国内大型高炉内型变化及生产指标殷嘉恩
卢金霖;周晓雷;高国峰;施哲;黄帮福;刘维赛;刘磊;孟颖涛
【摘 要】高炉是一个大型的高温反应器,目前国内高炉的发展总体趋势是朝着大型化的方向前进。高炉有效容积是表征高炉的大小最重要的参数,一个合理的高炉内型有利于实现高炉的大型化的目标,同时一个合理的高炉内型对于高炉的各项经济技术指标都是很重要的。高炉内型受高炉的有效容积、现实生产的条件和技术的发展情况等影响。本文经过对大量的高炉的设计参数进行比较得出了以下发展趋势:首先是高炉的容积越来越大,其次是高径比越来越小,喷吹燃料的占比增加。
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【期刊名称】《冶金工程》
冬瓜虾仁怎么炒【年(卷),期】2018(005)002
【总页数】7页(P107-113)
【关键词】大高炉;高炉炼铁;发展趋势
【作 者】卢金霖;周晓雷;高国峰;施哲;黄帮福;刘维赛;刘磊;孟颖涛
【作者单位】[1]昆明理工大学,冶金与能源工程学院,云南昆明;[2]昆明理工大学,复杂铁资源洁净冶金重点实验室,云南昆明;[1]昆明理工大学,冶金与能源工程学院,云南昆明;[2]昆明理工大学,复杂铁资源洁净冶金重点实验室,云南昆明;[1]昆明理工大学,冶金与能源工程学院,云南昆明;[2]昆明理工大学,复杂铁资源洁净冶金重点实验室,云南昆明;[1]昆明理工大学,冶金与能源工程学院,云南昆明;[2]昆明理工大学,复杂铁资源洁净冶金重点实验室,云南昆明;[1]昆明理工大学,冶金与能源工程学院,云南昆明;[2]昆明理工大学,复杂铁资源洁净冶金重点实验室,云南昆明;[1]昆明理工大学,冶金与能源工程学院,云南昆明;[2]昆明理工大学,复杂铁资源洁净冶金重点实验室,云南昆明;[1]昆明理工大学,冶金与能源工程学院,云南昆明;[2]昆明理工大学,复杂铁资源洁净冶金重点实验室,云南昆明;[1]昆明理工大学,冶金与能源工程学院,云南昆明;[2]昆明理工大学,复杂铁资源洁净冶金重点实验室,云南昆明;长寿花的寓意和象征
【正文语种】中 文
【中图分类】F4
1.引言
目前钢铁仍是我们最常使用和最基本的材料，这一点不可否认，并且在未来很长的一段时间内钢铁在经济建设中的地位是不会动摇的。自从十八大以来，我们国家对钢铁这种高耗能高污染的模式进行了一些整治，我们钢铁行业正可以借着这个整改迫使整个钢铁行业转型升级。现在我国高炉设备不断向自动化、大型化、高效化发展，以低成本、低消耗、低污染为目标[1]。并且我国现在已经能够建造5000 m3以上级别的高炉了，首钢曹妃甸就是完全自主建造的大型高炉，目前国内大型高炉大多集中在 3200 m3级别。下面就针对国内典型的大型高炉的炉型设计、生产指标进行简要分析。
2.国内典型大高炉工艺设计及生产
国内高炉绝大多数都是五段式高炉，五段式高炉的内型结构如图1所示。
2.1.沙钢5800 m3高炉
沙钢5800 m3高炉由中冶南方设计院设计完成，于2009年10月20日投入生产[2]。沙钢5800 m3高炉是目前世界上高炉有效容积最大、吨铁占地面积最小高炉，设计指标为年产量450万吨，综合燃料比为490 kg/t。具体的炉型设计结构数据如表1所示，主要经济指标如表2所示。
2.2.宝钢1号高炉4966 m3
宝钢1号高炉第一代于1979年开始建设，1985年9月15日投产，设计炉容4063 m3 [3]，其间进行了一次原样大修，本次为第二次大修，将炉容由4063 m3高炉炉型尺寸扩大至4966 m3，于2009年2月15日投产[4]，宝钢1号高炉第三代炉体工艺设计主要采用了薄壁高炉，设计内型即为操作内型；炉缸内衬配置热压小块炭砖，炉缸象脚侵蚀区设铜冷却壁，炉腹下部采用三段铜冷却板过渡，炉腹至炉身下部设容易挂渣的镶砖铜冷却壁，冷却采用高压净环水与纯水密闭循环系统相结合，水系统分段串联[5]。炉型设计结构如表3所示。
豆子的生长过程Figure 1.Five-stage blast furnace internal pattern图1.五段式高炉内型图
Table 1.Sand steel 5800 m3 BF furnace design structure.表1.沙钢5800 m3高炉炉型设计结构项目 单位 参数有效容积Vu m3 5800有效高度Hu mm 33,200炉缸直径d mm 15,300炉腰直径D mm 17,500炉喉直径d1 mm 11,000/11500炉缸高度h1 mm 6000炉腹高度h2 mm 4000炉腰高度h3 mm 2400炉身高度h4 mm 18,600炉喉高度h5 mm 2200生铁层厚度h0 mm 3200炉腹角 α ˚ 74˚37'255''炉身角 β ˚ 80˚50'156''高径比Hu/D 1.897铁口数 个 3风口数 个 40
Table 2.Main technical and economic indexes of sand steel 5800 m3 BF表2.沙钢5800 m3高炉主要技术经济指标项目 设计指标 2011年 2012年年均日产，t/d 12,760 12,929 14197年均利用系数，t/(m3∙d) 2.2 2.23 2.48燃料比，kg/t 495 513 499.4焦比，kg/t 295 349.4 340.9煤比，kg/t 200 163.6 158.47富氧率，% 6 9.4 11.34工序能耗，kg标准煤/t 384 379 370
Table 3.Baosteel 1 BF 4966 m3 BF furnace design structure表3.宝钢1号高炉4966 m3高炉炉型设计结构项目 单位 参数有效容积Vu m3 4966有效高度Hu mm 31,750炉缸直径d mm 14,500炉腰直径D mm 16,400炉喉直径d1 mm 10,800炉缸高度h1 mm 5500炉腹高度h2 mm 4400炉腰高度h3 mm 2000炉身高度h4 mm 17,800炉喉高度h5 mm 2050生铁层厚度h0 mm 3600炉腹角 α ˚ 77˚81'63''炉身角 β ˚ 81˚06'04''高径比Hu/D 1.936铁口数 个 4风口数 个 40
2.3.太钢5、6号高炉4350 m3
太钢5、6号高炉设计炉容4350 m3，分别于2006年10月13日和2013年11月7日开炉[6]。6号高炉本体的设计基于5号高炉的运行情况，保留了炉底、炉缸的设计，借鉴铜冷却板形式
的成功操作经验，对其炉腹、炉腰及炉身中下部内衬和冷却控制形式进行改进，同时完善了高炉检测系统和监控系统，对风口、铁口等一些细节部分加以优化，使炉本体设计更趋于合理。炉型设计结构如表4所示。
2.4.武钢3200 m3高炉
武钢5号高炉(3200 m3)的设计工作于1986年启动，高炉1991年l0月19日投产[7]。它是我国工程技术人员自行设计的国内第一座大型现代化高炉.其技术装备水平集 80年代国内外高炉炼铁水平之大成[8][9][10]。炉型设计结构如表5所示。
海鲜豆腐汤的做法Table 4.Tisco Steel 5 number and 6 blast furnace contrast表4.太钢5号和6号高炉炉型对比项目 单位 5号高炉 6号高炉有效容积Vu m3 4350 4350有效高度Hu mm 31,800 31,800炉缸直径d mm 14,200 14,200炉腰直径D mm 16,000 16,000炉喉直径d1 mm 10,500 10,500炉缸高度h1 mm 5400 5400炉腹高度h2 mm 4500 4400炉腰高度h3 mm 2100 2200炉身高度h4 mm 17,800 17,800炉喉高度h5 mm 2000 2000生铁层厚度h0 mm 3000 3000炉腹角 α ˚ 78˚7 78˚6炉身角 β ˚ 81˚2 81˚2高径比Hu/D 1.988 1.941铁口数 个 4 4风口数 个 38 38
Table 5.Wisco 3200 m3 BF furnace design structure表5.武钢3200 m3高炉炉型设计结构项目 单位 武钢5号 武钢4号 武钢1号 名古屋3号有效容积Vu m3 3200 2516 2200 2924有效高度Hu mm 30,600 29,400 28,700 29,600炉缸直径d mm 12,200 11,000 10,700 11,700炉腰直径D mm 13,400 12,000 11,700 12,900炉喉直径d1 mm 9000 8200 7800 8600炉缸高度h1 mm 4800 4800 4500 4200炉腹高度h2 mm 3500 2400 3400 3600炉腰高度h3 mm 2000 1200 1800 2500炉身高度h4 mm 17,900 18,300 17,000 17,400炉喉高度h5 mm 2400 2300 2300 1800生铁层厚度h0 mm 1900 1100 2004 1143炉腹角 α ˚ 80˚16'207'' 81˚38'81'' 81˚38'28'' 84˚13'16''炉身角 β ˚ 82˚59'365'' 84˚13'446'' 84˚13'446'' 82˚57'22''高径比Hu/D 2.28 2.45 2.45 2.295铁口数 个 2风口数 个 26
2.5.首钢迁钢1号高炉2650 m3
首钢迁钢1号高炉2650 m3高炉炉型设计结构[11]如表6所示。
3.高炉大小与高径比的关系
光荣的近义词由以上六个表内的数据得出炉容与高径比的二元关系如表7所示。
如图2所示，以上由沙钢、宝钢、武钢等国内大型高炉的高炉炉型设计结构可以得出：合理的炉型是高炉顺行和高炉强化冶炼的基本条件，大高炉的炉型是朝着“矮胖型”的方向发展的。高炉越大，高径比越小，高炉对炉料的强度要求就没那么高。在炼铁原料的强度得不到明显增加的情况下，高炉的有效高度就不能增加，只能通过增大高炉的直径来扩容。大高炉能够使气流得到更好的发展，提高煤气利用率，降低焦比。
北宋的灭亡Table 6.First Qiansteel 1 blast furnace design structure of 2650 m3 BF表6.首钢迁钢1号高炉2650 m3高炉炉型设计结构项目 单位 参数有效容积Vu m3 2650有效高度Hu mm 28,800炉缸直径d mm 11,500炉腰直径D mm 12,700炉喉直径d1 mm 8100炉缸高度h1 mm 4200炉腹高度h2 mm 3200炉腰高度h3 mm 2400炉身高度h4 mm 16,600炉喉高度h5 mm 2200生铁层厚度h0 mm 2100炉腹角 α ˚ 79˚51'31''炉身角 β ˚ 82˚06'42''高径比Hu/D 2.268铁口数 个 3风口数 个 30
Table 7.Furnace capacity and height-diameter ratio表7.炉容与高径比有效炉容Vu/m3 2200 2516 2650 2924 3200 4350 4966 5800高径比Hu/D 2.45 2.45 2.268 2.295 2.28 1.988 1.936 1.897
