高炉煤气系统工艺流程35页PPT

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3.高炉用燃料焦碳：
①主要作用： 作为高炉热量主要来源的60~80%，其它的由热风提供 提供还原剂C、CO 料柱骨架，保证透气性、透液性
②质量要求： 含炭量：C↑灰份↓→→渣量↓、强度↑、反应性↓ →→焦比↓ 含S量：生铁中[S]80%±来源于焦碳 强 度：M40、M10
③粒度组成： 焦丁的利用及混装过渡区的问题
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(3)熔剂的质量要求
①碱性氧化物含量（CaO+MgO≥52%） 概念：石灰石有效熔剂性
CaO（有效）=CaO（石灰石）-R×SiO2（石灰石）
②S、P↓ S（0.01~0.08%），P（0.001~0.03%）
③减少CaCO3入炉： 原因：a. 高温分解吸热，是高炉炉温下降 b. CO2+C=2CO，消耗焦炭 c. CO2会冲淡CO浓度 造成焦比K增加。
（三）烧结过程的特点
1.燃料燃烧需空气过剩，过剩系数α=1.4~1.5（燃料分布较 稀疏）
2.一般情况下烧结保持弱氧化气氛（金属化烧结除外） 3.烧结过程存在自动蓄热作用（可以考虑采用上高下低的分
层配炭） 4.存在传热速度与燃烧速度的同步问题 5.存在如何减少“过湿”现象的问题 6.存在有害杂质S的去除问题（S由易去除S化物转化为硫酸
低水原则） 8.双层烧结：二次点火，设备复杂 9.料面插孔烧结：提高透气性
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四、高炉冶炼基本原理
（一）高炉还原过程 （二）造渣与脱S （三）风口前C的燃烧 （四）炉料与煤气运动 （五）高炉能量利用
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高炉的五大系统
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高炉炉型
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（一）高炉还原过程
1.高炉炉内状况
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（1）块状带：矿焦保持装料时的分层状态，与布料形式及粒 度有关，占BF总体积60%±（200~1100℃）

4 炉缸 影响因素：铁液之流出、炉内渣铁液面升降，大
喷的煤气流等高温流体对炉衬的冲刷是主要的破坏 因素，特别是渣口、铁口附近的炉衬更是冲刷厉害 的关键部位；高炉炉渣偏于碱性而常用的硅酸铝质 耐火砖则偏于酸性，故在高温下化学性渣化，对炉 缸砖衬也是一个重要的破坏因素；炉缸的风口带炉 衬内受到表面温度常达1300-1900℃，影响砖衬的耐 高温性能
我国粘土砖的Al2O3含量较高，质量好，基本上能满足高 炉炉衬的要求。
2 高铝砖 高铝砖是含氧化铝48%以上的耐火制品。 优缺点：它的耐火度及荷重软化温度比粘土砖
高，抗渣性能也较好，随着Al2O3含量的增加，这 些性质也随着提高。不足之处是高铝砖的热稳定 性较差，成本较高，又因为耐磨性好加工困难， 所以加工费用高。
第六章 高炉及附属设备
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§6.1
一、高炉炉型（高炉内型） 高炉内部工作空间的形状为高炉炉型，近代高炉
炉型由炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五部分组成。 （王平. 炼铁设备.北京： 冶金工业出版社. 2006：10）
矿槽 料车
煤气除尘设备
装料 设备
净 煤
气
中速磨
7 炉喉
影响因素：它受到炉料从大钟上落下时的打击作用 （故都用金属板加以保护），温度分布不均匀产生的 热变形作用；炉内煤气流夹带的粉尘逸出时的磨损作 用。 对于大中型高炉来说，炉身部分是整个高炉的薄弱 环节，这里的工作条件虽然比下部好，但由于没有渣 皮的保护作用，寿命反而较短，往往在两次大修之间 还需要一次小修，以修补炉衬。对于小型高炉来说， 炉缸是薄弱环书，常因炉缸冷却不良、堵门泥炮能力 小而发生烧穿事故。
高炉有效高度设计考虑因素： 1）对煤气热能和化学能的利用。增加高度能延长煤气和炉

1、箱体顶部设置一套超压泄放装置。由泄爆阀和接管组 成。直径DN500，以保证箱体的安全运行。泄爆阀膜片 为不锈钢，设计爆破压力0.25MPa。
2、在每个箱体出口支管上安装1套电荷感应式粉尘检测 仪，在线实时检测净煤气含尘量，当检测到某一箱体 出口粉尘浓度超标时，自控系统将报警，可判断箱体 内是否有破损布袋。
空气助燃风机所产生的空气，由空气管道余次进过空
气一次预热、二次预热、调节阀、切断阀和燃烧阀而进入热 风炉内。部分高炉煤气在煤气管网之中分离出来，由煤气管 道余次进过煤气一次预热、调节阀、切断阀和燃烧阀而进入 热风炉内。
当空气和煤气安一定比例进入高温的拱顶内，立刻进
行燃烧。燃烧后产生的高温由引风机和烟筒的抽力向下移动， 在移动的过程加热受热的格子砖。加热完成后最后有废气管 道进入大烟筒排入大气。
5、在每排输灰管道进入大灰仓前，安装一个气动球阀。 6、检测标准：根据温度检测。当灰斗上部热电偶检测 温度开始下降并接近下部热电偶检测的温度时，开始卸输灰。 当灰斗下部热电偶检测温度开始升高并接近上部热电偶检测 的温度时，可断定本箱体的灰已卸完。
D325X6至减压后净煤气总管
煤气管道 氮气
箱体灰斗
谢谢！
随着过滤过程的不断进行，滤袋上的粉尘越积越多，过滤阻力 不断增大。当阻力增大（或时间）到一定值时，电磁脉冲阀启动， 进行脉冲喷吹清灰，喷吹气采用氮气，清理的灰尘落入灰斗。
当灰斗中的灰尘累积到一定量（由料位计控制或时间控制）时， 启动卸输灰系统。灰尘经卸灰阀卸入输灰管道，由高压净煤气（或 氮气）将灰尘输送至大灰仓，再由汽车运出厂区。
热风炉本体
热风炉全高：35.216m；2）、 烟 囱 全 高：70m出口直径
4m； 热风炉工作制度：两烧一送。

BFG气源： BFG气源： 气源
◆.BFG性质 .BFG性质 BFG是无色 无味、易燃、易爆、有剧毒的可燃气体，密度～ 是无色、 BFG是无色、无味、易燃、易爆、有剧毒的可燃气体，密度～ CO含量26～30％，着火温度约560 600℃；爆炸极限下限30 含量26 ％，着火温度约560～ 30～ 1.25kg/m3，CO含量26～30％，着火温度约560～600℃；爆炸极限下限30～ 3 3 35%；上限70 70～ 一般燃烧1 高炉煤气，约需空气0.7 0.7～ 35%；上限70～80% ，一般燃烧1 m 高炉煤气，约需空气0.7～0.8 m ； 低发 3 热值3353 3353～ 热值3353～3971kJ/m 。 .BFG组成 ◆.BFG组成 BFG主要由CO（26～30％）、氢气（ 主要由CO ％）、氢气 ）、二氧化碳 14～16％）、 二氧化碳（ BFG主要由CO（26～30％）、氢气（1～2％ ）、二氧化碳（14～16％）、 氮气（57～59％）、 （＜1 ％）、氧 氮气（57～59％）、袋 除尘
S V
高炉
调压阀组
1
2
3
热风炉 高炉煤气净化流程
重力除尘 1文、2文
DC
1VS
静电 除尘
2VS
高炉
1
2
3
热风炉
高炉煤气净化流程
BFG用户 BFG用户
◆.高炉热风炉 高炉热风炉 ◆.焦炉 焦炉 ◆.混合站 ◆.高炉鼓风站锅炉 ◆.竖炉
高炉煤气
BFG气源： BFG气源： 气源
◆.生产简述 生产简述 高炉煤气是高炉炼铁时的副产品，在高炉中的热风环境下， 高炉煤气是高炉炼铁时的副产品，在高炉中的热风环境下，焦炭首先燃烧产 生二氧化炭，二氧化炭接触未燃烧的焦炭还原成一氧化炭， 生二氧化炭，二氧化炭接触未燃烧的焦炭还原成一氧化炭，由一氧化炭来还原 铁矿石，产生的二氧化炭气体上升再次同焦炭接触一部分还原成一氧化炭， 铁矿石，产生的二氧化炭气体上升再次同焦炭接触一部分还原成一氧化炭，它 与未还原的二氧化炭气体从高炉炉顶排出，就是高炉煤气（BFG）。 与未还原的二氧化炭气体从高炉炉顶排出，就是高炉煤气（BFG）。

2012.9.27
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高炉本体结构及附属设备
高炉炉型图
炉喉 炉身
炉腰 风口中心线 渣口中心线 铁口中心线 炉腹 炉缸
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高炉本体结构
• 高炉是由耐火材料砌筑而
成竖式圆筒形炉体，外有
钢板制成炉壳加固密封， 内嵌冷却器保护，炉子自
上而下依次分为炉喉、炉
身、炉腰、炉腹和炉缸五 部分。炉缸部分设有风口、
高炉生产工艺流程
会五二组
高炉生产工艺流程示意图—前期
鼓风机
高炉煤气
高炉炼铁传统生产工艺流程图
高炉煤气
1.5-2.0t
0.2-0.4t
鼓风机
0.4-0.6t
原料
生铁
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高护炼铁设备组成
1、高炉本体；
2、原料供应设备；
3、顶装料设备；
4、送风设备；
5、高炉喷吹煤粉设备； 6、高炉煤气处理设备； 7、渣铁处理设备。
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冷却塔
制冷系统
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高炉节能
Ⅰ 高炉炼铁能耗分析
钢铁工业耗能很大，而炼铁（含烧结）能耗占钢铁生 产总能耗的50%以上。研究高炉节能具有重要意义。
Ⅱ 高炉节能的主要方向
⑴ 降低焦比和燃料比，可采用高炉鼓风脱湿技术 ⑵ 节约高炉煤气，提高鼓风有效利用率 ⑶ 加强能源回收，充分利用二次能源。可利用低温余 热制冷
铁口和渣口，炉喉以上为
装料装置和煤气封盖及导 出管。
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高炉炉内炉料状况及反应
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原料供应系统
皮带上料↓
上料系统↑
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三、高炉冶炼主要设备简介
高炉送风系统包括高炉鼓风机、冷风管路、热风炉、 热风管路、风口以及管路上的各种阀门等。 蓄热式热风炉由拱顶、 燃烧室和蓄热室等几 部分构成。蓄热式热 风炉呈周期性工作， 一个工作周期有燃烧 期、送风期和切炉期 三个过程。一般一座 高炉有三至四座热风炉
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三、高炉冶炼主要设备简介
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三、高炉冶炼主要设备简介
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三、高炉冶炼主要设备简介
1—料车； 2—受料斗； 4—挡料阀； 5—上密封阀（放散）； 6—密封料罐 ； 7—卸料漏斗； 8—料流调节阀； 9—下密封阀（均压）； 10—波纹管；； 12—气密箱； 13—溜槽
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三、高炉冶炼主要设备简介
料车通过钢丝绳的牵引把原料 带到炉顶； 料车最大容积：3.8m³ 双槽绳轮（天轮）：Φ1800； 钢丝绳：6V（30）—32.5— 1770—特级—甲镀—ZZ—NF （右旋） 6V（30）—32.5—1770—特 级—甲镀—SS—NF（左旋）
1—高炉；2—重力除尘器；3 — 布袋除尘器； 4—调压阀组
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三、高炉冶炼主要设备简介 重力除尘
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三、高炉冶炼主要设备简介
箱体除尘： 由重力除尘后的荒煤气进入箱体进行布 袋过滤，最后成为净煤气。要求净煤气 粉尘量小于10毫克。
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高炉冶炼主要设备简介
刮板机
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高炉冶炼主要设备简介
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高炉冶炼主要设备简介
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三、高炉冶炼主要设备简介
其所需风量的大小不仅与炉容成正比，而且与高炉强 化程度有关、一般按单位炉容2.1～2.5m3／min的风 量配备。但实际上不少的高炉考虑到生产的发展，配 备的风机能力都大于这一比例。
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除尘设备及原理－半精细除尘设备
3、溢流文氏管主要参数
收缩角 扩张角 喉口长度mm 喉口流速m/s
20º～25理－精细除尘设备
一、文氏管
1、除尘原理 与溢流文氏管相同，只
是通过喉口部位的煤气流速 更大，气体对水的冲击更加 激烈，水的雾化更加充分， 可以使更细的粉尘颗粒得以 湿润凝聚并与煤气分离。
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除尘设备及原理－精细除尘设备
三、布袋除尘器
为过滤除尘，含尘煤 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，通过 振动或反吹将粉尘清落卸 出，属于干法除尘。
1－布袋； 2－反吹管； 3－脉冲阀； 4－脉冲气包； 5－箱体； 6－排灰口
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除尘设备及原理－脱水器
一、重力式脱水器
一、高炉炉顶煤气管道
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除尘系统附属设备－煤气管道
1、 煤气导出管 均匀分布在炉头处。小型高炉有两根，大型高炉有四根。 煤气在导出管内流速为3～4m/s。 导出管倾角应大于50，一般为53。
2、 煤气上升管 导出管上部成对地合并在一起的垂直部分为上升管。 上升管内煤气流速为5～7m/s。
3、 煤气下降管 由上升管通向重力除尘器的一段为煤气下降管。 下降管内煤气流速一般为6～9m/s，下降管倾角大于40。
2、结构示意图
3、旋风除尘特点 旋风除尘器可以除去大于20µm
的粉尘颗粒。
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除尘设备及原理－半精细除尘设备
一、洗涤塔
1、结构 内设三层喷水管，每层
都设有均布的喷头，最上层 逆气流方向喷水，喷水量占 总水量的50％，下面两层则 顺气流方向喷水，喷水量各 占25％。
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1－煤气导入管； 2－洗涤塔外壳； 3－喷嘴； 4－煤气导出管； 5－人孔； 6－给水管

高炉生产工艺简介
放大
高炉生产工艺，流程简介
高炉炼铁简单的说就是，将铁矿石（烧结矿、球团矿、 块矿）焦炭按比例分层从高炉炉顶装入。从高炉下部风口 处吹入高温鼓风（1100~1200℃）。在高炉炉内进行预热 还原反应，生成渣铁，渣铁从高炉下部铁口流出，在炉外 铁钩内利用渣铁本身比重不同（渣2.0铁7.8）进行分离。 渣进入渣沟，冲水渣或放入干渣坑。铁水通过铁钩摆动流 嘴放入鱼雷罐送往炼钢或铸铁机。高炉本身就是一种竖炉 型逆流式反应器。在炉内堆积成料柱状的炉料，受逆流而 上的高温还原煤气流的作用，不断地被加热、分解、还原、 软化、熔融、滴落，并最终形成渣铁融体而分离。高炉解 剖分析证明，冶炼过程中，炉内料柱基本上是整体下降， 称为层状下降或活塞流。高炉煤气经过除尘进入煤气管网， 完成整个冶炼过程。
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1
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200
1
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35.6
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1
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7
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1
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1#高炉槽下原料参数及振动筛技术参数
项目
型号
装机数量
品种
处
理
粒度组成㎜
物 料 物料比重t/m3
温度、湿度℃
单机处理量t /h
筛面倾角
双振幅(㎜)
设 备
振动频率 (r/min)
参 分级粒度㎜
数 及
筛面规格（mm）
要 求
电机功率
安装方式
烧结矿 ≤150 ------常温 200 2-4 0-5°可调 1200×800 TZD-41-4C 2×0.75KW 1450 吊挂形式 振动电机 间断性 380V
Hale Waihona Puke 焦炭振动给料机TZG-95-150F 4

随着过滤过程的不断进行，滤袋上的粉尘越积越多，过滤阻力 不断增大。当阻力增大（或时间）到一定值时，电磁脉冲阀启动， 进行脉冲喷吹清灰，喷吹气采用氮气，清理的灰尘落入灰斗。
当灰斗中的灰尘累积到一定量（由料位计控制或时间控制）时， 启动卸输灰系统。灰尘经卸灰阀卸入输灰管道，由高压净煤气（或 氮气）将灰尘输送至大灰仓，再由汽车运出厂区。
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a
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φ 4 0 2 0
p 1
10 40 150
p 2
k 2k 1
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p 3 k 4 k 3
（六）氮气系统
1、除脉冲反吹需要氮气气源外，气动阀门驱动、氮气炮、气力输灰 也需要氮气。因此应设置氮气储存罐，用来暂时存储氮气。
2、在除尘器装置中设2个10m3氮气储气罐，氮气气源压力不小于 0.8MPa。
DN40
DN40
D2620X10
D2620X10
D2620X10
D2620X10
DN150
D2620X10
二级文氏管
一级文氏管
填 料 式 灰 泥 捕 集 器
填 料 式 灰 泥 捕 集 器
串联可调喉口文氏管除尘器
4、干法布袋除尘器相比湿法除尘器的比较
节水
在运行过程中基本上不需要水 450m3高炉节水280吨/小时 2200m3高炉节水1200吨/小时
磨处理，喷涂耐磨涂料。荒煤气主管和支管的三通及弯头处熔焊高铬铸铁系耐 磨材料。
荒煤气总管上设置1台大拉杆补偿器，用来补偿因温度变化引起的管道长度 变化。 净煤气主管：
净煤气出口主管将各箱体中经净化后的煤气收集到一起，经调压阀组或TRT 后，进入煤气管网。
除尘器进出支管阀门： 除尘器进、出口支管管径DN800mm，其上均设有煤气切断