莱钢1 000 m3高炉设计特点

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1、摘要 莱钢1000m3高炉设计采用全覆盖、砖壁合一薄壁炉衬、铜冷却壁、炭砖一陶瓷杯复合炉底、软水密闭循环冷却系统、PW串罐无料钟炉顶、改进型顶燃式热风炉、全干法布袋除尘等一系列先进实用技术，为实现“高产、优质、低耗、长寿、环保”的生产目标奠定了技术基础。 关键词 高炉  薄壁炉衬 铜冷却壁  改进型顶燃式热风炉  干法布袋除尘 l引言  莱钢为实现1000万t钢生产规模的目标，决定新建2座1000m3高炉，年产生铁2×100万t，并配套2座80t转炉。1000m3高炉主要设计指标：利用系数2．8，入炉综合

2、品位不低于60％，焦比320kg/t，煤比200kg/t，风温1150～1250℃，炉顶压力O．17MPa，高炉一代炉龄大于10年。其中1号1000m3高炉已于2005年10月6日开炉，并实现顺利达产。 2高炉本体  炉体框架设计采用自立式框架结构，炉腰平台以下的4根框架柱为倾斜结构，底部框架跨距为16m×16m，炉体中上部14m×14m，平台宽敞，炉体负荷轻。高炉内型设计为有利于强化冶炼的矮胖型，并采用全冷却壁、砖壁合一薄壁内衬、水冷炉喉钢砖、铜冷却壁、水冷炭砖炉底(炉底采用石墨、半石墨质焙烧炭砖+塑性

3、相复合刚玉砖结构)、软水密闭循环系统等技术。同时强化了炉体检测，为保证高炉生产奠定基础。2．1  高炉内型  在总结国内外同类型容积高炉内型尺寸的基础上，结合莱钢具体原、燃料条件，设计采用适宜强化冶炼的矮胖炉型，高炉炉型参数见表1。其特点如下：  (1)适当提高炉腹高度、减小炉腹、炉身角度。较小的炉身角有利于受热膨胀后的炉料下降，较小的炉腹角有利于煤气流的均匀分布，减弱对炉腹生成渣皮的冲刷，保持渣皮稳定，从而稳定高炉炉况，保护炉腹冷却壁。    (2)适当加深死铁层高度。死铁层高度增加可减少出铁时铁水环流

4、对炉衬的侵蚀，提高炉底炉缸寿命，同时有利于保证炉缸有充足的热量储备，稳定铁水温度和成分。    (3)加大了炉缸高度。可保证风口前有足够的风口回旋区，有利于煤粉的充分燃烧及改善高炉下部中心焦的透气(液)性，减轻高炉生产铁前憋风现象。 2．2  冷却元件    高炉采用全冷却壁结构。从炉底到炉喉钢砖共15段冷却壁，按照炉内纵向各区域不同工作条件和热负荷大小，采用不同结构形式和不同材质的冷却壁，见表2。    为确保高炉长寿，冷却壁采用如下技术措施：    (1)在炉腹6段、炉腰7段、炉身下部8段采用铜冷却壁

5、，这种高炉炉壁结构能够满足此区域热负荷高、波动大的生产要求，适应莱钢75％烧结矿+25％球团矿原燃料要求。    (2)冷却壁与炉皮连接方式合理，铸铁冷却壁采用螺栓固定；7～9段铜冷却壁采用固定螺栓+定位销的连接方式与炉壳加固，以防冷却壁变形；同时利用进出水管上的保护套采用固定点、软、硬浮动点和滑动点相结合的方式固定，使冷却壁在各方向上都有膨胀和移动空间，1～13段在炉壳与冷却壁进出水管之间采用波纹补偿器进行密封，既吸收冷却壁挠度变形对水管的剪切，又起到了封住煤气的效果。    (3)炉喉钢砖采用水冷结构

6、，避免了炉役中、后期钢砖变形影响高炉正常布料。2．3  高炉内衬    根据高炉各部位的不同工作条件和侵蚀机理，结合莱钢原燃料条件，有针对性地选用耐火材料，并在砌筑结构上实现砖衬的稳定性。    (1)炉底、炉缸采用石墨炭砖+半石墨炭砖+陶瓷杯复合炉衬结合水冷炭砖炉底结构。炉底一、二层采用高导热石墨炭砖(高0．9m)，导热系数(600℃)大于35W／(m·K)，通过导热将1150℃等温线向炉内推移，达到炉缸炉底同步侵蚀的目的，并且在炉役后期起到减缓炉底侵蚀的目的。上部砌两层半石墨质高炉焙烧炭砖(高0．9m

7、)，最上部立砌2层国产塑性相结合刚玉复合砖(高0．8m)，2层陶瓷垫采用斜面人字型自锁结构，防止炉底出现漂浮现象。炉缸外侧环砌国产模压微孔小炭砖，内侧砌塑性相结合刚玉复合砖杯壁，在炉底、炉缸交接处杯壁加厚至807mm。    (2)铁口通道、风口区采用刚玉大块组合砖砌筑，加强了结构上稳定性。    (3)炉腹及以上区域采用砖壁合一薄内衬结构形式。耐火砖内衬采用冷镶方式直接与冷却壁砌成整体，砖衬材质：炉腹(6～9段)为烧成微孑L铝炭砖，内部喷100mm厚喷涂料，第10～13段冷却壁镶磷酸浸渍粘土砖，冷却壁与

8、炉皮之间采用非水系压入泥浆，整个高炉内型按操作炉型设计。2．4  冷却水系统    (1)高炉本体和热风炉热风阀系统采用总管供水与并联相结合的软水闭路循环系统，这种方式具有高效、节能、节水及冷却效果好的特点。全系统总循环软水量3000t／h，冷却壁直冷管水量为2400t／h，水速2．1m／s。炉底及风口大套串联回路水量为240t／h，水速1．56m／s。风口中套水量360t／h，热风阀水量600t／h，合计3600t／h。系统