转底炉因具有环形炉膛和可转动的炉底而得名,其原料是铁矿粉和煤粉制成的含碳球团,经配料、混料、制球和干燥后加入转底炉中,炉膛温度可达1250~1350℃左右,含碳球团在这样的高温下,随着炉底旋转一周的过程中,铁矿被碳快速还原,生成金属化球团,后由螺旋出料机推出炉外,经冷却后运往熔分炉作原料,或作为电炉炼钢的原料。
转底炉的主要功能是处理新区烧结、高炉和转炉的含锌的粉尘,设计年处理干量为20万吨以上,其产品为DRl(Direct Reduction Iron),可作为高炉原料,转底炉产生的粉尘含锌较高,可作为锌厂的原料,炉子排出的废气经余热锅炉后可产生蒸汽,该项目可使高炉泥、转炉OG泥在厂内经济循环利用,其工艺流程为高炉泥、转炉OG泥经浓缩、脱水、烘干后与各种除尘灰和粘结剂按比例配料经润磨、造球、筛分,合格生球,再经干燥后均匀布到转底炉环形台车上,利用炉内1300℃高温还原性气氛及球团中的碳产生还原反应,在10-20 min时间内,将氧化铁大部分还原为金属化铁,同时将氧化锌大部分亦还原为锌,并被汽化,随烟气一并排出。
还原后生成的金属化球团使高温水冷螺旋从炉内排出,随即进入圆桶状的一次冷却器。桶内有氮气防止高温成品金属球团氧化。桶外有喷淋系统,以热传导方式冷却桶内球团。一次冷却后成品球团温度从1100℃降至300℃,再经筛分,合格品进成品料仓加入高炉,筛下物返回烧结。从转底炉出来的烟气先通过余热蒸汽锅炉进行余热回收,然后通过热交换器进一步降温。后再由袋式除尘器净化后外排,锌矿粉通过余热蒸汽锅炉、热交换器、袋式除尘器被回收。
转底炉主要是公司废物利用环保项目,采用日本新日铁公司技术。在耐火材料砌体结构方面采取三项措施。一是炉墙采用分片方式,耐火材料结构为多面体结构;二是炉底内外侧采用锚固锁扣结构;三是膨胀缝结构复杂。总之,该工程的设计起点高,采用标准高,结构复杂,施工难度大。转底炉炉膛长时间受到高温、高侵蚀炉气的冲刷和温度变化的热应力作用以及炉渣的侵蚀,工作条件十分恶劣,因此转底炉耐火材料砌筑质量也直接关系到使用寿命。其施工难点主要有以下几点:(1)耐火材料品种繁多,830吨材料,品种50多种,规格型号百余种;(2)各处尺寸复杂,相互制约,模具制作困难;(3)膨胀缝尺寸复杂,在砌筑施工技术上提出了更高的要求。
转底炉主要部位施工工艺
炉墙耐火材料的结构U四层,厚度为435mm。外层是25mm厚的 纤维毯,依次是50mm厚的纤维板、65mm厚的轻质砖、289mm厚的耐火浇注料。炉墙浇注料应在砌砖部分检查合格后进行 浇注。锚固砖从下往上挂设,在铺设 连热层和砌筑轻质砖的过程中放置,锚固砖周围 要用纤维毯或纤维棉填实,避免出现缝隙。然后 进行烧注料施工。烧注炉墙时,每片留设膨胀缝膨胀缝宽25-32mm,米用可拆式聚氯乙稀板制宁,膨胀缝外侧砌耐火砖密封。拆模后用纤维毯填充。
炉墙分两次施工,首先施工下部530mm部 位,并检查金属锚固件的布置是否符合设计要 求,同时按照图纸的要求布设金属锚固件,品种 为18种2215件。锚固件外部刷0.5mm的沥青 漆。膨胀缝为20,采用聚氯烯制作。模板采用木模和钢模相结合制作。等炉底浇注料施工完毕后,再施工上部炉墙。所有支设模具必须注意孔洞的留设。孔洞采用定制的聚氯烯制作,观察孔订做 一种规格,然后现场调节。烧嘴采用钢板制作。
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