高炉技术创新

LIU1018

高炉技术创新

    西门子VAI冶金技术公司已经在全世界建造了185座高炉。目前进入市场的技术包括：新型Gimbal炉顶装料技术、旋流煤气清洗器、三段外部文氏管洗涤塔、应用在外部燃烧室的优化拱顶设计及包括全液压开口机和煤气分析仪等一系列新的设备。
    对于高炉操作者而言，最重要的任务是将质量稳定、成本最低的铁水连续并可靠地供应给炼钢厂。任何影响炼铁生产的事件都会影响下游的生产，进而影响到销售、客户的忠诚度及市场份额。停产时间必须控制在最短，一代高炉炉龄必须尽可能延长。高炉操作参数的波动应避免不影响到铁水质量的稳定，可行的办法是使用复杂的自动化和过程控制技术。
    全面解决方案
    对一座高炉的投资亦是对未来的投资。新建的高炉和现代化装备不仅要必须满足高炉生产的新要求，而且要满足安全性、维护量少和环境保护等要求。成本、质量和对快速变化市场的灵活性决定了一个钢铁企业能否在激烈竞争的市场中获得成功。先进的技术和已被证明的工艺控制解决方案是高炉长寿的关键。
    在全世界投入运行的185座高炉中，VAI公司提供了一整套技术来满足高炉高产、稳产及与环境和谐共存的要求。结合专家项目管理和对工作质量的投入，这套技术成为项目快速完成并迅速达产的基础。
    高炉装料系统
    使用新型Gimbal高炉装料系统，可以准确并灵活地把原料装入高炉，改善煤气流均匀分布和熔融还原条件。结合Simetal 高炉VA 自动控制和优化系统（包括大量的程序模型和专家系统），可以使用低成本的原料并能降低焦比，最终降低高炉操作成本。
    Gimbal 炉顶
    Gimbal 炉顶是可以实现自动控制、灵活布料的炉顶装料设备。灵活的布料控制被视为炼铁工艺的一项重要调剂手段，能够影响并改善高炉操作。
    这套装置包括一个gimbal万向环支承的锥形布料溜槽，这个倾动溜槽由液压缸直接驱动，可以在布料期间不断地调整溜槽的角度和位置，把料布到炉内料线上的任何一点。
    使用Gimbal 炉顶的优点有：
    操作上：
    ——高压操作
    ——改善布料的灵活性
    ——提高服务时间，避免经常性地应急检修
    ——稳定的操作，优化的燃料比
    ——增加燃料喷吹，提高高炉利用系数
    ——降低热负荷，延长高炉寿命
    设备上：
    ——设备简单，外部液压缸驱动的坚固杠杆系统
    ——磨损均匀，延长布料溜槽的使用寿命
    ——不使用高精度设备
    ——闭路循环冷却水系统
    布料溜槽控制是通过一套控制和反馈专有技术进行的。该技术已经被全面整合到炉顶装料系统软件中。这套技术能够精确控制轨道环的运动和溜槽的位置。
    煤气清洗设备
    顾客选择煤气清洗设备时必须考虑到这套设备能够充分利用原料，最大化提高煤气回收利用率和满足环境法规要求。
    这些设备包括：水处理设备、粉尘回收设备、能量回收设备、净煤气分配设备等。
    环境适应性
    通过使用最新的收尘器、旋风除尘器和湿式除尘器，高炉生产能够满足所有环境要求。通过调整循环高炉和烧结的除灰尘的最大粒度，可以灵活调整除尘效率，进而在保证锌和其他重金属负荷不超过富集数值的条件下，提高生铁收得率。同时可以有效减少需要处理废弃的沉积灰数量。使用VAI的炉渣粒化系统可以生产出替代水泥的高附加值产品。
    目前正在进行的项目覆盖了从最大化收集粉尘的新型煤气清洗设备，对现有设备进行升级换代。
    煤气粗除尘
    通过收尘器、旋风除尘器或两者的组合可以完成。
    旋风除尘器设计
    旋风除尘器优化了高炉煤气带出的粉尘的循环利用。
    VAI 旋风除尘器的主要特点为：
    ——典型的切线入口优化了除尘器的旋流效果
    ——光滑陶瓷内衬减少了磨损，延长了除尘器的使用寿命。
    ——无阻碍的煤气流减少了冷凝的发生
    ——当大的炉料颗粒（如焦炭）进入荒煤气管道系统时，大直径煤气下降管道可以防止颗粒沉积。
    ——小颗粒则通过控制除尘率的旁通管道排出。（典型的旋风除尘器可以达到98%的除尘效率，但是在高炉条件下，会将除尘效率控制在85%左右）
    ——旁通系统设计在外部，这样可以通过外部的气囊进行保养维护。
    二级煤气除尘
    传统的二级煤气清洗由两个阶段组成。第一阶段为一个喷淋塔和离心分离机或带脱水的文氏喷雾管组成。第二阶段可以是静电除尘器，其带有高压调节阀以调节净煤气压力。通过一系列的方案，这两个阶段被合二为一成一个简单的容器。
    增湿塔将煤气冷却到其绝热的饱和温度，并去除经过粗除尘后仍残留的大量粉尘。洗涤塔完成煤气清洗工作后，可以保证煤气中的粉尘含量低于5mg/m3（标准温度与压力条件下），同时控制煤气压力的波动范围在设定值的1.5%内。
    煤气洗涤塔由一个或三个环形的洗涤设备组成。
    多年来，初级和次级煤气除尘设备在高炉得到了实践应用。新型的煤气清洁设备也被成功地改进并应用在现有设备上。
    风口喷吹燃料的利用率得到提高，内部涂层起到有效地防侵蚀保护作用。
    单级和多级文氏管洗涤塔得到了发展。
    GCP 三段锥形管
    VAI三级外部文氏管洗涤塔得到了最新发展，如图2所示。
    主要特征包括：
    ——外部文氏管洗涤塔被安装在容器的外部，这样可使工作人员不进入气囊就可以进行维修。
    ——三段外部锥形管是相同的，并经过模块化设计，在气囊外部就可以快速更换。
    ——考虑了过剩设计，这样即使在只有两段洗涤塔的情况下，高炉仍能连续生产。
    ——主要的容器中包含一个增湿塔和不可移动的除雾填充层。
    ——除雾填充层可以增加一层来最大化地提高除雾效率。当高炉停产检修时，喷洒的水流可以反向流动。通过测量煤气通过填充层前后的压差来轻松地判定除雾效果。
    高炉热风炉
    目前内燃式热风炉和外燃式热风炉系统都设计先进，配备高效能的陶瓷燃烧器以保证CO、SO2和NOX低排放量。同时也可以提供节省燃料的废热循环利用系统。
     内燃式热风炉
    现代化的内燃式热风炉可以更经济地替代复杂的外燃式热风炉。其最高拱顶温度在1450℃，并能保证热风温度（热风管道直管内的风温）达到1050℃。
    这种热风炉采用能允许围墙自有膨胀的悬链线炉顶设计。其陶瓷杯炉墙由连锁的砖衬建成以减少燃烧室和格子砖石之间的煤气泄漏。
    外燃式热风炉
    外燃式热风炉更适合大风量、极高风温的高炉冶炼。这种热风炉的拱顶温度可达1550℃，并能提供1350℃的风温。
    现代化设计的一个特点是独立的双炉顶设计，如图3所示。该设计可使炉顶独立移动并使炉顶间的相互压力变小。
    这些特点有助于减缓晶间腐蚀开裂。众所周知，尽管一些技术，如双炉衬设计，也可延长热风炉使用寿命，但热风炉内恶劣的气氛环境仍对其寿命产生严重的影响。
    每个拱顶都是独立的，基本上可以承受其内部压力和耐材的膨胀压力。因此，不均匀的弯曲应力可以被降低，实际上消灭了非连续压力或压力升高。
    高炉设备
    更硬的炮泥、更长的铁口通道会导致高炉铁口难以维护。新型全液压开口机系列可以解决在高炉操作中遇到的这些问题。
    机械开口机
    应用铁口长度测量技术和优化的开口设备，能改善铁口的工作条件，铁水能够顺利地通过铁口，而且炉缸砖衬寿命得到延长。
    最新的开口机系列按照长寿命、低故障率设计。
    对于在液压系统下容易损坏的部件，如旋转部件和油管路，在保证灵活运转和便捷更换筒体备件的情况下，用框架将其密封保护起来。
    所有的设备全部在工厂组装，并经过工厂压力和材料测试。
    回转装置被完全封闭起来并远离铁水主沟，但能快速运行和安全的更换筒体。
    在料面下的煤气分析仪
    该煤气分析仪可安装在炉内料面下5m的位置，测量煤气压力、温度，并按中心到边缘对煤气进行取样。
    煤气分析仪采用水冷设计和耐腐蚀材质，可以抵抗高炉内腐蚀气氛的侵蚀。
    特别地，当分析仪在炉内取样时，要求其具有对下降炉料的耐磨性。因此，使用外部套筒以保证其密封性，并延长其使用寿命。
    同样，随着分析仪内部冷却水压力和温度的升高，需要向冷却水内加入添加剂以阻止内部不易观察到的侵蚀发生。
    除了在料面下的煤气分析仪，公司还提供一系列其它设备：
    ——在料面上使用的微波探尺
    ——在料面上固定的煤气温度测量和取样分析仪
    ——探测料线的机械探尺
    ——料线探测仪
    自动化和过程控制
    现代化的过程控制系统包括：
    ——炉顶控制，包括复杂的装料和布料控制
    ——称重,分层,按顺序上料的料仓控制
    ——煤气除尘控制
    ——四座热风炉的周期交叉并联送风控制
    ——喷煤控制
    ——煤气房操作控制
    ——炉渣粒化
    高炉VAiron优化系统
    为了保证高炉高效生产，研发了VAiron 高炉自动化专家系统。
    专家系统
    高炉VAiron自动化系统建立在先进的过程模型、人工智能、加强的应用软件、图形用户界面和操作诀窍等基础上，已经证实该系统可以实现高效低耗生产。
    工艺信息管理
    工艺信息管理系统包括对相关信息的采集、预备和存贮。
    通过先进的过程模型可以实现高炉操作的精细控制。
    闭路专家系统
    VAiron高炉自动化系统是全世界第一套专家系统。该系统不需要和操作者进行互动，即可调整高炉操作的主要参数。例如，可以控制焦比、碱度、蒸汽喷吹比，甚至炉料分布。这种闭路专家系统可以保证在低成本下的生产连续、稳定。

mengjiale

西门子，好公司。学习。

chenqinghua2888

我是新手，学习一下

chenqinghua2888

好东西学习

关注质量

新的技术，很值得学习

zhoujialei

不错，多发些资料学习