包括粒化槽、冷凝塔、脱水转鼓及传动、水渣运输皮带机系统、冷却塔及泵水设施等主要设备；共设2个干渣坑，每一个面积450m2，坑壁高4m，可以处理高炉18-24小时中生产的炉渣。8）热风炉系统本工程采用顶燃式热风炉、地得式（PW-DME）或新日铁外燃式热风炉均为可行方案。顶燃式热风炉投资最低、占地最小，但没有巨型高炉的实际生产业绩，相对有一定的风险；外燃式热风炉成熟可靠，但投资高、占地大、总图布置非常紧张、难度很大。采用地得式热风炉需由PW公司提供技术（包括基本设计和热风炉本体内的详细设计），部分设备还需要引进；采用新日铁热风炉则全部由中冶南方设计、全部国内供货。采用顶燃式热风炉可由外方与中冶南方联合设计，发挥各自优势，全部国内供货；由于顶燃式热风炉占地小、投资省，本初步设计按顶燃式热风炉方案进行设计，由于顶燃式热风炉没有3200m3以上高炉实际生产业绩，还需对该项技术进行全面深入的讨论分析，在报价阶段外方还需对一些技术问题提供书面答复意见。本次初步设计热风炉系统按4座顶燃式热风炉设计，采用转炉煤气富化高炉煤气为燃料，并设置烟气余热回收装置预热助燃空气和高炉煤气，设计风温1250-1310 ，采用计算机进行操作和控制。顶燃式热风炉的结构特征：a）预燃室布置在拱顶上部，与蓄热室在同一中心轴线上，可保证烟气均匀进入格子砖，有利于提高蓄热室的利用率；b）蓄热室拱顶与大墙半脱开，预燃室砌体与蓄热室拱顶半脱开，分别由钢托圈支撑，使大墙耐火砖及蓄热室拱顶能独立膨胀或收缩，消除了其不均匀膨胀对拱顶和预燃室的影响；蓄热室拱顶采用收缩式锥形结构，预燃室为半球形结构；c）旋流式燃烧器，短焰燃烧。空气、煤气经各自集气室由烧嘴喷射，烧嘴与预燃室中心成一定夹角且第二排空气烧嘴向上倾斜，煤气和助燃空气以涡流喷射供应，燃烧稳定，不易出现脉动燃烧；呈旋转状态的煤气和助燃空气充分混匀后在格子砖上部拱顶空间内完全燃烧；d）采用19孔带锁扣的薄壁高效格子砖，格孔体直径30mm,格子砖加热面积为48.6m2/m3；e) 采用组合砖。在热风出口、热风主管和支管相交处、热风主管和热风围管相交处等易破损部位、烟气出口处采用组合砖砌筑；f）独立支撑在支柱上的格子砖支撑装置（炉篦子），特殊结构的支柱及炉篦子可以更好地解决炉篦子及支柱对气流的影响。热风炉工作制度有单炉送风和交错并联两种送风方式，热风炉以定风量交错并联为基本工作制。送风温度采用调节混风流量的方法实现自动控制。 热风炉换炉由计算机自动控制，操作方式有：全自动操作、半自动操作、集中手动操作、机旁手动操作。各阀设机旁操作箱单独操作，各阀门之间联锁关系解除。热风炉的燃烧过程由计算机自动控制。9）喷煤系统高炉煤粉制备系统集中布置，采用二个制粉系列，选用中速磨煤机二台。高炉配置一个喷吹系列，采用三罐并列单管路加炉前煤粉分配器工艺。煤粉制备用干燥剂由高炉热风炉废气与高温烟气混合而成。每个制粉系列配置引风机一台，高温烟气发生炉一座。喷吹工艺形式：采用三罐并罐喷吹工艺喷吹工艺方案：1）Kettner流程煤粉从喷吹罐下部流化罐排出，经助吹装置加入氮气，在喷吹风的作用下被输送到炉前分配器。分配器按风口数量引出支管，喷吹支管按等管径、等长度、等几何路径敷设到风口直吹管。其工艺特点：l 在喷吹输送煤粉管上加入氮气；l 在喷吹输送煤粉管上加调节阀和流量计；l 双分配器或三分配器，浓相输送。2）克劳迪斯彼得斯流程（德国CPP）煤粉从喷吹罐下部经计量阀排出，进入水平煤粉输送管道（两个喷吹罐下粉管垂直接到一根水平煤粉输送管道），在水平输送管道起点加入少量喷吹风，并在喷吹风作用下被输送到炉前分配器。一个喷吹系列仅用一个助吹风加入口。其工艺特点：l 喷吹量调节方式：稳定罐压，调节计量阀开度来调节喷吹量，无管道流量计；喷吹量控制准确、均匀、稳定；l 要求喷吹支管长度一般不能大于80m。l 单分配器，浓相输送。10）炉前脱硅设两套炉前脱硅设施，一套对应两个铁口；在摆动流嘴处进行铁水在线脱硅,采用喷吹脱硅工艺；采用烧结矿粉作脱硅剂，用压缩空气喷吹。 喷吹系统采用两个系列，对应两个摆动流嘴，正常工作时一一对应，同时两个系列可互为备用。1.10.2 总图布置 本次初步设计的工作量很大，分为三个方面的工作，一是高炉本体及其辅助设施的新建；二是原、燃料的储存、输送系统，返矿、水渣外部输送系统的改造；三是能源介质的外部输送管道及区域平衡等。新建大高炉用地位于北区老高炉区附近，高炉本体布置于钢铁大道北面、现有高炉南面的临时堆场设施用地上。该场地形状约155mX468m长方形，其上现有设施均须拆除，煤气管道、氧氮氩等能源介质管道均需改造，与新建管道统一考虑。高炉本体布置于场地中部，高炉东面布置循环水处理、高炉总降、鼓风机站、出铁场除尘、热风炉等，高炉西面布置煤气洗涤及TRT，主控楼等，煤粉制备和喷吹设施布置于现有小高炉西北角的空地上。矿槽、矿槽除尘、浊循环水处理等设施布置于炼铁北路的北面、现有老高炉西面的环烧车间用地上。高炉原煤和焦炭堆场布置于现有混匀料条上，拆除现有混匀料条和混匀配矿槽，保留原料综合楼，泵房等设施。布置焦炭堆场、原煤储仓、电气室、转运站等。位于新建高炉区域以外的物料输送，主要有球团矿、烧结矿从S10转运站输送到矿槽前S103转运站，块杂矿从Q1-2转运站输送到矿槽前S103转运站；返矿从矿槽送烧结车间S2转运站返矿接点；焦炭从九龙港送矿槽前Q0转运站；水渣从高炉区域经过九龙港送水渣堆场；改造小高炉原料场混匀料条，布置落地焦堆场、原煤储仓；原煤送制粉喷吹和落地焦送新、老高炉。由于5000m3级高炉、3X180t转炉和热轧车间的新建，所牵涉到的全厂煤气平衡和调度，转炉煤气送高炉用户、石灰车间及电厂，高炉煤气送焦化、电厂及热轧，焦炉煤气送原有5万m3焦炉煤气柜及与主网并网，送零星用户等。氧氮氩管线从2X60000m3/h制氧站的主管网引出，送新建炼钢、高炉、热轧使用，并与现有氧氮氩管道并网。与氧气站主管网的接点暂定在二干河附近。RH用蒸汽从电厂接到炼钢，其他普通用蒸汽从炼钢接到高炉，与3X2500m3高炉蒸汽管道并网并与老区连通；脱硅用压缩空气从气源点接至脱硅，其他用气从润中空压站接至高炉，至润中厂区的接点暂定在二干河附近。远期的大高炉位于本工程高炉东北侧,拆除现有5座小高炉，因此用地充足。第二座高炉所需的部分设施，各专业亦已经考虑预留，请见高炉区域规划布置图。主要技术经济指标表 序号项 目 名 称单 位数 量备 注1厂区占地万m215.0除外网外的所有占地2单位产量占地m2/t铁0.0393道路长度km2.5平均宽度7m4铁路长度km3.45机车台36绿化系数%6.677绿化面积万m21.01.10.3 原料供应设施本期工程原燃料供应设施包括：槽上供料系统、返矿运输系统、水渣贮运系统、原煤及焦炭贮运系统。根据沙钢要求，槽上供料系统球团矿、块杂矿考虑预留另一座4800m3高炉的运输量。原燃料品种及副产品年运输量表序号物料名称来源运往地单座高炉年耗量（万t/a）1烧结矿烧结车间贮矿槽593.82球团矿球团车间贮矿槽103.13块、杂矿原料场（外购）贮矿槽41.734焦炭焦化车间贮焦槽129.95原煤外购喷吹原煤仓88.76返矿槽下筛分烧结厂77.667焦粉槽下筛分烧结厂6.58水渣高炉转鼓综合料场128.7共计1170.09槽上供料系统由高炉贮矿槽、贮焦槽槽上供料部分、转运站、卸料小车、可逆配仓皮带和带式输送机运输线等组成。返矿系统由转运站和带式输送机运输线等组成。水渣系统由露天堆场、转运站和带式输送机运输线等组成。原煤及焦炭贮运系统由原煤贮存仓、焦炭堆场、转运站和带式输送机运输线等组成。1.10.4 燃气设施燃气设施分为两大部分：高炉炼铁部分的内容：高炉煤气清洗系统、TRT差压发电系统、高炉煤气调压放散塔系统、喷煤系统燃气设施、热风炉转炉煤气、高炉煤气混合站、高炉富氧鼓风氧气调压站、炼铁区域燃气管网、炼铁区域特种消防。全厂公辅设施部分的内容：20万m3高炉煤气干式柜、全厂氧、氮、氩管网（其中包括老管网改造）、全厂煤气（高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、混合煤气、其中包括老管网改造）管网、天然气、石油液化气管道改造、全厂公辅设施特种消防。煤气净化（湿法）系统推荐PW公司的环缝洗涤装置（以下简称AGS）。目前国产15000 KW以上的透平机组尚未很成熟，为确保在高炉一代炉龄运行中，透平主机始终处于较高的效率范围内运行，其25000 kW透平主机考虑引进。目前北区已有600000 m3/h(标况) 调压放散能力，但考虑新区与北区距离较远，另北区与新高炉煤气主管的联络管径（DN1800）较小，故本新高炉净煤气主管按50x104m3/h(标况)再设置调压放散系统1套。高炉煤粉喷吹用氮波动较大，考虑供氮系统的峰值及保安量，拟在高炉喷煤主厂房附近设置1座V=400m3,PN2.94MPa球罐（如再新建1座高炉的喷煤系统可共用）。热风炉的高炉煤气采用转炉煤气富化，既在热风炉区域建1座高、转炉煤气混合站，高炉煤气量：256200m3/h；转炉煤气量：56300m3/h；混合煤气热值：4000KJ/m3。富氧率：3%，氧气量：21550 m3/h，PN0.6MPa。管道能力按氧气量34000 m3/h设计，在高炉区域设氧气调压站1座。调压后所输送的氧气管径为：3779。炼铁区域净高炉煤气主管为DN3800，预留另1座高炉煤气的接口管径为DN3400。 炼铁区域已考虑了另1座高炉热风炉的转炉煤气富化的接口管道，其接口管径为：DN1200。炼铁区域的氧气主管已考虑了另1座高炉富氧管道的接口。 炼铁区域已预留了另1座高炉的氮气管道接口。 详见全厂煤气和全厂氧、氮、氩系统图。按新区新建4800m3高炉的煤气量来计算，需30万m3干式贮气柜方能满足要求，但考虑北区已有1座12万m3高炉煤气干式贮气柜，再新建1座20万m3高炉煤气干式贮气柜即可满足要求。新建4800m3高炉及炼钢、轧钢的氧、氮、氩气的能源介质来至新建的260000 m3/h制氧机组。260000 m3/h制氧站引出2根DN400的氧气管道（分别供新高炉富氧鼓风和炼钢转炉复吹）、1根DN400氮气管道（分别供新高炉煤粉喷吹和炼钢溅渣护炉）及1根DN150氩气管道。此新的260000 m3/h制氧站的氧、氮、氩气管道考虑与原有的老制氧站的氧、氮、氩气管道连通。1.10.5 热力设施热力设施设计内容：高炉鼓风机站及冷风管道；压缩空气管道；蒸汽管道。鼓风机设计参数：项目单位夏季冬季年平均高压操作A常压操作B常压操作C高压操作DE标准干风量m3(标况)/min100007250595066007900入口自由风量m3/min119058631600466608624风机出口法兰处压力（下表压）MPa0.5(max0.52)0.260.260.5(max0.52)0.5(max0.52)风机大致功率kW5460029450217602543038100鼓风站厂房按设置三台鼓风机一次建成，本次设计安装两台，予留一台位置（为新建下一座高炉考虑）。风机规格型号： AV100、QA=10000m3（标况）/min，PA=0.52MPa；冷风管道直径为202018，管道采用架空敷设，其设计参数为0.6MPa，280C。本工程高炉压缩空气综合最大消耗量约210Nm3/min，高炉区域压缩空气管管径暂定DN250。蒸汽消耗量为29t/h，蒸汽管管径暂定DN250。用点压力：0.50,7MPa。1.10.6 给排水设施给排水设施的系统设置如下：A系统软水补充水系统B系统联合软水密闭循环系统C系统净循环系统D系统渣处理系统（环保渣处理）E系统煤气洗涤循环系统F系统净化水增压系统高炉区域给排水（生产消防给水、生活给水、排水系统）软水补充水系统（A系统）：本系统供给联合软水密闭循环系统补充水，正常补水量2.78m3/h，设计补水能力200m3/h。联合软水密闭循环系统（B系统）：本系统供给高炉冷却壁、炉底、风口、热风炉等用户软水密闭循环水，循环水量5544m3/h（设计能力6540m3/h），循环率99.95%。净循环系统（C系统）：本系统供给板式换热器及其它设备间接冷却水，系统总循环水量8986m3/h，补充水量242m3/h，循环率97.3%。渣处理系统（D系统）：本系统设有2套环保渣处理设施及2个干渣坑。每套装置循环水量4800m3/h，供水温度4550，回水温度95，补充水量为306m3/h（最大612m3/h），循环率93.6%。事故水量1200m3/h（直接采用净化水）。每个干渣坑循环水量400m3/h，补充水量为100m3/h。煤气洗涤循环系统（E系统）：本系统循环水量1500m3/h（另就地循环水量为800m3/h），供回水温度3566，进水悬浮物含量3300mg/l，出水悬浮物含量100mg/l。补充水量为71m3/h，循环率95.3%。污泥（含水率为30%左右）量约为166t/d。净化水增压系统（F系统）：本系统提供生产直流间断用水，由净化水池增压后供给。主要用户为：炉喉洒水、风口小套事故水、高炉后期炉壳喷水、出铁场冲洗等，平均供水量70300m3/h，最大供水量600m3/h。1.10.7 通风除尘设施通风空调及除尘设施考虑，其主要内容有：高炉出铁场除尘(包括炉顶上料皮带卸料点抽尘)；原料供应系统除尘（包括矿焦槽和有关转运站除尘）；原煤贮运系统除尘；高炉主控楼集中空调；高炉配套公辅设施通风、空调。高炉出铁场除尘采用低压长袋脉冲布袋除尘器，共2台（C-1 C-2除尘系统）。考虑除尘系统一定的漏风率，每台除尘器的风量按1,100,000m3/h考虑，2台同时开启时总风量为2,200,000m3/h。原料系统根据粉尘特性、工艺及总图布置情况，在矿焦槽及附近的Q0、S103、原煤M4、原煤M5转运站共设2套低压长袋脉冲除尘系统。2套除尘系统抽风量均为550,000 m3/h。系统出口排放浓度为30mg/m3(标况)。高炉槽上槽下除尘采用低压长袋脉冲布袋除尘器，共2台（C-1 C-2除尘系统）。考虑除尘系统一定的漏风率，每台除尘器的风量按550,000m3/h考虑，2台总风量为1,100,000m3/h。高炉主控楼是空调大户，要求夏季供冷，冬季供热，其中夏季的空调冷负荷约500kW。为节省电能，减少运行费用，在主控楼设置集中制冷供热站，为高炉主控楼的中央空调集中提供冷热源，以实现对高炉区域冷热量大户的统一调节，达到节能的目的。根据工艺要求，在出铁场高温工作区域设置移动风机进行岗位通风；对变电站、高压配电室、高压开关站等电力设施，按12次/时的换气次数进行事故排烟；对水处理系统、液压站、燃气系统等站房设施设置机械排风设施。对有关电气室、控制室、操作室等房间设置分散空调设施。1.10.8 供配电设施供配电设施设计范围： 35/10kV总降压变电站高压供配电系统设计、供配电设备的工艺平面布置； 高炉鼓风机站35/10kV变电站高压供配电系统设计、供配电设备的工艺平面布置； 高炉本体10kV开关站高压供配电系统设计、供配电设备的工艺平面布置； 循环水处理10kV开关站高压供配电系统设计、供配电设备的工艺平面布置； 原料系统10kV开关站的高压供配电系统设计、供配电设备的工艺平面布置； 高炉煤气余压发电系统10kV及0.38kV供配电系统设计、供配电设备的工艺平面布置； 由海力变电站到高炉35/10kV总降压变电站的厂区电缆隧道及35kV高压电缆的敷设； 高炉35/10kV总降压变电站到各分开关站的电缆沟、隧道及电缆敷设；除