高爐水渣冷卻設備

『壹』 高爐冷卻的冷卻原理

冷卻水通過被冷卻的部件空腔，並從其表面將熱量帶走，從而使冷卻水的自身溫度提高。
1.自然循環汽化冷卻工作原理：利用下降管中的水和上升管中的汽水混合物的比重不同所形成的壓頭，克服整個循環過程中的阻力，從而產生連續循環，汽化吸熱而達到冷卻目的。
2.軟水密閉循環冷卻工作原理：它是一個完全封閉的系統，用軟水（採用低壓鍋爐軟水即可）作為冷卻介質，其工作溫度50～60℃（實踐經驗40～45℃）由循環泵帶動循環，以冷卻設備中帶出來的熱量經過熱交換器散發於大氣。系統中設有膨脹罐，目的在於吸收水在密閉系統中由於溫度升高而引起的膨脹。系統工作壓力由膨脹罐內的N2壓力控制，使得冷卻介質具有較大的熱度而控制水在冷卻設備中的汽化。
3.工業水開路循環冷卻工作原理：由動力泵站將涼水池中的水輸送到冷卻設備後，自然流回涼水池或冷卻塔，把從冷卻設備中帶出的熱量散發於大氣。系統壓力由水泵供水能力大小控制。
4.外部噴淋的工作原理：用於高爐外部噴淋式降溫。

『貳』 高爐水沖渣的工藝要求和主要方法有哪些

爐前採用水沖渣工藝，既可保證高爐按時放渣又可縮短渣溝的總長度。同時由於不受渣罐的限制，有利於出凈渣鐵。水沖渣的原理是：液態熔渣流入渣溝時，被一定沖擊力的水流打散，淬化成顆粒狀。
(1)工藝要求
①防止水渣溝爆炸渣中帶鐵較多和水壓、流量不足是造成水渣溝爆炸或「放炮」的主要原因。因此，要求沖上渣時沖渣噴嘴前的水壓大於0.15MPa，沖下渣時要求不小於0.20MPa，同時，在下渣溝中還應該設置沉鐵坑，出鐵時還應避免發生下渣過鐵。
②防止水渣溝堵塞為保證沖渣正常，必須防止水渣溝堵塞。為此，水渣溝的曲率半徑應不小於15m，坡度不小於3.5%，渣水比不小於1:5，渣溝長時應不小於1:8。
(2)主要沖渣方法
主要的水渣處理方法有：沉澱池沉澱法、底濾法、茵巴(INBA)法和嘉恆法（輪法）等。
①沉澱池沉澱法該方法是將沖渣水匯集在沉澱池中，渣粒和水分離後沉澱，沉澱後的渣粒用抓鬥抓出後裝車運走。這種方法的優點是工藝和設備簡單，投資少。缺點是佔地面積大，環境污染嚴重，還需定期清理池底沉積的硬渣層。與此同時，易侵蝕設備。特別是冬季生產時，吊車作業困難。
②底濾法這種沖渣方法和其他方法的主要區別是水渣沉澱的方式不同。沉澱池的最底層是多排帶孔的濾水管，濾水管的上面是河砂和鵝卵石。水渣進入沉澱池後，經過鵝卵石、河砂的濾水作用後，水渣顆粒積聚在鵝卵石的上表面，過濾後比較潔凈的水經過濾水管進入沖渣泵站的水池內，被水泵又抽回水渣溝，重復利用。其主要優點是水經過濾後比較清潔。
③茵巴(INBA)法這種方法的工藝流程是液態爐渣從渣溝落入水渣沖制箱，渣水混合物經水渣溝流人接受塔後再流入脫水轉鼓，脫水後的渣粒經過轉鼓內、外的膠帶機運到成品水渣倉內進一步脫水。濾出的水經冷卻塔冷卻後進人冷卻水池，再經水泵送往沖渣箱循環使用。這種方法的優點是連續濾水，電耗低，佔地面積小，處理渣量大，環境條件好，渣水比低。
④嘉恆法（輪法）嘉恆法是唐山嘉恆公司與河北省冶金設計研究院研製的。這種方法採用快速旋轉的粒化輪取代傳統的水淬。爐渣落入轉輪的葉片被粉碎，並被粒化器上部噴出的高壓水射流冷卻和進一步水淬成為水渣。冷卻水與粒化渣落入脫水器篩網中過濾，濾下的水流入回水槽，經回水管道進入集水罐，經循環水泵加壓後供粒化器使用。留在篩網中的水渣通過脫水器受料斗卸料口落到脫水器下部的皮帶機上，再被轉運到貯渣倉或堆場。此法的優點是省水（一般水耗量為1：7），渣中帶鐵不會發生爆炸，佔地面積小(100～200rr12)，運行費用低。

『叄』 高爐採用軟水密閉循環冷卻方式冷卻有哪些優點

高爐採用軟水密閉循環冷卻方式冷卻有哪些優點
眾所周知，高爐的一代爐齡取決於冷卻設備是否長壽，而冷卻設備是否完好又取決於冷卻設備結構設計是否合理、冷卻設備冷卻方式是否合理以及水質是否合乎標准等，然而膨脹罐就是起緩沖壓力波動及部分給水的作用。

高爐在冷卻系統上總結了過去許多的成功經驗，採用了一系列的先進技術，如整個系統採用了不產生結垢的軟水密閉循環冷卻,採用冷卻壁熱面從下到上直通供水，在易受鐵水和烙渣的化學侵蝕、物料機械磨損和高溫還原氣體沖刷的爐腹、爐腹及爐身下部採用了鍋冷卻壁等。

軟水密閉循環冷卻系統是由爐底水冷管及爐身中部蛇形冷卻管系統、爐缸 坨形冷卻管系統、風口 、熱風闊系統以及軟水補充水和凈環水輔助系統所組成，而高爐爐頂設置膨脹罐，軟水密閉循環的系統壓力由膨脹罐內充入的氮氣壓力決定。高爐頂部安裝膨脹罐是為了保證整個管道中的壓力保持在一定的值,不會因管路過長或缺水等原因造成壓力大幅度變化。

它的結構就是由一隻內部帶彈簧的壓力罐和一個泵組成的,罐體內部在彈簧的作用下維持管道內一定的壓力,當管道缺水或壓力不穩時,將膨脹罐的罐內的水迅速補充進去,同時開啟水泵補水,當壓力超過時,水會被罐體吸收進去,從而穩定管道壓力!膨脹罐為軟水系統中重要的一個配件，它使軟水系統自動化程序高，軟水泵房內可實現自動補水和自動操作，同時可實現自動穩壓和自動檢漏。

『肆』 高爐冷卻設備的冷卻水為什麼要求有一定壓力和流速

同容積高爐
冷卻水壓力要求
同
主要原
使冷卻設備內水壓
於爐內壓力
保證煤氣
進入冷卻設備
避免冷卻設備燒壞
要求冷卻水流速主要
兩
面
素：
能造
機混合物沉澱
二
能產
局部沸騰
形
量水垢

『伍』 從水渣里選水渣鐵需要什麼設備

指的就是「水渣來」，有很多種的源。
水渣是把熱熔狀態的高爐渣置於水中急速冷卻的過程，主要有渣池水淬或爐前水淬兩種方式。水渣作建材用於生產水泥和混凝土，由於水渣具有潛在的水硬膠凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激發劑作用下，可以作為優質的水泥原料，可製成：礦渣硅酸鹽水泥、石膏礦渣水泥、石灰礦渣水泥、礦渣磚、礦渣混凝土等。
高爐水渣的綜合利用范圍：礦渣細粉深加工、民用建築樓頂隔熱層、公路柏油瀝青骨料、水泥參合料、微晶玻璃原料等

『陸』 高爐冷卻系統的作用

高爐冷卻的目的在於增大爐襯內的溫度梯度，致使1150℃等溫面遠離高爐爐殼，從而保護某些金屬結構和混凝土構件，使之不失去強度。使爐襯凝成渣皮，保護甚至代替爐襯工作，從而獲得合理爐型，延長爐襯工作能力和高爐使用壽命。高爐冷卻是形成保護性渣皮、鐵殼、石墨層的重要條件。高爐常用的冷卻介質有:水、風、汽水混合物。
高爐：用鋼板作爐殼，殼內砌耐火磚內襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹 、爐缸5部分。由於高爐煉鐵技術經濟指標良好，工藝簡單 ，生產量大，勞動生產效率高，能耗低等優點，故這種方法生產的鐵佔世界鐵總產量的絕大部分。
冷卻系統按照冷卻介質不同可以分為風冷和水冷。如果把發動機中高溫零件的熱量直接散入大氣而進行冷卻的裝置稱為風冷系統。而把這些熱量先傳給冷卻水，然後再散入大氣而進行冷卻的裝置稱為水冷系統。由於水冷系統冷卻均勻，效果好，而且發動機運轉噪音小，目前汽車發動機上廣泛採用的是水冷系統。

『柒』 高爐冷卻的方式

目前國內高爐採用的冷卻方式有四種：
1. 工業水開路循環冷卻系統
2. 汽化冷卻系統
3. 軟水密閉循環冷卻系統
4.外部噴淋

『捌』 硬水對高爐冷卻設備有什麼危害

硬水，會使冷卻管道結垢。破壞冷卻效果。

『玖』 高爐的高爐(冶煉設備）

目前所知最古老高爐是中國西漢時代（紀元前1世紀）熔爐。在紀元前5世紀中國文物中就發現鑄鐵出土可見該時代熔煉已經實用化。初期熔爐內壁是用粘土蓋的，用來提煉含磷鐵礦。西方最早的熔爐則是於瑞典1150年到1350年間出現。這兩國的熔爐都是自行發展摸索出現，沒有互相傳達關系。
使用石炭的近代高爐出現於1709年。由於歐洲當時森林多用途砍伐導致木炭產量減少、被迫開發使用石炭的煉鐵法導致新技術出現，大幅增加煉鐵效率。
日本第一個現代高爐是釜石市大橋高爐。由大島高任設計，安政4年（1857年）11月26日點火，12月1日第一批鐵產出。這天也定為日本打鐵業紀念日。 橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼，殼內砌耐火磚內襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹 、爐缸5部分。由於高爐煉鐵技 術經濟指標良好，工藝 簡單 ，生產量大，勞動生產效率高，能耗低等優點，故這種方法生產的鐵佔世界鐵總產量的絕大部分。高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位於爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。產生的煤氣從爐頂排出，經除塵後，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產品是生鐵 ，還有副產高爐渣和高爐煤氣。
高爐冶煉用的原料主要由鐵礦石、燃料（焦炭）和熔劑（石灰石）三部分組成。
通常，冶煉1噸生鐵需要1.5-2.0噸鐵礦石，0.4-0.6噸焦炭，0.2-0.4噸熔劑，總計需要2-3噸原料。為了保證高爐生產的連續性，要求有足夠數量的原料供應。
因此，無論是生鐵廠家還是鋼廠采購原料的工作是尤其重要。
由於高爐生產是連續進行的，一代高爐（從開爐到大修停爐為一代）能連續生產幾年到十幾年。生產時，從爐頂（一般爐頂是由料種與料斗組成，現代化高爐是鍾閥爐頂和無料鍾爐頂）不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風口吹進熱風（1000～1300℃），噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，主要是鐵和氧的化合物。在高溫下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，得到鐵，這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應煉出生鐵，鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導出，經除塵後，作為工業用煤氣。現代化高爐還可以利用爐頂的高壓，用導出的部分煤氣發電。 高爐爐殼內部砌有一層厚345～1150毫米的耐火磚，以減少爐殼散熱量，磚中設置冷卻設備防止爐殼變形。高爐各部分磚襯損壞機理不同，為了防止局部磚襯先損壞而縮短高爐壽命，必須根據損壞、冷卻和高爐操作等因素，選用不同的耐火磚襯。爐缸、爐底傳統使用高級和超高級粘土磚。這部分磚是逐漸熔損的，因收縮和砌磚質量不良，過去常引起重大燒穿事故，爐缸、爐底大多用碳素耐火材料，基本上解決了爐底燒穿問題。爐底使用碳磚有三種型式：全部為碳磚；爐底四周和上部為碳磚，下部為粘土磚或高鋁磚；爐底四周和下部為碳磚，上部為粘土磚或高鋁磚。後兩種又稱為綜合爐底。設計爐底厚度有減薄趨勢(由0.5d右減至0.3d左右或爐殼內徑的1/4厚度，d為爐缸直徑)。碳磚的缺點是易受空氣、二氧化碳、水蒸氣和鹼金屬侵蝕。爐腰特別是爐身下部磚襯，由於磨損、熱應力、化學侵蝕等,容易損壞。採用冷卻壁的高爐，投產兩年左右,爐身下部磚襯往往全被侵蝕。爐身上部和爐喉磚襯要求具有抗磨性和熱穩定性的材料，以粘土磚為宜。爐腹磚襯被侵蝕後靠「渣皮」維持生產。
近幾年應用噴補技術修補磚襯已相當普遍。噴補高鋁質耐火材料（含Al2O340～60%），壽命為砌襯的3/4。 生鐵是高爐產品（指高爐冶煉生鐵），而高爐的產品不只是生鐵，還有錳鐵等，屬於鐵合金產品。錳鐵高爐不參加煉鐵高爐各種指標的計算。高爐煉鐵過程中還產生副產品水渣、礦渣棉和高爐煤氣等。
高爐煉鐵的特點：規模大，不論是世界其它國家還是中國，高爐的容積在不斷擴大，如我國寶鋼高爐是4063立方米，日產生鐵超過10000噸，爐渣4000多噸，日耗焦4000多噸。 高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續生產過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，並使爐喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內形成交替分層結構。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵和渣，聚集在爐缸中，定期從鐵口、渣口放出。
鼓風機送出的冷空氣在熱風爐加熱到800～1350℃以後，經風口連續而穩定地進入爐缸，熱風使風口前的焦炭燃燒，產生2000℃以上的熾熱還原性煤氣。上升的高溫煤氣流加熱鐵礦石和熔劑，使成為液態；並使鐵礦石完成一系列物理化學變化，煤氣流則逐漸冷卻。下降料柱與上升煤氣流之間進行劇烈的傳熱、傳質和傳動量的過程。
下降爐料中的毛細水分當受熱到100～200℃即蒸發，褐鐵礦和某些脈石中的結晶水要到500～800℃才分解蒸發。主要的熔劑石灰石和白雲石，以及其他碳酸鹽和硫酸鹽，也在爐中受熱分解。石灰石中CaCO3和白雲石中MgCO3的分解溫度分別為900～1000℃和740～900℃。鐵礦石在高爐中於 400℃或稍低溫度下開始還原。部分氧化鐵是在下部高溫區先熔於爐渣，然後再從渣中還原出鐵。
焦炭在高爐中不熔化,只是到風口前才燃燒氣化,少部分焦炭在還原氧化物時氣化成CO。而礦石在部分還原並升溫到1000～1100℃時就開始軟化；到1350～1400℃時完全熔化；超過1400℃就滴落。焦炭和礦石在下降過程中，一直保持交替分層的結構。由於高爐中的逆流熱交換,形成了溫度分布不同的幾個區域，①區是礦石與焦炭分層的干區，稱塊狀帶，沒有液體；②區為由軟熔層和焦炭夾層組成的軟熔帶，礦石開始軟化到完全熔化；③區是液態渣、鐵的滴落帶，帶內只有焦炭仍是固體；④風口前有一個袋形的焦炭迴旋區，在這里，焦炭強烈地迴旋和燃燒，是爐內熱量和氣體還原劑的主要產生地。 早期的小高爐爐壁無冷卻設備，19世紀60年代高爐磚襯開始用水冷卻。冷卻設備主要有冷卻水箱和冷卻壁兩種。因高爐各部分熱負荷而異。爐底四周和爐缸使用碳磚時採用光面冷卻壁。爐底之下可用空氣、水或油冷卻。爐腹使用碳磚時可從外部向爐殼噴水冷卻，使用其他磚襯時，用冷卻水箱或鑲磚冷卻壁。爐腰和爐身下部多採用傳統的銅冷卻水箱，左右間距250～300毫米，上下間距1～1.5米。爐身上部可採用各種形式的冷卻設備，一般用鑄鐵或鋼板焊接的冷卻水箱。近幾年來爐腰和爐身有的用鑲磚冷卻壁汽化冷卻。但爐身下部由於熱負荷較高，多改用強制循環純水冷卻；爐喉一般不冷卻。冷卻介質過去使用工業水，現在改用軟水和純水。直流或露天循環供水系統也已被強制循環供水系統所代替，後者優點是熱交換好、無沉澱、消耗水量少等。