爐頂高壓簡介

爐頂高壓是強化高爐生產(chǎn)的有效措施，是葉渚沛所長在50年代中期提出的"三高理論"（高壓爐頂、高風溫、高鼓風濕度）中的一部分。經(jīng)中央有關(guān)領(lǐng)導批準，在葉渚沛領(lǐng)導下，化工冶金研究所與石景山鋼鐵公司合作，于1958年初步建成中國科學院實驗高爐，爐容17.5米3。經(jīng)過熱試車、突破技術(shù)和設(shè)備關(guān)，于1960年作過高壓爐頂初步探索性試驗，對有關(guān)設(shè)備進一步改進之后，于1965－1966年間進行了較系統(tǒng)的歷時1個半月三個階段的高壓效果試驗，而將風溫和鼓風濕度穩(wěn)定在適當?shù)乃缴稀?

通過安裝在高爐煤氣除塵系統(tǒng)的高壓調(diào)節(jié)閥組，改變煤氣通道截面積，使其比常壓時小，從而提高爐頂煤氣壓力。由于爐頂壓力提高，高爐內(nèi)部各部分的壓力也相應(yīng)提高，整個爐內(nèi)的平均壓力也提高，使高爐內(nèi)發(fā)生一系列有利于冶煉的變化，促成了高爐強化和順行。

第一批爐頂高壓操作的高爐裝備著雙鐘裝料設(shè)備。為了延長裝料設(shè)備的使用壽命,特別是大鐘的壽命,A.摩爾和J·P·格烈爾提出采用三鐘裝料設(shè)備。它在六十年代初期被美國的迪凱和日本的室蘭廠所采用。同時,蘇聯(lián)的查波羅什鋼廠也采用它。比較合理的方法是把氣封作用和布料作用分離開。為此目的,曾設(shè)計了具有僅起密封作用的鐘或閥的裝料設(shè)備,這些鐘或閥是不與爐料相接觸的。在這類裝料設(shè)備中,采用特殊的料鐘、或者是閥門以及滑閥來完成裝料和布料。密封作用和布料作用相分離的方式,可以在具有單室的裝料設(shè)備中實現(xiàn),也可以在具有雙室的裝料設(shè)備中實現(xiàn),在這些裝科設(shè)備中,下面的大鐘通常用于高爐裝料。而隨著高爐容積的增大,大鐘的制造、安裝和更換的困難就更大了。于是盧森堡的維爾茲公司(Wurth)設(shè)計了一種裝料設(shè)備,它采用旋轉(zhuǎn)溜槽代替大鐘往爐內(nèi)布料。在這種裝料設(shè)備中,高爐爐內(nèi)與大氣的隔離靠閥門組來實現(xiàn) 。

爐頂高壓節(jié)流閥組

這種節(jié)流閥組用來保證高爐爐喉有固定的煤氣壓力。只用一個閥門來調(diào)節(jié)大量爐喉煤氣的壓力是不可能的,所以煤氣流需流經(jīng)三個平行的節(jié)流閥。為了防止爐喉煤氣的灰塵和熱量對節(jié)流閥產(chǎn)生有害影響,所以節(jié)流閥組裝在洗滌塔或電除塵器之后。節(jié)流閥組通常采用液壓或氣壓控制。一般情況下,用人工把一個節(jié)流閥調(diào)節(jié)到給定的基本位置,而用其它兩個節(jié)流閥來自動調(diào)節(jié)煤氣壓力。第一個節(jié)流閥的基本位置應(yīng)選擇成使其它兩個閥能在最有利的區(qū)域內(nèi)進行調(diào)節(jié)。為了確保穩(wěn)定的工作,合理的辦法是僅用一個節(jié)流閥進行調(diào)節(jié),而把其它兩個閥置于基本位置。在另一些結(jié)構(gòu)中,由三個閥組成的節(jié)流閥組,還配有三個直徑較小的支管。節(jié)流閥可以垂直或水平配置。在新的裝料設(shè)備中,煤氣壓力的調(diào)節(jié)和清洗不靠節(jié)流閥組,而靠調(diào)節(jié)文氏管中或具有環(huán)向間隙的裝置中的壓力來實現(xiàn)。

爐頂高壓裝料設(shè)備

高壓操作提高了對裝料設(shè)備的要求。為了下降料鐘必須均衡其上下之壓力,因為料針自重和鐘上的料重不足以使鐘下降。當爐喉煤氣壓力為1.0表壓力,而料鐘間空間為大氣壓時,作用在直徑4.8米的下鐘上的托力達180噸。因此,在下降料鐘時,料鐘間空間的壓力應(yīng)與爐喉壓力相接近。均壓也減少了流經(jīng)料鐘及其料斗接觸面縫隙的臟煤氣對料鐘接觸面的磨損。

上鐘每下降一次,就需要降低一次料鐘間空間的壓力,然后又重新升壓。這個過程約延續(xù)一分鐘時間,此時下鐘承受著高壓煤氣的單向作用。一般在采用料車上料時,每裝一車料后,_卜、鐘就下降一次。當一晝夜上料140批料時,料鐘間空間處于低壓狀態(tài)的時間為560分鐘或總時間的40壞。在一些膠帶運輸機上料的系統(tǒng)中,在裝一批料中,上鐘僅下降兩次,這就使料鐘間空間處于低壓狀態(tài)的時間減少一半,從而將提高下鐘的使用壽命。

為了減少下鐘受高壓煤氣單向作用的時間,設(shè)計了具有雙室的裝料設(shè)備。通常,它有三個料鐘。中鐘關(guān)閉時的下室內(nèi)經(jīng)常保持著高壓,此時_巨室的工作制度與一般的雙鐘裝料設(shè)備的料鐘間空間的工作情況相同。這使下鐘免受了含塵熱煤乙乙對它的磨損,此時磨損作用轉(zhuǎn)移到中鐘上,但中鐘直徑較小,它的密封和更換較簡單。高度大是具有雙室的裝料設(shè)備的缺點,和具有單室的裝料設(shè)備相比,它對爐料的粉碎作用大。

鐘和旋轉(zhuǎn)漏斗的密封是一個復雜的問題。同樣,料鐘拉桿和探尺的密封也是困難的。為了改善密封,設(shè)計了不與爐料相接觸的密封件。當把裝料和密封作用相分離時,就可達到這個目的?？砂宴姾烷y當作密封件,而閥的尺寸一般比較小,因此閥能保證更好的密封性,且閥的啟閉要比鐘快。由于閥的尺寸小,所以閥打開時通道面積不大。因此在裝料時,閥處于開啟狀態(tài)的時間較長,這就使閥的快速開閉具有特別重要的意義。鐘和閥可采用液壓、氣壓或電力驅(qū)動。

爐頂高壓均壓系統(tǒng)

均壓系統(tǒng)由充壓管道和放散管道組成,充壓管道用來提高裝料設(shè)備的室中壓力,而放散管道則用于降低壓力。在每一根煤氣管道上,至少設(shè)置一個帶自動控制的閥門。在另一些結(jié)構(gòu)中則考慮了反向閥或設(shè)置第二個閥。為了提高室中壓力,用壓力比爐內(nèi)高0.1一0.2公斤/厘米:的半凈煤氣向室內(nèi)充壓。在具有雙室的裝料設(shè)備中,下室中經(jīng)常保持高壓狀態(tài),所以可采用臟煤氣來向下室充壓。充壓管道或者與高爐爐頂相連通,或者與煤氣上升管相連通。為了使下室內(nèi)的壓力高于爐內(nèi)壓力,也可采用壓縮的凈煤氣,也可用從制氧站所獲得的氮氣向室內(nèi)充壓。此時,一般先用高爐煤氣提高室內(nèi)壓力,然后再充進氮氣以獲得更高的壓力。上室的均壓方式與具有單室的裝料設(shè)備的情況相同均壓閥工作頻繁,在繁重的工作條件下,應(yīng)保證其良好的密封性能。均壓閥可采用液吸、氣壓或電力驅(qū)動。

爐頂高壓大氣閥

采用高壓操作時,通常設(shè)置四大個氣閥:三個配置在煤氣管道上,而另一個配置在充管道上。當煤氣壓力超過規(guī)定值時,這些大氣閥就自動地打開。它們具有液壓或氣壓驅(qū)壓動裝置。此外,按規(guī)定還考慮了以人工通過卷揚操縱大氣閥的裝置。2100433B

適合于電廠鍋爐爐頂及其它須遠距離、高壓測溫場合。

爐頂以氧化鋁質(zhì)或氧化鋯質(zhì)耐火材料及輕質(zhì)高鋁耐火保溫材料砌筑。中型以上爐的頂部還需設(shè)置水冷系統(tǒng)。爐頂設(shè)有觀察孔及氫氣進氣管與防爆泄壓裝置。中型以上鎢爐采用活動式爐底 。