安钢3#高炉炉体冷却系统的改造

第３期总第１７５期　冶　金丛　刊　Ｓｕｍ．１７５　ＮＯ．３　２　０　０　８年６月　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ　ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮＳ　Ｊｕｎｅ　２　０　０　８　安钢３＃高炉炉体冷却系统的改造　陈建伟　侯化民　（安阳钢铁集团公司，河南安阳４５５００５）　摘要对安钢３　高炉炉体冷却强度不足的原因进行了分析，并对炉体冷却系统的改造经验进行了总结。通过安　装风１：３加压节水装置，提高了炉腹、炉腰部位的冷却强度，满足了高炉高强度冶炼的需要，达到了增压节水和延长　炉体寿命的目的。　关键词炉体；冷却系统；风口加压节水装置　中图分类号：ＴＦ５７３．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—３８１８（２００８）Ｏ３—００２０一Ｏ２　ＲＥＦｏＲＭ　ＯＮ　ＣｏｏＬＩＮＧ　ＳＹＳＴＥＭ　ｏＦ　Ｎｏ．３　ＢＦ　ＦＵＲＮＡＣＥ　ＢｏＤＹ　Ｃｈｅｎ　ｊｉａｎｗｅｉ　Ｈｏｕ　Ｈｕａｍｉｎ　（Ａｎｙａｎｇ　Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ａｎｙａｎｇ　４５５００４，Ｈｅｎａｎ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎ　ｏｆ　ｉｎａｄｅｑｕａｔｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｎｏ．３　ＢＦ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｂｏｄｙ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｆｏｍ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｏｆ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｂｏｄｙ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｉｎ　Ａｎｇａｎｇ．Ｂｙ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｔｕｙｅｒｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｗａｔｅｒ－ｓａｖｉｎｇ　ａｄｖｉｃｅ，ｔｈｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｏｆ　ｂｏｓｈ　ａｎｄ　ｂｅｌｌｙ　ｗａｓ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ｏｆ　ＢＦ　ｗａｓ　ｓａｔｉｓｆｉｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｂｊｅｃｔ　ｏｆ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｗａｔｅｒ　ｓａｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｌｏｎｇａｔｉｎｇ　ｌｉｆｅ　ｏｆ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｂｏｄｙ　ｗａｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｂｏｄｙ；ｃｏｏｌｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ；ｔｕｙｅｒｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｗａｔｅｒ－ｓａｖｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ　１　引言　表１　３　高炉炉体冷却结构　安钢炼铁厂３　高炉（３５０ｍ’）于２００３年１２月６　日大修后投产。该炉的炉底、炉缸采用自焙炭　块——陶瓷杯复合砌体，首次在炉腰、炉腹上使用　铸钢冷却壁，炉身部位采用大型冷却模块，工业水　开路循环。由于高炉供水能力不足和炉体大修后　用水量增大，随冶炼强度的提高，高炉炉体冷却强　３　炉体冷却系统改造的必要性　度无法满足高炉高强度冶炼生产的需要，炉腹冷却　安钢３　高炉自投产以来，随着生产时间的延长　壁出现大量损坏，严重影响了高炉的安全、产量、能　和冶炼强度的提高，炉腹、炉腰冷却壁和炉身冷却模　耗和寿命。　块个别水管开始出现损坏。在２００６年下半年至　２高炉炉体的冷却结构　２００７年冷却系统改造投用之前，为达到高产低耗、　安钢３　高炉于２００３年大修时，采用了新型冷却　优化指标的目的，采用大料批分装料制，高强度冶炼　结构。从炉缸到炉身共ｌ３段，在炉腰、炉腹上首次　过程中出现了炉腹冷却强度不能满足高强度冶炼的　使用三层铸钢冷却壁，炉身部位采用大型冷却模块，　现象，炉腹五层冷却壁出现大面积损坏，制约了高炉　炉喉采用水冷炉喉钢砖，因而炉体冷却用水量大幅　生产技术指标的进一步提高（３　高炉冷却壁具体损　增加。炉体详细冷却结构见表１。　坏情况见表２）。对炉体冷却系统进行改造，提高炉　作者简介：陈建伟（１９７３一），男，炼铁工程师，１９９６年毕业于中南工业大学　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　陈建伟等：安钢３　高炉炉体冷却系统的改造　・２１・　腹、炉腰冷却强度，满足高炉安全生产、优化指标的　方案２：从高炉内部着手，控制炉体其它部位用　需要和延长炉体寿命势在必行。　表２　３　高炉冷却壁损坏统计　４炉体冷却系统的改造　４．１　炉腹冷却强度较低的原因　由于安钢３　高炉冷却系统设计存在不足和大　修后冷却结构的变化，高炉用水量增加，导致系统水　压低。具体原因如下：　（１）安钢５座３００ｍ　级高炉共用一根供水总　管，由于设计问题，从总管到其它高炉的引水管直径　为４００ｒａｍ，而３　高炉引水管直径却为３００ｒａｍ，高炉　本体水压较其它４座高炉低０．０４ＭＰａ，因而系统冷　却强度整体偏低。　（２）从表１可看出，３　高炉在２００３年大修时在　炉身以上部位采用了新型冷却结构，用水量与全冷　却壁结构高炉的相比增加了约４００ｍ　／ｈ，炉身冷却　强度提高，炉腰、炉腹冷却强度相对降低，从而成为　高炉本体冷却系统的薄弱环节。　（３）高炉进行高强度冶炼时，炉腰、炉腹的热负　荷增大，对该部位冷却强度的需求增加。　４．２改造思路　通过对冷却系统的改造，提高炉腰、炉腹冷却壁的　水压和流量，大幅提高该部位冷却强度，遏制冷却壁大　面积、集中烧损的不利态势，满足高炉进行高强度冶炼　的需要，延长炉体寿命，优化高炉生产技术指标。　４．３　方案选择　根据上述对冷却系统存在问题的分析，高炉炉　体冷却系统改造可采取以下三种方案ｌ　方案１：从高炉外部着手，利用休风机会，从供　水总管上再接一根引水管，增加高炉本体供水总量，　提高系统压力，满足高炉需要。　水量，提高炉腰和炉腹的水压，把串联冷却壁改为单　进单出，增大该部位冷却壁的冷却强度。　方案３：进行技术改造，安装风口加压节水装置，　对高炉炉身回水槽冷却回水进行回收和加压，供风口　中、小套冷却使用，间接增加高炉本体供水总量。　经过技术人员的充分研究，广泛认为：方案１需　要该供水总管上用户全部停产，对生产平衡影响大，　不可取；方案２只是把冷却强度低的矛盾转移，没有　从根本上解决供水量不足的问题；方案３在高炉内　部进行技改，对正常生产影响小，投资少，可达到增　压节水效果，方案最可行。　４．４　方案实施　方案确定以后，对高炉需求情况进行了调查研　究，进行了设备选型和现场施工。详细结构和主体　设备型号及安装情况见图１和表３。　：蝶阀　图１风口加压节水装置示意图　表３　风口加压节水装置主体设备类型表　４．４．１　冷却回水的回收　在炉台合适位置用１０ｒａｍ厚钢板焊接一个３ｍ　×５ｍ×３ｍ的水箱，在高度２．５ｍ处开一个溢流口，　与原回水管路连接。底部中间位置焊一高１．５ｍ的　挡流板，保持箱底水流为层流。在水箱顶部靠角开　一直径５００ｒａｍ的圆孔，用管道与炉身回水槽连接。　在水箱侧面对角位置，距底部２０ｒａｍ处开一直径　４００ｒａｍ的圆孔，以便与加压装置连接。　４．４．２加压装置　加压装置由电机、水泵两套组成，管道直径　２００ｒａｍ，并行排列，一用一备。系统设计水泵最大扬　程４０．８ｍ。供水压力０．３５ＭＰａ，最大流量４５０ｍ　／ｈ。　４．４．３安全防护装置　在加压管路上安装了两套逆止（下转第２４页）　维普资讯 http://www.cqvip.com 冶金丛刊　总第１７５期　钢满足百分比准则时，剪切线被确定在带钢宽度为　１　５００　Ｘ　９８％＝１　４７０ｍｍ的位置。该准则适用于圆　形、狗骨形头尾。　实际应用过程中发现，热检灵敏度的调整是其　能否正确使用的关键因素。热检灵敏度调得太高，　带钢通过热检后，由于辊道有余热，延时一段时间　后，热检信号才消失，造成带钢尾部切不到或少切。　热检灵敏度调得太低，带钢头部通过热检后，热检信　号才出现，出现切大头现象。另外，带钢尾部通过热　检时，热检信号会提前消失，造成切大尾现象。　３．６操作终端　３．４．２鱼尾形端部准则　如果带钢头尾被确定鱼尾形（分叉），那么剪切　线必须位于不分又的连续部分，剪切位置的宽度根　据全宽度百分比准则确定。　３．４．３最小剪切准则　最小剪切准则用于限制剪切量的最小值。这个　限定优先于百分比剪切准则。　３．４．４最大剪切准则　ＯＣＳ系统在操作室配置了一台远程终端，显示　头尾轮廓形状以及剪切线位置。操作工如果发现剪　切位置不正确，可以很方便地对剪切线位置进行调　最大剪切准则用于限制剪切量的最大值。这个　限定优先于百分比剪切准则。　３．５飞剪触发信号　整。这种自动计算加手动调整的方式，非常适合于　热轧厂这种复杂的生产环境使用。　原来的ＣＰＧ根据速度信号对剪切线位置进行　跟踪，在剪切线到达某特定位置时，向飞剪控制系统　４　结语　最佳化剪切系统在热轧生产线的成功改造为该轧　发送触发信号，通知飞剪系统准备剪切。由于速度　线的稳定生产提供了有力的支持，经济效益也非常明　显。最佳化剪切系统属于热轧特种仪表，与其它特种　仪表一样，克服现场恶劣环境的影响，是仪表顺利投入　使用的关键因素。本文通过对热轧线最佳化剪切系统　改造前后的对比，探讨了现场实际遇到的问题以及解　信号的稳定性及准确性不够，在长距离跟踪时造成　的累计误差过大，所以ＯＣＳ系统没有采用速度信号　产生触发信号，而是在轧线上安装了一台线扫描式　热金属检测器，用于检测带钢头尾端部的信号，作为　送给飞剪系统的触发信号。　（上接第２１页）　决办法，希望能为其他类似的应用提供一些借鉴。　阀和一套水力控制阀。在加压装置突然故障停水时，　实现从原风口中、小套供水管路瞬时供水，保持连续供　水，避免风口中、小套断水烧损，出现生产事故。　４．４．４监测装置　在加压供水管路上，分别安装了压力和流量监测　仪器，并设置压力、流量失常报警装置。同时在电器部　分设置电机过载、过流保护，保证系统安全运行。　量。流量计测得风１２１中、小套耗水３５０ｍ　／ｈ，则一天　可节约８　４００ｍ　外供冷却水。　（２）风口加压节水装置投用后，由于风口中、小　套冷却水被从高炉本体冷却水量中刨除，高炉本体　冷却用水量减小，则在保持炉体其它部位冷却水压　不变的前提下，炉腹和炉腰冷却水压从０．１０ＭＰａ达　到了０．１６ＭＰａ，该部位冷却强度大幅提高。同时，风　口中、小套冷却水压也从０．２０ＭＰａ提高到了０．３４　ＭＰａ，冷却强度也得到提高。　（３）满足了高炉高强度冶炼的需要。表４列出　了３　高炉历年的主要生产技术指标。从表２和表４　可看出，风口加压节水装置投用后，在高炉高强度冶　炼条件下，炉腰和炉腹冷却壁烧损与风口加压节水　５　使用效果　经过紧张施工，风口加压节水装置于２００７年４　月下旬顺利投用，取得了令人满意的成绩，增压节水　效果明显，满足了高炉高强度冶炼的需要，高炉生产　技术指标得到优化。　（１）通过风口加压节水装置的投用，风口中、小　套冷却用水用的全部为炉身回水槽的冷却回水，提　装置安装前比大幅减少，同时高炉生产技术指标不　断优化，达到了安全、高产、低耗、长寿的目的。　高了冷却水的利用率，间接增加了高炉冷却供水总　表４　３　高炉历年主要生产技术指标　６　结语　安钢３　高炉采用风口加压节水装置，冷却系统　增压节水效果明显，炉体冷却强度得到提高，延缓了　冷却壁的烧损，可以在一定程度上延长炉体寿命，各　项生产技术指标得到了优化。该装置已相继在其它　４座高炉上投用，同样取得了理想的效果。