高爐的主要組成部分
高爐爐殼:現(xiàn)代化高爐廣泛使用焊接的鋼板爐殼,只有極少數(shù)最小的土高爐才用鋼箍加固的磚殼。爐殼的作用是固定冷卻設(shè)備,保證高爐砌體牢固,密封爐體,有的還承受爐頂載荷。爐殼除承受巨大的重力外,還要承受熱應(yīng)力和內(nèi)部的煤氣壓力,有時(shí)要抵抗崩料、坐料甚至可能發(fā)生的煤氣爆炸的突然沖擊,因此要有足夠的強(qiáng)度。爐殼外形尺寸應(yīng)與高爐內(nèi)型、爐體各部厚度、冷卻設(shè)備結(jié)構(gòu)形式相適應(yīng)。
爐喉:高爐本體的最上部分,呈圓筒形。爐喉既是爐料的加入口,也是煤氣的導(dǎo)出口。它對(duì)爐料和煤氣的上部分布起控制和調(diào)節(jié)作用。爐喉直徑應(yīng)和爐缸直徑、爐腰直徑及大鐘直徑比例適當(dāng)。爐喉高度要允許裝一批以上的料,以能起到控制爐料和煤氣流分布為限。
爐身:高爐鐵礦石間接還原的主要區(qū)域,呈圓錐臺(tái)簡(jiǎn)稱圓臺(tái)形,由上向下逐漸擴(kuò)大,用以使?fàn)t料在遇熱發(fā)生體積膨脹后不致形成料拱,并減小爐料下降阻止力。爐身角的大小對(duì)爐料下降和煤氣流分布有很大影響。
爐腰:高爐直徑最大的部位。它使?fàn)t身和爐腹得以合理過渡。由于在爐腰部位有爐渣形成,并且粘稠的初成渣會(huì)使?fàn)t料透氣性惡化,為減小煤氣流的阻力,在渣量大時(shí)可適當(dāng)擴(kuò)大爐腰直徑,但仍要使它和其他部位尺寸保持合適的比例關(guān)系,比值以取上限為宜。爐腰高度對(duì)高爐冶煉過程影響不很顯著,一般只在很小范圍內(nèi)變動(dòng)。
爐腹:高爐熔化和造渣的主要區(qū)段,呈倒錐臺(tái)形。為適應(yīng)爐料熔化后體積收縮的特點(diǎn),其直徑自上而下逐漸縮小,形成一定的爐腹角。爐腹的存在,使燃燒帶處于合適位置,有利于氣流均勻分布。爐腹高度隨高爐容積大小而定,但不能過高或過低,一般為3.0~3.6m。爐腹角一般為79~82;過大,不利于煤氣流分布;過小,則不利于爐料順行。
爐缸:高爐燃料燃燒、渣鐵反應(yīng)和貯存及排放區(qū)域,呈圓筒形。出鐵口、渣口和風(fēng)口都設(shè)在爐缸部位,因此它也是承受高溫煤氣及渣鐵物理和化學(xué)侵蝕最劇烈的部位,對(duì)高爐煤氣的初始分布、熱制度、生鐵質(zhì)量和品種都有極重要的影響。
爐底:高爐爐底砌體不僅要承受爐料、渣液及鐵水的靜壓力,而且受到1400~4600℃的高溫、機(jī)械和化學(xué)侵蝕、其侵蝕程度決定著高爐的一代壽命。只有砌體表面溫度降低到它所接觸的渣鐵凝固溫度,并且表面生成渣皮(或鐵殼),才能阻止其進(jìn)一步受到侵蝕,所以必需對(duì)爐底進(jìn)行冷卻。通常采用風(fēng)冷或水冷。目前我國(guó)大中型高爐大都采用全碳磚爐底或碳磚和高鋁磚綜合爐底,大大改善了爐底的散熱能力。
爐基:它的作用是將所集中承擔(dān)的重量按照地層承載能力均勻地傳給地層,因而其形狀都是向下擴(kuò)大的。高爐和爐基的總重量常為高爐容積的10~18倍(噸)。爐基不許有不均勻的下沉,一般爐基的傾斜值不大于0.1%~0.5%。高爐爐基應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和耐熱能力,使其在各種應(yīng)力作用下不致產(chǎn)生裂縫。爐基常做成圓形或多邊形,以減少熱應(yīng)力的不均勻分布。
爐襯:高爐爐襯組成高爐的工作空間,并起到減少高爐熱損失、保護(hù)爐殼和其它金屬結(jié)構(gòu)免受熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕的作用。爐襯是用能夠抵抗高溫作用的耐火材料砌筑而成的。爐襯的損壞受多種因素的影響,各部位工作條件不同,受損壞的機(jī)理也不同,因此必須根據(jù)部位、冷卻和高爐操作等因素,選用不同的耐火材料。
爐喉護(hù)板:爐喉在爐料頻繁撞擊和高溫的煤氣流沖刷下,工作條件十分惡劣,維護(hù)其圓筒形狀不被破壞是高爐上部調(diào)節(jié)的先決條件。為此,在爐喉設(shè)置保護(hù)板(鋼磚)。小高爐的爐喉保護(hù)板可以用鑄鐵做成開口的匣子形狀;大高爐的爐喉護(hù)板則用100~150mm厚的鑄鋼做成。爐喉護(hù)板主要有塊狀、條狀和變徑幾種形式。變徑爐喉護(hù)板還起著調(diào)節(jié)爐料和煤氣流分布的作用。
高爐解體
為了在操作技術(shù)上能正確處理高爐冶煉中經(jīng)常出現(xiàn)的復(fù)雜現(xiàn)象,就要切實(shí)了解爐內(nèi)狀況。在盡量保持高爐的原有生產(chǎn)狀態(tài)下停爐、注水冷卻或充氮冷卻后,對(duì)從爐喉的爐料開始一直到爐底的積鐵所進(jìn)行的細(xì)致的解體調(diào)查,稱為高爐解體調(diào)查。它雖不能完全了解高爐生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)情況,但對(duì)了解高爐過程、強(qiáng)化高爐冶煉很有參考價(jià)值。
高爐冷卻裝置
高爐爐襯內(nèi)部溫度高達(dá)1400℃,一般耐火磚都要軟化和變形。高爐冷卻裝置是為延長(zhǎng)磚襯壽命而設(shè)置的,用以使?fàn)t襯內(nèi)的熱量傳遞出動(dòng),并在高爐下部使?fàn)t渣在爐襯上冷凝成一層保護(hù)性渣皮,按結(jié)構(gòu)不同,高爐冷卻設(shè)備大致可分為:外部噴水冷卻、風(fēng)口渣口冷卻、冷卻壁和冷卻水箱以及風(fēng)冷(水冷)爐底等裝置。
高爐灰
也叫爐塵,系高爐煤氣帶出的爐料粉末。其數(shù)量除了與高爐冶煉強(qiáng)度、爐頂壓力有關(guān)外,還與爐料的性質(zhì)有很大關(guān)系。爐料粉末多,帶出的爐塵量就大。目前,每煉一噸鐵約有 10~100kg的高爐灰。高爐灰通常含鐵40%左右,并含有較多的碳和堿性氧化物;其主要成分是焦末和礦粉。燒結(jié)料中加入部分高爐灰,可節(jié)約熔劑和降低燃料消耗。
高爐除塵器
用來收集高爐煤氣中所含灰塵的設(shè)備。高爐用除塵器有重力除塵器、離心除塵器、旋風(fēng)除塵器、洗滌塔、文氏管、洗氣機(jī)、電除塵器、布袋除塵器等。粗?;覊m(>60~90um),可用重力除塵器、離心除塵器及旋風(fēng)除塵器等除塵;細(xì)粒灰塵則需用洗氣機(jī)、電除塵器等除塵設(shè)備。
高爐鼓風(fēng)機(jī)
高爐最重要的動(dòng)力設(shè)備。它不但直接提供高爐冶煉所需的氧氣,而且提供克服高爐料柱阻力所需的氣體動(dòng)力?,F(xiàn)代大、中型高爐所用的鼓風(fēng)機(jī),大多用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心式鼓風(fēng)機(jī)和軸流式鼓風(fēng)機(jī)。近年來使用大容量同步電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)。這種鼓風(fēng)機(jī)耗電雖多,但啟動(dòng)方便,易于維修,投資較少。高爐冶煉要求鼓風(fēng)機(jī)能供給一定量的空氣,以保證燃燒一定的碳;其所需風(fēng)量的大小不僅與爐容成正比,而且與高爐強(qiáng)化程度有關(guān)、一般按單位爐容2.1~2.5m3/min的風(fēng)量配備。但實(shí)際上不少的高爐考慮到生產(chǎn)的發(fā)展,配備的風(fēng)機(jī)能力都大于這一比例。
來源:中國(guó)鋼鐵培訓(xùn)網(wǎng)