炼铁设备考试范围.doc

炼铁设备炼铁车间平面布置的四种形式：一列式布置，并列式布置，岛式布置，半岛式布置。高炉座数，容积：高炉座数要从两方面考虑：从投资、生产效率、管理方面考虑，越少越好。从铁水、高炉煤气供应的角度考虑，希望数目多些。新建企业一般只有23座高炉。一个车间的高炉容积最好相同。有利于生产管理和设备管理。高炉的年工作日（95%日历时间）：高炉年工作日一般取日历时间的95。高炉有效容积利用系数：是指每昼夜、每立方米高炉有效容积的生铁产量，即高炉每昼夜的生铁产量P与高炉有效容积Vu之比。炉体定义和炉体各部分作用：炉体系指炉壳、冷却器和耐火内衬三部分组成的整体。炉壳起密封渣、铁和煤气的作用，并承担一定建筑结构的任务。冷却器用来保护内衬、炉壳，其布置轮廓在很大程度上决定着操作炉型。内衬主要是直接抵抗冶炼过程中机械、热力和化学的侵蚀，以保护炉壳和其它金属结构，减少热损失，并形成一定的冶炼空间即炉型。三者密切联系，相互影响。设计炉型：设计时通过高炉中心线绘在图纸上的炉型操作炉型：投产后，炉墙内表面受损所形成的炉型合理炉型：促进改善高炉冶炼指标，并利于长寿的炉型图2-1高炉炉型：高炉的有效高度Hu：Hu应是从铁口中心线到零料线的距离。但通常所指的Hu是从铁口中心线到大钟下降或溜槽处于垂直位置时的下缘。高炉有效容积Vu：是指有效高度Hu范围内炉型所包括的容积。高径比：有效高度与炉腰直径的比值称为高径比，表示高炉“矮胖”或“细长”的一个重要设计指标，随着高炉有效容积的增加，Hu/D在逐渐降低。渣口以下炉缸的功能：1、储存铁水和炉渣；2、焦炭部分浸在液态渣铁中；3、延误出铁等，具有20%储存功能力死铁层：死铁层高度是铁口中心线到炉底砌砖表面之间的距离，目的：保护炉底，节约耐火砖。炉底炉缸破损机理:机械作用：铁水和炉渣的冲刷、对流、环流，铁水和其他液态金属（如铅）渗入砖缝，使砖飘浮化学作用：SiO2 (砖) +Fe+2C铁水 =FeSi+2CO；碱金属的破坏作用，生成钾霞石，体积膨胀，破裂；CO2 、H2O及铁氧化物对碳砖氧化作用热力作用 ： 铁水对流（由温差引起），温度波动；铁水析出石墨C，体积膨胀，砖缝扩大。炉底炉缸破损对策:合理炉底结构，将1150等温线控制在最小范围，改善炉底散热和冷却，综合炉底、全炭砖、陶瓷杯炉缸炉底和加深死铁层保证砌砖质量，砖缝合理，避免垂直穿缝，泥浆稳定合格操作维护好，炉温稳定，减少铁水温度波动，导致石墨析出，扩大砖缝对于炉缸侧墙，不易浮起，但易受渣铁冲刷及化学侵蚀，尤其是铁口附近还受煤气冲刷，要求高密度，高导热性，高抗碱性及气孔率低砖衬。国内一般渣口以下炭砖，有的风口以下全是炭砖；国外炉缸全炭砖，厚仅570mm。对于铁口周围的砖衬，受铁水炉渣猛烈冲刷，煤气的吹扫，碱金属影响及开口机、泥炮的影响。 铁口周围用高铝砖，硅线石砖等大块异型砖。正常生产要加强铁口维护对于风口周围的砖衬，与铁口一样，采用大块异型砖，耐火砖与风口法兰、大套之间留有间隙，填充缓冲泥浆与砂浆完善监测，根据水温差或炉皮红外摄影，巡回检测。炉腹破损机理:强烈的热力作用，表面温度达13001900 。而且有由温度波动引起的强烈的热冲击高速气流及液态渣铁冲击，炉料压力，崩料冲击。化学侵蚀（渣铁）及氧化作用。炉腹破损对策:自我保护，形成渣皮合理的冷却，稳定的渣制度，保持稳定的渣皮。炉腰破损机理:热力：温度及温度梯度化学力：渣、碱金属、锌及氟的侵蚀机械力：煤气冲刷，下部尤甚。炉料冲击。炉腰破损对策:炉腰和炉身下部形成渣皮合理的耐火材质，SiC较贵，中小高炉用高密度粘土砖合理操作，合理的气流分布喷补。耐火材料有哪两种形式，各有什么优缺点：陶瓷质：粘土砖、高铝砖、刚玉砖、喷补料等炭质：碳砖、石墨碳砖、碳化硅砖、打捣料等，优点：耐火度高。在高炉温度下，它既不熔化也不软化，(3500时碳才升华)，对高荷重具有极好的抵抗性能热膨胀系数低。故在较大温度范围内具有良好的体积稳定性碳饱和的铁水并不浸润碳砖，当炉衬在一定冷却情况下，炉渣对碳质炉衬的侵蚀仅限于极有限的范围具有高的导热性和导电性。如高炉用碳砖的导热系数从10.425.1kJ(m h )发展到83.62091kJ(m h )。用于炉底和炉缸能充分发挥冷却器的效能并起延长炉衬寿命和防止烧穿的作用具有极好的切削性能，便于加工；缺点：对氧化作用敏感。 700开始和CO2作用，500和H2O作用，400以上能被O2氧化。 故使用时其表面最初一定要砌保护层。高炉承重结构有那几种形式：自立式，小高炉无任何支撑，所有荷载全由炉壳支撑。炉缸支撑式 ，优点：节省钢材；缺点：稳定度不够，炉壳更换困难，装料设备易偏斜，炉子下部净空间紧张，更换风口、铁口困难，只适应中小高炉。炉缸、炉身支撑式，炉顶装料设施、导出管部分总量仍由炉顶钢圈和炉壳传递至基础，而炉顶框架，大小钟等设备、导出管支柱等，经平台炉身支柱炉腰托圈炉缸支柱 优点：减轻炉身钢壳的荷重，改善炉缸支撑式的缺点。缺点：下部净空间仍紧张，未获改善。框架式（或塔式）其特点是：这4根支柱连接成框架，而框架是一个与高炉本体不相连接的独守结构。这种结构由于取消了炉缸支柱，框架离开高炉定距离、所以风口平台宽敞，炉前操作方便，还有利于大修时高炉容积的扩大。 缺点：钢材消耗多。目前大中型高炉多用框架式。炉壳的作用：承受载荷固定冷却设备保证砌体牢固防止煤气逸出便于喷水冷却高炉冷却的目的：（1）保护炉壳。在正常生产时，高炉炉壳只能在低于80的温度下长期工作，炉内传出的高温热量由冷却设备带走85以上，只由约15的热量通过炉壳散失。（2）对耐火材料的冷却和支承。高炉内耐火材料的表面工作温度高达1500左右，如果没有冷却设备，耐火材料在很短的时间内就会被侵蚀或磨损。 当耐火内衬被侵蚀后，保护高炉炉壳免受损坏。（3）维持合理的操作炉型。使耐火材料的侵蚀内型线接近操作炉型，对高炉内煤气流的合理分布、炉料的顺行起到良好的作用。（4）当耐火材料大部分或全部被侵蚀后，炉腰和炉腹能靠冷却设备上的渣皮继续维持高炉生产。冷却方式：目前，高炉冷却介质常用水、空气、气水混合物。即水冷、风冷和气化冷却三种。水冷：水的热容量大，导热能力好，且价廉，易得。故首先被广泛用于高炉冷却，尤其工业水冷却。但工业水容易结垢，降低冷却强度，导致冷却设备烧坏；同时水量和能耗均大。风冷：由于空气热容量较小，所以风冷一般用于冷却强度要求不大的部位如炉底。气化冷却：气化冷却能克服上述水质上的缺点，但不能对热流过大的区域如风口进行有效的冷却且不易检漏。所以尽管用水量仅为常规水冷的1左右、没有水垢且可不靠外界能源工作，现在气冷应用仍不广泛。软水：软水是将钠离子经过离子交换剂与水中的钙、镁阳离子进行置换，而水中其他的阴离子没有改变的净化水。普通工业净化水：普通工业净化水是天然水经过沉淀及过滤处理后，去掉了水中大部分悬浮物杂质，而溶解杂质并未发生变化的净化水。纯水：纯水即脱盐水，纯水中阴阳离子的残余含量极微，基本上无杂质的净化水。 高炉冷却设备：1.炉壳外部喷水冷却2.壳内冷却(1)插入式冷却器支梁式水箱扁水箱冷却板（2)冷却壁光面冷却壁镶砖冷却壁(3)铜冷却壁3.冷却管4.铁口、渣口、风口区域等冷却 铸铁冷却壁与铜冷却壁各有什么优缺点：项目铸铁冷却壁铜冷却壁冷却效果由于水管位置距角部和边缘有要求，冷却效果差，易损坏钻孔时距壁角和边缘部位的距离可缩短，使二部位的冷却效果好 冷却水管 铸入壁内，有隔热层存在在壁内钻孔，无隔热层存在壁间距离相邻两壁之间有3040mm宽的缝隙，此部位冷却条件很差相邻两壁之间距离可缩小到10mm热导率62.8W/(m k)360W/(m k)保证冷却水流速的意义：避免由于局部过热、沸腾，产生气泡，影响传热，避免由于温度过高，产生钙、镁等沉淀，产生水垢。垢=4.28.4 kj/(mh) ，相当于在冷却器表面砌一薄层粘土砖。防止悬浮物沉积。高炉对冷却水压力的要求：冷却水压力的大小，决定于冷却器的阻损和炉内压力。高炉风口平台滤水器出口最低水压保持比风压高50，一般要求风渣口内的水压应高于热风压力100kpa，冷却设备内的水压要比该处静压高50kpa。以免煤气倒灌，烧坏设备等。风口小套破损机理：焦炭、铁渣的机械冲刷、磨损强烈的热流熔化高炉原料系统有哪些设备（标题，料车坑不属于设备）：贮矿槽及槽下运输筛分称量设备，向炉顶供料设备料车坑：料车式高炉在贮矿槽下面斜桥下端向料车供料的场所称为料车坑。皮带机运输的槽下工艺流程根据筛分和称量设施的布置可分为三种：集中筛分，集中称量。分散筛分，分散称量分散筛分，集中称量。料车斜桥方式：由卷扬机通过钢丝绳驱动料车在斜桥上行走，将炉料送到炉顶，一般由料车、斜桥和卷扬机三部分组成。上料机有哪两种方式：料车式上料皮带机上料皮带运输方式优点： 上料能力大，且具有连续性。 改善了炉顶受力状态，因为料车钢绳水平力作用于炉顶框架 投资少，无需料车坑。 设备检修方便。 皮带上料角度小（ 1020），多为12左右，周围开阔，为大型高炉提供了多出铁场的场地。缺点：占地面积大，必须使用冷料。双钟式装料设备由哪三种部分组成：主要由装料装置，马基式布料器和受料漏斗三部分组成,什么叫无料钟炉顶，有哪几部分组成：1970年卢森堡威尔斯和保罗伍尔斯（Paul Wurth)公司所创造的无钟布料器，即P-W式炉顶，是一种能同时满足三条原则的新型炉顶结构。受料漏斗料罐上密封阀下密封阀及气封漏斗称量调节装置波纹管与眼镜阀传动机构中心喉管旋转溜槽 会画串罐式无料钟炉顶：四种布料方式：单环布料螺旋布料扇形布料定点布料探尺装置的作用：跟踪料面变化发出装料信号大料钟寿命短的原因：热应力变形，设备制造缺陷，炉料磨损， 高速含尘气流加速磨损，大料钟和料斗易产生缝隙，漏气就意味着磨损。寿命一般1年半（高压）， 35年（常压）。热风炉的工作原理：煤气和空气由管道经阀门送入燃烧器并在燃烧室内燃烧，燃烧的热烟气向上运动经拱顶改变方向，向下穿过蓄热室，然后进入烟道，经烟囱排入大气。在热烟气穿过蓄热室时，将蓄热室内的格子砖加热。格子砖被加热并蓄存一定热量后，热风炉停止燃烧，转入送风。送风时冷风从下部冷风管道经冷风阀进入蓄热室。空气通过格子砖被加热，经拱顶进入燃烧室，再经热风出口、热风阀、热风总管送至高炉。蓄热室：蓄热室的空间全部由格子砖堆砌成连续通道的砖格子整体，砖的表面就是蓄热室的加热面，格子砖就是贮存热量的介质。格子砖的特性对热风炉的蓄热能力、换热能力以及热效率有直接影响。内燃式热风炉由哪几部分组成：主要由哪三部分组成：大墙,燃烧室,蓄热室,拱顶,炉篦子和支柱,炉篦子和支柱。主要由燃烧室,蓄热室,拱顶。热风炉有：传统型内燃式热风炉，改进型内燃式热风炉，外燃式热风炉，顶燃式热风炉，球式热风炉外然是热风炉由哪几式：图6-17：热风阀：安装在热风出口和热风主管之间的热风短管上。在燃烧期关闭，隔断热风炉与热风管道之间的联系。阀门：热风阀，切断阀，调节阀，放风阀。蠕变（硅砖的蠕变（600度）：耐火材料在高温下承受低于其临界强度的恒定力长期作用下，将产生变形，且变形量随时间的延续而不断增大，这种现象称为蠕变。提高风温的途径：1.增加蓄热面积F， 2.提高拱顶温度，3. 采用高效率格子砖，4.蓄热室的段数，5. 操作制度热风炉的操作制度：热风炉工作周期热风炉燃烧制度。提高拱顶温度的途径：提高煤气发热值。用热风炉烟道废气预热助燃空气和煤气，提高风温。预热方法：管式 ，板式 ，热媒式，回转式强化燃烧 ，选择合理的燃烧器，缩短燃烧时间减少热损失尽量减少空气过剩系数，以燃烧产物体积。注意废气中O2的分析，保证完全燃烧情况下，尽量空气量。对小高炉，煤气的净化要注意含尘量，减少格子堵塞和渣化。高炉煤气评价指标：生产能力m3 /h除尘率%压力降Pa 水的消耗和电量消耗除尘原理：惯性力当气流方向突然改变时，尘粒具有惯性力，使它继续前进而分离出来。加速度力即靠尘粒具有比气体分子更大的重力、离心力和静电引力而分离出来。束缚力主要是用过滤和过筛的办法，挡住尘粒继续运动。高炉设备分类：粗除尘，半精细除尘，精细除尘。重力除尘器原理：当煤气进入除尘器，煤气速度突然，并改变方向，从而减少煤气携带灰尘的能力，使尺寸较大的灰尘在重力与惯性作用下与煤气分离。文氏管除尘原理：水和煤气以极大的速度通过喉口，流体成紊流状，水被高速气流猛烈冲击雾化，气液充分接触，细小水滴把灰粒粘着、 润湿，聚集成大颗粒而沉降， 从而分离煤气和灰尘。布袋除尘的原理：属于干法过滤除尘。含尘气流通过布袋时，灰尘被截留在纤维体上，而气体通过布袋继续运动，当布袋脏时，煤气流通过布袋压力降达到规定值需要进行反吹清灰，以降低煤气流的压力降。高炉冶炼对喷吹燃料的工艺要求：能持续稳定地喷入炉内。各风口的喷入量接近，其误差不应影响高炉炉缸周围工作的稳定性。计量准确，并可按高炉操作的需要调节喷入量。设备简单，安全。煤粉制备喷吹工艺流程图：可磨性系数K：K=标准煤磨到一定细度耗电量/试验煤磨到一定细度耗电量 一般只有当K 1.0的煤才是合理的。 煤粉粒度要求： 80%。制煤系统由哪几部分组成：制粉系统主要由给料、干燥与研磨、收粉等几部分组成。在烟煤制粉中，设有相应的惰化防爆抑爆及相应监测控制装置。煤粉收集设备有哪些：粗粉分离器旋风收粉器气箱式脉冲布袋收粉器锁气器排风风机 。煤粉喷吹系统定义及主要包括哪些：从制粉系统的煤粉仓后面到高炉风口喷枪之间的设施属于喷吹系统，主要包括煤粉输送、收集、喷吹、分配及风口喷吹等。（1）串罐喷吹和并罐喷吹（2）多管路喷吹和单管路喷吹（3） 浓相输送与稀相输送 直接喷吹，间接喷吹：在煤粉制备站与高炉之间距离小于300m的情况下，把喷吹设施布置在制粉站的煤粉仓下面，不设输粉设施，这种工艺称为直接喷吹；在制粉站与高炉之间的距离较远时，制粉和喷吹分开，制备好的煤粉用罐车或仓式泵等气力输送，从制粉送到建在高炉附近的喷吹站，再向高炉喷吹的工艺称为间接喷吹。 布置方式：按喷吹罐布置形式可分为串罐喷吹和并罐喷吹多管路喷吹，单管路喷吹：多管路喷吹是指喷吹罐