高炉炼铁工艺分析与相关设备的维护措施刍议

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　　摘要：由于高炉炼铁具有生产持续性很强的特点，且各种设备长期处于高温、高压和多尘的环境中，都容易导致设备的损坏，甚至引发安全事故。本文结合实际工作经验，分析了高炉炼铁主要工艺流程，并着重就相关设备的维护措施进行了分析与探讨。
　　关键词：高炉炼铁；工艺技术；设备维护
　　一、高炉炼铁的工艺流程分析
　　高炉炼铁生产是一个非常复杂和庞大的系统，其设备包括了高炉本体以及上料系统、供料系统、装料系统、送风系统、煤气净化系统等辅助设备所组成。一般而言，在建设投资上高炉本体约占15～20，各类辅助系统则占据了80～85左右。在生产中，高炉本体和各个辅助系统被紧密联系在一起，通过相互配合形成了巨大的生产能力。
　　（一）高炉本体
　　高炉本体也是冶炼炼铁工艺的主体设备，它是由耐火材料所砌筑成的竖立式圆筒形炉体，并由炉基、炉壳、炉衬、冷却设备以及高炉框架等部分所组成。其中，炉基采用的是钢筋混凝土和耐热混凝土结构砌筑，炉衬采用的是耐火材料砌筑，其它设备则是金属构件制成。在高炉的内部共分为5段，在高炉上部设置有炉料的装入口和煤气的导出口，在下部还设置由风口、渣口和铁口。
　　（二）供料系统
　　供料系统的功能是准确、连续、均衡的将合格原料送入到装料系统中，保证高炉炼铁的原料需要。它主要由贮矿槽、贮焦槽、给料机、振动筛以及称量装置等设备组成。
　　（三）上料系统
　　上料系统功能是将料仓输出的原料、燃料以及熔剂进行系统筛分，然后再按照一定的比例输入到装料系统当中，它主要由运料车、卷扬机、斜桥等设备组成。
　　（四）装料系统
　　装料系统的主要功能是将炉料装入高炉中，使其在炉内合理分布，并具有防止炉顶煤气外泄的功能。根据炉顶型式的不同，装料系统的设备也有所区别。其中，钟式炉顶的装料系统主要由受料漏斗、旋转布料器、料钟、料斗等设备组成；而无料钟炉顶的装料系统，则主要由料罐、密封阀、溜槽等设备所组成。
　　（五）送风系统
　　送风系统功能是为高炉炼铁提高充分、连续的热风，它主要由鼓风机、热风炉、管道、阀门等设备所组成。
　　（六）煤气净化系统
　　煤气净化系统的功能是对高炉生产过程中煤气的回收利用，使车间内含尘量能低于10mgm3，以满足生产和人体健康的要求。它主要由重力除尘器（或者是静电除尘、布袋除尘器）、脱水器、洗涤塔等设备组成。
　　二、高炉炼铁中相关设备的维护措施
　　本文主要以日常生产中，较容易出现损坏问题的炉体和出铁口为例，就其相关维护措施进行了分析与探讨。
　　（一）炉体的维护措施
　　为了尽量延长炉体的正常使用寿命，在投产时就应当采用相应的维护措施：
　　1。建立完善的炉体监控设施
　　在高炉设计建设时，就应当建立完善的炉体监控设施，以实现对炉体各部位的温度监测和侵蚀程度的监测。以现代化高炉为例，在炉体上可共设置约20～30层约300多个监测装置，并将装置与网络计算机相连接，以便于远程实时监控。
　　2。维持合理的高温煤气流分布
　　在高炉炼铁生产中，应始终维持合理的高温煤气流分布，尽量避免和控制在生产中出现对高炉正常寿命有严重影响的边缘煤气流。合理的高温煤气流分布应力求达到中心开放型，这样不仅能保证炉况顺行、炉温充沛、煤气利用效率高，而且对于炉体的炉墙也是很好的保护，既不会对炉墙严重腐蚀，也不会结厚。
　　3。加强炉底冷却控制，加强热流强度监控
　　加强炉底冷却控制的作用，是使炉体的基础和炉壳能远离1150等温线。其中，风冷炉底的温度适宜控制在250～280以下，水冷炉底的温度则适宜控制在100以下，自然通风炉底的温度则应控制在400以下。
　　由于高炉各部件结构和耐火材料的不同，以及生产条件的差异，都会导致各部件热流强度有所差别。我们必须密切监控热流强度的变化情况，以避免热流强度值超过安全临界值，而导致部件烧穿的可能。
　　4。灌浆与喷补
　　当炉体出现局部侵蚀严重时，应当采用灌浆或喷补的方法来恢复炉衬，以改善生产指标，并延长炉体的使用寿命。其中，灌浆维护多在高炉休风期间，从炉壳的外部钻孔，并插入喷嘴，用泥浆泵压入膏状的耐火型泥料，在灌浆前还应测定好灌浆的范围和喷嘴的数目；而喷补则是在高炉内部往损坏的炉衬上喷补不定形耐火材料的方法。
　　（二）出铁口的维护措施
　　在高炉投产运行以后，由于受到渣、铁的冲刷以及化学侵蚀，出铁口附近的砖衬会很快侵蚀，当侵蚀蔓延到冷却壁附近时，就会对高炉安全生产造成严重的威胁。因此，必须对出铁口采取有效的维护措施，主要包括了以下几方面：
　　1。在每次出完铁以后，应当选择性能优异的耐火泥，用泥炮将其打入到炉内一定的深度。这样不仅能起到对孔道的堵塞作用，而且还能在侵蚀部位形成泥包，以弥补铁口区域砖衬的侵蚀。要求所选择的耐火泥应具备良好的耐火度与耐侵蚀性，而且还应具备一定的透气性与导热性。
　　2。每次出铁时，应尽量出净铁、渣，通常要求实际出铁量和理论出铁量的差值不宜大于15。但是也不能为了出铁，而过分喷吹出铁口，这对于铁口有着严重的损害，尤其是在高压操作时严禁大喷吹铁口。
　　3。出铁口的角度应当设置合理。通过设置合理的出铁口角度，能使炉缸内留存一定量的残铁，不仅能对炉底起到保护作用，而且也可以使出铁口处的泥包更加稳定坚固。
　　三、总结
　　在高炉的日常生产操作中，必须做好对高炉炼铁相关设备的检查与维护工作，这不仅有利于延长设备的正常使用寿命，而且能有效保障高炉炼铁生产的安全性和持续性，从而为企业带来良好的经济效益与社会效益。