炼钢厂公用工程及辅助设施.docx

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炼钢厂公用工程及辅助设施

炼钢厂公用工程及辅助设施

3.10.1混铁炉

本项目混铁炉为900吨，由底座、炉体、传动机构、回转机构、开盖机构、煤气空气管道、气动送闸装置、干油润滑装置、混铁炉平台、电气系统等部分组成。

炉体是由可拆的侧面凸起的端盖和开有兑铁水口、出铁水口的圆筒组成筒体。

炉体内砌有耐火材料，耐火材料与炉壳之间填有硅藻土料填料层，借以隔热和缓冲炉衬受热膨胀对炉壳产生的压力，填料层向里砌有硅藻土砖用来隔热，硅藻土砖里面是粘土砖，粘土砖里面是直接与铁水接触的工作层，工作层采用镁碳砖砌筑。

3.10.2钢渣处理系统

钢渣处理采用闷渣法，将转炉内的钢渣放入渣罐后，由炉下渣罐车运到渣跨，用天车吊起倒在钢渣堆上打水冷却至400℃-500℃，然后用汽车拉出渣跨，由协作单位处理。

3.10.3钢包准备与转炉修砌

铁水包、钢水包在新砌筑后或使用过的冷包，在盛装熔融金属液体前都需要进行烘烤，提高钢包的烘烤温度，对降低出钢温度，提高炉体的寿命，增加钢产量，降低原材料消耗，降低吨钢成本，保证连铸的顺行都具有重要的意义。

本项目铁水包、钢水包及中间包烤包器均采用高炉煤气进行烤包，在线烘烤和离线烘烤均采用立式烘烤。

烘烤时钢包盖盖在钢包上，燃烧器位于包盖中央。

烘烤时，火焰呈平射状，烘烤装置的供气、供风系统固定在支架上，配合实施烘烤作业。

炼钢厂范围内共设钢包烤包器4个，铁包烤包器3个，中间包烤包器3个。

转炉炉衬采用镁碳砖砌筑，转炉内衬由绝热层、永久层和工作层组成，在吹炼过程中，由于机械、化学和热力作用而逐渐被侵蚀变薄，直到无法修补时，必须拆炉砌炉。

转炉拆炉采用拆炉机进行操作，砌炉采用上修法，砌炉时转炉成直立状态，砌炉人员由出钢口进出，砌炉材料也由出钢口送入。

3.10.4供配电系统

唐山安泰钢铁有限公司由4个变电站供电，滦县电力局铁局寨35kV变电站2台16000kVA变压器，供1080m3高炉和180m2烧结、180m3白灰竖窑，年耗电量约1.82×108度，滦县电力局崔各庄35kV变电站2台12500kVA变压器，供450m3高炉、7500Nm3/h制氧、10m2竖炉，年耗电量约1.61×108度，滦县电力局安各庄35kV变电站2路10kV电源带2台8000kVA变压器，供轧钢、90m2烧结、水渣处理，年耗电量约0.78×108度，溯河220kV变电站2路10kV电源送炼钢10kV变电所，供100t转炉、连铸。

年耗电量约1.22×108度。

全公司电压等级10kV/380V/220V/24V，按工号共11个10kV变电所。

根据总图及工艺布置，炼钢厂建有2个变电所：

转炉炼钢变电所、水处理变电所。

每个变电所由上级110kV变电站引来两路10kV独立电源，每路电源均可带该变电所全部负荷。

本项目建有3个高压配电室：

炼钢变电所、循环水变电所和一次除尘风机房配电室。

本项目建有15个380V低压配电室。

炼钢变电所低压配电室，负责转炉主控楼系统、散装料上料系统、合金料上料系统、一次除尘系统、汽化冷却系统、主厂房吊车-杂动-照明、连铸系统等电源供电。

水系统变电所低压配电室，负责净环水系统、浊环水系统、软水站系统、化学除油除污系统、二次除尘系统、安全水塔、霞普气站等电源供电。

在转炉主控楼系统、散装料上料系统、合金料上料系统、一次除尘系统、二次除尘系统、污泥处理系统、斜板沉淀池系统、旋流池系统、化学除油除污系统、软水站系统、安全水塔、霞普气站各设低压配电室，负责各系统的传动控制。

3.10.5给排水系统

唐山安泰钢铁有限公司生产、生活用水为地下水，有8眼90m深井，全部采用变频供水，每眼井每小时供水量50t，生产各系统均为循环水。

按照不同用户对水质、水压、水温和供水方式的不同要求，软水由安泰公司动力厂提供。

转炉、连铸车间由以下给排水系统组成：

（1）转炉氧枪软水开路循环系统

氧枪冷却采用软水。

循环水量Q=160m3/h，供水温度32℃。

出水温度47℃，供水压力0.8～1.5MPa。

使用后的水只水温升高，水质不受污染。

回水靠余压送到循环泵站顶上的氧枪软水冷却塔进行冷却降温。

然后加压再循环使用。

补充软水由全自动软水器出水管送到软水吸水池内。

（2）转炉活动烟罩软水开路循环系统

活动烟罩、氧枪孔、加料孔等用户冷却采用软水。

循环水量Q=300m3/h，供水温度32℃，出水温度47℃，供水压力0.5～0.7MPa。

使用后的水只水温升高，水质不受污染。

回水靠余压送到循环泵站顶上的软水冷却塔进行冷却降温。

然后加压再循环使用。

补充软水由全自动软水器出水管送到软水池内。

（3）转炉烟气净化浊环水系统

炼钢转炉烟气净化浊环水系统总用水量为280m3/h。

主要用户有一文、二文烟气净化，风机冲洗，烟道防爆阀等。

用后水不仅水质受到污染，水温也同时升高。

回水经高架流槽或提升泵提升进入粗颗粒分离机，首先将污水中大颗粒去除掉，再进入高效沉淀器做进一步处理。

为了提高高效沉淀器处理效果，在高效沉淀器前设电磁凝聚器并投加一定絮凝剂。

处理后水回到浊环供水泵站吸水井内，由上塔泵提升上塔冷却，冷却后水经浊环供水泵加压循环使用。

补充水为工业水，从厂区工业水干网直接补入浊环系统吸水池。

另外90m3/h浊环水供渣跨泼渣使用，用后水质受污染，水温升高，经管渠收集进入泼渣水沉淀池进行处理，上层清液流到吸水井内，经泼渣供水泵加压循环使用。

（4）连铸结晶器软水开路循环系统

为防止工艺设备结垢，连铸结晶器冷却采用软水冷却。

循环用水量Q=1365m3/h。

供水压力1.0MPa。

主要用户为连铸机结晶器等。

在循环过程中仅水温升高，水质未受污染。

回水经用户使用后余压送到联合泵站屋顶上的结晶器冷却塔进行冷却降温，然后加压再循环使用。

（5）连铸浊环水系统

循环用水量Q=780m3/h；主要用户包括连铸二冷喷淋、设备外冷用水。

根据用户对水压的不同要求，连铸浊环水系统又分为连铸二冷喷淋浊环和连铸设备外冷浊环水系统。

（6）连铸冲氧化铁皮沟浊环水系统

冲氧化铁皮水用水量为：

720m3/h，供水压力为0.20～0.30MPa。

（7）软水制备系统

转炉、连铸车间共需软水补充量128m3/h（其中转炉车间需软水补充量73m3/h，连铸车间需软水补充量55m3/h），在转炉、连铸联合泵房内设一套全自动软水器，来自厂区管网的生产水先经机械过滤器过滤，后经软水器软化后，一部分直接补到各软水系统软水吸水井内，另一部分进入汽化冷却软水箱，由汽化冷却补水泵供给汽化冷却系统使用。

（8）消防给水系统

炼钢厂区内的消防水系统由室内和室外两部分组成，室内消防给水采用低压消防给水系统，接自公司消防给水管网，压力为0.4MPa，室外采用SS100型地上式消火栓。

同时发生火灾的次数按一次考虑，室内消防水量为30L/s，室外消防水量为40L/s。

消防水源取自地下水，直接打入供水管网，管网水压保持0.4MPa。

公司设消防泵房为厂区提供消防水，压力0.4MPa。

炼钢厂设室外消火栓，保护半径100m。

（9）生活给水系统

生活给水系统主要为转炉、连铸车间机修、检化验、综合楼及其他生活设施用水。

（10）生产-生活排水系统

生活污水经厂区生活污水系统处理后排入下水道。

雨水通过设在道路两侧的雨水口收集后排入厂内的下水管道，然后排出厂外。

生产用水全部循环使用，无废水外排。

（11）安全供水

事故水主要供给转炉汽化冷却烟道、连铸结晶器、设备冷却水、二冷喷淋使用，结晶器事故水量为450m3/h，供水时间为30min；设备冷却事故水流量为100m3/h，供水时间为30min；二次冷却事故水量250m3/h，供水时间为30min；供水压力为0.3MPa。

炼钢厂循环水供水系统的所有用电设备均有两路独立电源供电。

各供水泵组均应设有备用泵，当工作泵突然发生故障时，备用泵自动投入运行。

在净环水泵站内设1台柴油机泵，一旦断电可继续向炼钢系统安全供水，供水压力0.4MPa，水量1000m3/h。

循环供水泵组设有双路环状供水管路。

全厂设1座事故水塔。

3.10.6消防系统

（1）总平面布置

炼钢厂功能分区明确：

生产区、动力区、机修区，整个厂区规划及布局合理。

炼钢厂竖向、横向道路贯通，充分考虑了各建筑物间的防火间距和消防用水等，有消防车出入迂回的环形道路及车间引道，以便消防车能及时到位灭火。

（2）建筑与结构

除尘风机房为乙类厂房，耐火等级按二级防火设计；

转炉、连铸车间、变电所、水泵房、除尘风机房等耐火等级按二级防火设计；

转炉、连铸车间安全出口有四个以上，有利于出入，以确保人员安全疏散。

安全出口的设置应符合《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）和《钢铁冶金企业设计防火规范》（GB50414-2007）的要求。

（3）消防措施

室内外消防水量是按全厂最大消防水量确定的，室内消防水量30L/s，室外消防水量40L/s，火灾延续时间为2小时。

全厂均设环形消防管网和消火栓。

厂区道路旁每隔120m设置一个地上式消火栓，供消火栓系统给水和消防车取水。

变电所、配电所的电力场所设置继电保护和自动装置，在不宜用水消防的地方，设置干粉灭火器材，做到最大限度消除火灾隐患，以保护人身和财产的安全。

（4）电气安全及防雷、防静电措施

油浸变压器下设集油、排油措施。

电缆采用涂阻火涂料方式，防止一旦发生火情的火势蔓延。

高温区的电缆采用阻燃电缆。

在炼钢厂转炉主控室、转炉电气室、连铸电气室、切割操作室、水处理电气室、除尘风机房电气室、转炉连铸区域电缆隧道、车间液压站与润滑站等处设置火灾报警感烟探测器、感温探测器、缆式线性定温探测器、手动报警按钮和声光报警器等，与设在车间主控室的火灾报警控制器组成区域火灾报警及联动控制系统。

炼钢厂主厂房、变电所、烟囱、煤气放散管等根据防雷要求采取相应防雷措施和安全接地。

煤气、氧气管道设防静电接地和防雷设施。

（5）消防组织机构

由于本厂位于滦县，发生火灾时可向滦县公安消防大队求救。

公司设专门消防管理人员，经常检查消防隐患、防止火灾的发生。

各工序可以抽出几名工人兼职消防员，掌握消防手段。

3.10.7采暖通风系统

（1）除尘设施

炼钢厂产生的废气主要为转炉产生的一、二次烟气及原料储运排放的废气。

1）混铁炉除尘

本工程混铁炉产生的废气送入袋式除尘器净化处理，净化后废气通过20m高排气筒外排，外排废气量1080000Nm3/h，烟尘浓度为14.1mg/m3，满足《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）表2二级标准要求。

2）转炉一次烟气

转炉一次烟气经OG湿法除尘器净化处理，净化后废气通过72m高排气筒外排，外排废气量81982Nm3/h，烟尘浓度为38.8mg/m3，满足《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）表2二级标准要求。

3）转炉二次烟气

转炉二次烟气、铁水预处理烟气送入袋式除尘器净化处理，净化后废气通过20m高排气筒外排，外排废气量1113654Nm3/h，烟尘浓度为14.4mg/m3，满足《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）表二级标准要求。

4）散装料供料废气

散装料供料废气送袋式除尘器净化处理，净化后废气通过15m高排气筒外排，外排废气量132000Nm3/h，粉尘浓度为47.4mg/m3，粉尘排放速率为6.26kg/h，满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）表2二级标准要求。

5）转炉车间无组织排放废气

本工程转炉车间各产尘点集气罩受其自身捕集效率的限制，将有一定量的废气呈无组织形式外排。

（2）通风、空调设施

1）连铸二冷室产生的蒸汽，采用离心风机通过风管排到车间外；

2）结晶器产生的烟气，用离心风机排入二冷室；

3）工艺设备散发大量热量或有害气体，或有事故通风要求等的房间，设置通风设施。

通风方式一般采用轴流风机通风换气。

风机房内采用防爆型轴流风机。

风机房内装在防火墙上的轴流风机和进出风口处应设防火阀，防火阀和轴流风机应与消防控制系统联锁，发生火灾时转入消防控制状态。

炉前操作区受高温辐射的地方，设置岗位轴流风机。

4）炼钢厂主要控制室、电气室、操作室等设置空调，以保证室内电气设备的正常工作和人员工作环境。

（3）采暖设施

该地区采暖期为121天，采用集中采暖。

办公及福利设施设置集中采暖设施。

采暖热媒采用60-80℃热水。

采用散热器采暖。

3.10.8热力及燃气设施

（1）热力设施

转炉汽化冷却烟道采用复合冷却方式，即根据烟道不同段的不同特点采用不同的循环系统。

转炉烟道分为活动烟罩、炉口固定段、可移动段、中Ⅰ段、中Ⅱ段、中Ⅲ段和末段等7部分，并设有汽包、蓄热器、除氧器。

转炉汽包容积80m3，最高工作压力为2.45MPa。

转炉蓄热器容积80m3，最高工作压力为2.45MPa。

转炉汽化冷却系统所需软水由动力厂管网从软水站送至除氧器进行除氧，除氧水由水泵送至汽包。

汽包内的水经下降管分别送至各自然循环汽化冷却烟道。

汽化冷却烟道受热后，烟道内的水部分汽化形成汽水混合物，经上升管返回汽包。

除氧水由除氧水箱经低压强制循环泵送至活动烟罩下降管，再经活动烟罩上升管返回除氧水箱，形成低压强制循环热水闭式循环系统。

汽包内的水经高压强制循环泵分别送至炉口固定段和可移动段的下降管，再经上升管返回汽包，形成高压强制循环热水闭式循环系统。

汽包产生的蒸汽经母管送至蓄热器。

汽包、蓄热器、除氧器和分汽缸上设安全阀、压力表、液位表；汽包、蓄热器安全放散阀设有放散消声器。

（2）压缩空气供应

炼钢厂所需压缩空气由动力厂压缩空气站提供。

炼钢厂普通压缩空气用量为83.4Nm3/min，压力0.6MPa；净化压缩空气用量为55.94Nm3/min，压力0.6MPa。

经压缩空气管道送至各使用点。

（3）蒸汽供应

采暖用蒸汽用量4.29t/h，压力0.2MPa；转炉煤气回收风机房伴热用蒸汽用量1t/h，压力0.35MPa；煤气管道吹扫蒸汽用量1t/h，压力0.35MPa。

炼钢厂所需蒸汽用量主要来自转炉车间转炉汽化冷却外供蒸汽。

（4）氧气、氮气、氩气供应

炼钢厂所需的氧气、氮气、氩气由安泰公司制氧厂提供，在转炉车间入口处的管道上均设置流量、压力、温度测量装置与切断装置，氧气管道上还装设过滤器和阻火器。

（4）霞普气供应

连铸切割用霞普气来自炼钢厂区内霞普气站，气体采用瓶装储存，正常生产时约存储100瓶，均为外购，由炼钢厂负责管理。

3.10.9仪表自动化系统

按照三电一体化原则，转炉、连铸机、一次风机房、水泵房等部分采用PLC控制系统，与电气共用。

其余各部分均为常规仪表控制系统。

（1）控制水平及方式

根据工艺系统划分及其控制要求，转炉控制系统划分如下：

转炉倾动氧枪控制系统、转炉加料控制系统、原料上料控制系统、转炉底吹控制系统、转炉汽化冷却及一次除尘控制系统、转炉二次除尘控制系统、原辅料除尘系统、混铁炉站除尘系统。

转炉电气控制系统共设两地4种操作方式，即在操作室的Pnvii自动、HMI手动、HMI非常手动和紧急操作台手动操作，同时采用机旁手动操作方式。

连铸机电气自动化控制系统由若干台主控PLC，若干台由机电一体4台成套供货的辅助PLC实现，所有的PLC通过以太网总线连接，设3套作为连铸机的监控系统，也连接到以太网上。

（2）控制室布置及电缆敷设

转炉车间设以下操作控制室：

炉前控制室、散状料控制室、供料系统控制室，分别位于车间的二层、五层、六层平台；连铸车间设连铸主控室，位于三层浇铸平台。

风机房设控制室，位于风机房二层平台。

以上各控制室均铺防静电地板。

控制室要求吊顶后净高不小于3.0m。

循环水系统、二次除尘分别设操作室。

管线敷设考虑：

为防止干扰，与PLC及DCS系统连接的电缆均采用计算机控制电缆，电缆的敷设以电缆桥架明敷为主，控制室内布线采用电缆沟或在防静电地板下穿行。

3.10.10铁水预处理

本项目铁水预处理采用机械搅拌法脱硫，又称KR法。

是将耐火材料制成的搅拌器插入铁水包液面下一定深处，并使之旋转。

当搅拌器旋转时，铁水液面形成“V”形漩涡（中心低、四周高），此时加入CaO基脱硫剂后，脱硫剂微粒在桨叶端部区域内由于湍动而分散，并沿着半径方向“吐出”，然后悬浮，绕轴心旋转和上浮于铁水中，借这种机械搅拌作用使脱硫剂卷入铁水中并与接触、混合、搅动，从而进行脱硫反应，停止搅拌后，所生成的干稠状渣浮到铁水面上，扒渣后即达到脱硫的目的。

工艺流程见图3.10.10：

图3.10.10铁水预处理流程图