一种高炉冷却系统改造方法

摘要

本发明涉及一种高炉冷却系统改造方法，包括：1)设计高炉下段冷却系统；2)炉缸及炉底冷却壁供排水管网连接组成高炉下段冷却系统；3)炉腹、炉腰及炉身冷却壁供排水管网连接组成高炉上段冷却系统；4)高炉上段冷却系统的上段供排水主管与高炉下段冷却系统的下段供排水主管连接，当其中一个冷却系统出现故障不能满足使用要求时，由另一个冷却系统对其系统内补充冷却水或代替其完成冷却作业。本发明能够在不影响高炉正常生产的情况下完成对高炉冷却系统的改造，实现对炉缸以下及炉腹以上的分段冷却，从而满足高炉操作中调节不同部位冷却水量、控制各部位热负荷的实际要求，保证高炉连续生产，提高高炉的整体使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及炼铁高炉冷却技术领域，尤其涉及一种高炉冷却系统改造方法。

背景技术

由于高炉炼铁具有产量大、生产率高和成本低等相对于其他炼铁方法无法比拟的优点，所以目前炼铁一般都采用高炉炼铁工艺。显而易见只有延长高炉寿命才能达到节省成本、提高生产率的目的。实践证明，高炉长寿必须从设计抓起。现有常规高炉冷却设计一般都采用“恒流量”的冷却方式，即高炉各部分每个冷却元件所得到的冷却水量都是相等的，而且这类高炉的炉体冷却系统多采用的一串到顶的连接方式，即将供水主管经最下层供水环管向高炉炉体冷却设备供水，炉体冷却设备之间通过联络管自下而上整体串联，冷却设备排水经排水主管排出。这种连接方式的缺点是不能根据高炉在生产过程中不同高度部位热负荷不同而进行相应调整冷却水量，因此常常无法满足峰值热负荷的需要，致使高炉炉壳承受高温热流的侵袭,降低了高炉的整体使用寿命。

炉体冷却水的作用是将高炉炉内导出的热量带走,降低炉衬的温度,既保证内衬的完整，又维持合理的高炉炉型。目前采用的串联式高炉冷却系统，如果某段冷却设备突然出现漏水时，会对整个冷却系统的供水量造成大的波动；另外高炉具有炉底、炉缸区域热负荷小、波动小，炉腹以上区域热负荷较大、波动也较大的实际情况，而目前的冷却系统却采用统一的冷却方法，无法对局部进行冷却强度的调节。

发明内容

本发明提供了一种高炉冷却系统改造方法，能够在不影响高炉正常生产的情况下完成对高炉冷却系统的改造，实现对炉缸以下及炉腹以上的分段冷却，从而满足高炉操作中调节不同部位冷却水量、控制各部位热负荷的实际要求，保证高炉连续生产，提高高炉的整体使用寿命。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种高炉冷却系统改造方法，原有高炉冷却系统由水泵站、脱气罐和供排水管网组成，高炉炉壳内壁沿高炉周向及高向安装多个冷却壁，其中沿高炉高向安装的冷却壁分为炉 底、炉缸、炉腹、炉腰及炉身段冷却壁；每一冷却壁内至少设一条冷却水流道，冷却水流道两端分别连接供水支管和排水支管；沿同一竖直方向安装的多个冷却壁的冷却水流道串联连接；本发明将炉底、炉缸、炉腹、炉腰及炉身的串联式冷却系统改造为炉缸以下及炉腹以上的两段式冷却系统；具体包括如下步骤：

1)根据炉底、炉缸冷却所需的水量设计高炉下段冷却系统，高炉下段冷却系统包括下段水泵站、下段脱气罐、下段供排水管网及眼镜阀；设计内容包括下段水泵站选址、下段供排水管网中各管道走向及用于与下段供排水主管连接的眼镜阀的安装位置，对所需泵、管道和管道上常规设置的各类阀门进行选型并确定数量；

2)新建下段水泵站并将其与下段脱气罐相连，下段水泵站通过眼镜阀与下段供排水主管连接，下段供排水主管连接炉底段冷却壁下部的供水支管，下段脱气罐通过下段供排水环管连接炉缸段冷却壁上部的排水支管，以上连接完成后组成封闭式循环的高炉下段冷却系统；

3)将原高炉冷却系统的水泵站作为上段水泵站，原有的脱气罐作为上段脱气罐；炉身段冷却壁上部的排水支管通过上段供排水主管与上段脱气罐连接，炉腹段冷却壁下部的供水支管连接上段供排水环管，上段供排水环管通过眼镜阀连接通往上段水泵站的上段供排水主管；以上连接完成后组成封闭式循环的高炉下段冷却系统；

4)高炉上段冷却系统的上段供排水主管与高炉下段冷却系统的下段供排水主管连接，且连接管道上设截止阀；正常生产时，由高炉上段冷却系统对炉腹、炉腰及炉身段冷却壁提供循环冷却水，由高炉下段冷却系统对炉缸及炉底段冷却壁提供循环冷却水，2个冷却系统独立运行；当其中一个冷却系统出现故障不能满足使用要求时，将连接管道上的截止阀打开，由另一个冷却系统对其系统内补充冷却水或代替其完成冷却作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)实现对炉缸以下及炉腹以上的分段冷却，从而满足高炉操作中调节不同部位冷却水量、控制各部位热负荷的实际要求，保证高炉连续生产；

2)能够在不影响高炉正常生产的情况下完成对高炉冷却系统的改造，为采用串联式高炉冷却系统的高炉提供一种简便可行、方便快捷且效果良好的改造方法，并为下一步得强化冶炼创造必要的条件；

3)可提高高炉的整体使用寿命。

附图说明

图1是本发明所述高炉冷却系统改造方法的原理示意图。

图2是本发明所述冷却壁中冷却水道与供水支管、排水支管连接关系示意图。

图中：1.上段水泵站 2.上段脱气罐 3.冷却壁 4.眼镜阀 5.上段供排水环管 6.下段水泵站 7.下段脱气罐 8.下段供排水环管 9.供水支管 10.排水支管 11.连接管道 12.截止阀 13.冷却水流道

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种高炉冷却系统改造方法，原有高炉冷却系统由水泵站、脱气罐和供排水管网组成，高炉炉壳内壁沿高炉周向及高向安装多个冷却壁3，其中沿高炉高向安装的冷却壁3分为炉底、炉缸、炉腹、炉腰及炉身段冷却壁；每一冷却壁3内至少设一条冷却水流道13，冷却水流道13两端分别连接供水支管9和排水支管10(如图2所示)；沿同一竖直方向安装的多个冷却壁3的冷却水流道13串联连接；本发明将炉底、炉缸、炉腹、炉腰及炉身的串联式冷却系统改造为炉缸以下及炉腹以上的两段式冷却系统；具体包括如下步骤：

1)根据炉底、炉缸冷却所需的水量设计高炉下段冷却系统，高炉下段冷却系统包括下段水泵站6、下段脱气罐7、下段供排水管网及眼镜阀4；设计内容包括下段水泵站选址、下段供排水管网中各管道走向及用于与下段供排水主管连接的眼镜阀4的安装位置，对所需泵、管道和管道上常规设置的各类阀门进行选型并确定数量；

2)新建下段水泵站6并将其与下段脱气罐7相连，下段水泵站6通过眼镜阀4与下段供排水主管连接，下段供排水主管连接炉底段冷却壁3下部的供水支管9，下段脱气罐7通过下段供排水环管8连接炉缸段冷却壁3上部的排水支管10，以上连接完成后组成封闭式循环的高炉下段冷却系统；

3)将原高炉冷却系统的水泵站作为上段水泵站1，原有的脱气罐作为上段脱气罐2；炉身段冷却壁3上部的排水支管10通过上段供排水主管与上段脱气罐2连接，炉腹段冷却壁3下部的供水支管9连接上段供排水环5管，上段供排水环管5通过眼镜阀4连接通往上段水泵站1的上段供排水主管；以上连接完成后组成封闭式循环的高炉下段冷却系统；

4)高炉上段冷却系统的上段供排水主管与高炉下段冷却系统的下段供排水主管连接，且连接管道11上设截止阀12；正常生产时，由高炉上段冷却系统对炉腹、炉腰及炉身段冷却壁3提供循环冷却水，由高炉下段冷却系统对炉缸及炉底段冷却壁3提供循环冷却水，2个冷却系统独立运行；当其中一个冷却系统出现故障不能满足使用要求时，将连接管道 11上的截止阀12打开，由另一个冷却系统对其系统内补充冷却水或代替其完成冷却作业。

本发明是在总结对国内某钢铁厂一系列炼铁高炉冷却系统改造的经验基础上，提出的一种简便易行的强化高炉局部冷却的改造方法，其既能保证炉缸的寿命乃至高炉自身寿命，又能在极短时间内完成冷却系统的改造任务。

本发明所述一种高炉冷却系统改造方法的基本原理是：新建下段水泵站6，并在不影响高炉正常生产的情况下在上、下段供排水主管上分别安装眼镜阀4，再将供排水主管与对应的供水支管与出水支管连接组成上、下段高炉冷却系统，实现高炉炉缸以下及炉腹以上的分段冷却。

本发明所述高炉冷却系统改造可利用高炉短暂的休风检修机会完成。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。