炼铁环境控制及高炉的长寿分析研究毕业论文

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1、炼铁环境控制及高炉的长寿绪论在人们的心目中，传统的钢铁工业大多烟尘弥漫、污水横流，钢铁是一成不变的“黑色”。现代的钢铁企业要站在可持续发展的高度，把污染治理作为一项长期工作来抓。通过技术改造、综合利用和科学管理相结合，逐步解决钢铁低水平、高能耗和重污染的通病。目前，对钢铁工业的环境保护要求愈来愈高，以成为企业发展的重要问题。首先，要求减轻向环境排放污染的压力，其次限制产生大气污染物。前者通过选择合适的工艺或操作方式来解决，后者通过下游设备消除或减少向大气的排放物。与此同时近10年来，随着高炉炼铁技术迅猛发展，高炉大型化、现代化、高效化、长寿化进程加快，并已取得了令人瞩目的技术成就，其

2、作用尤为突出，它直接关系到企业的经济效益。随之也成为炼铁界普遍关注的问题。当前，我国新建和大修改造的大型（≥1500m3）高炉，在设计上遵循高效和长寿并举的原则，一代炉役设计寿命15～20年，平均利用系数2.2～2.5t/(m3.d)。我国目前还是发展中国家，一些钢铁企业还需要进行结构优化和技术改造，还不能完全依靠进口昂贵的耐火材料来取得高炉长寿，因此，还应该开发适应大中小高炉应用并具有自主知识产权的耐火材料制品和高炉长帮技术，企业可根据高炉炉容的大小及设备装备水平，在兼顾企业今后的发展需要的情况下，根据经济实力选择符合本企业需要的高炉长寿技术。1我国大型高炉长寿现状　　据不完全统计

3、，我国高炉容积大于1000m3（3上标）的大型高炉有50余座，2000m3（3上标）以上的大型高炉有25座，这些大型高炉的生产能力约占全国炼铁生产能力的50％以上。20世纪90年代，一批新建或大修技术改造的高炉采用了铁素体球墨铸铁冷却壁、铜冷却板、软水密闭循环冷却、陶瓷杯等现代高炉长寿技术，寿命已达到8～10年以上。其中我国自行设计建设的特大型高炉 一宝钢2号高炉(4063m3（3上标）)寿命已达到12年，武钢5号高炉(3200m3（3上标）)、首钢4号高炉(2100m3（3上标）)的寿命也相继达到12年。这些高炉至今未进行中修，仍在正常工作，预计高炉寿命将达到15年以上。表1列举了

4、我国部分大型长寿高炉的实例。　　我国新建或大修改造的大型高炉，遵循高效、长寿并举的原则，高炉一代炉役设计寿命15～20年，一代炉役平均利用系数大于2.0t/(m3（3上标）·d)，一代炉役单位有效容积产铁量达到10000～15000t/m3（3上标）。3 高炉长寿技术的应用与发展　　3．1 优化高炉炉型　　我国炼铁工作者历来重视高炉炉型设计，通过研究总结高炉破损机理和高炉反应机理，优化高炉炉型设计的基本理念已经形成。　　(1)加深死铁层深度　　实践证实，高炉炉缸炉底“象脚状”的异常侵蚀，主要是由于铁水渗透到炭砖中，使炭砖脆化变质，再加之炉缸内铁水环流的冲刷作用而形成的。加深死铁层深度

5、，是抑制炉缸“象脚状”异常侵蚀的有效措施。死铁层加深以后，避免了死料柱直接沉降在炉底上，加大了死料柱与炉底之间的铁流通道，提高厂炉缸透液性，减轻了铁水环流，延长厂炉缸炉底寿命。理论研究和实践表明，死铁层深度一般为炉缸直径的15％～20％。　　(2)适当加高炉缸高度　　高炉在大喷煤操作条件下，炉缸风口回旋区结构将发生变化。适当加高炉缸高度，不仅有利于煤粉在风口前的燃烧，而且还可以增加炉缸容积，以满足高效化生产条件下的渣铁存储，减少在强化冶炼条件下出现的炉缸“憋风"的可能性。近年我国已建成或在建的大型高炉都有炉缸高度增加的趋势，高炉炉缸容积为有效容积的16％～18％。　　(3)加深铁口深

6、度　　铁口是高炉渣铁排放的通道，铁口区的维护十分重要。研究表明，适当加深铁口深度，对于抑制铁口区周围炉缸内衬的侵蚀具有显著作用，铁口深度一般为炉缸半径的45％左右。这样可以减轻出铁时在铁口区附近形成的铁水涡流，延长铁口区炉缸内衬的寿命。　　(4)降低炉腹角　　降低炉腹角有利于炉腹煤气的顺畅排升，从而减小炉腹热流冲击，而且还有助于在炉腹区域形成比较稳定的保护性渣皮，保护冷却器长期工作。现代大型高炉的炉腹角一般在80°以内，本钢；号高炉(2600m3（3上标）)炉腹角已降低到75.37°。　　表2是近年我国部分建成或在建的大型高炉炉型参数。　　3．2 炉缸炉底内衬结构　　长寿炉缸炉底的关

7、键是必须采用高质量的炭砖并辅之合理的冷却。通过技术引进和消化吸收，我国大型高炉炉缸炉底内衬设计结构和耐火材料应用已达到国际先进水平。　　以美国UCAR公司为代表的“导热法”(热压炭砖法)炉缸设计体系已在本钢、首钢、宝钢、包钢、湘钢等企业的大型高炉上得到成功应用；以法国SAVOIE公司为代表的“耐火材料法”(陶瓷杯法)炉缸设计体系在首钢、梅山、宝钢、鞍钢等企业的大型高炉上也得到了推广应用。日本大块炭砖——综合炉底技术在宝钢、武钢等企业的大型高炉上也取得厂长寿