出铁操作与铁口维护(1) 跑大流。
出铁时间延迟,出铁时铁流量过大、失去控制而溢出主沟,漫入渣沟即为跑大流。遇到此种情况应该及时放风,控制铁水流速,制止铁流蔓延,并根据情况提前堵口。
如果喷出大量焦炭积满主沟,泥炮无法操作,则应紧急休风处理。(2) 铁口自动流铁。
铁水自动从铁口流出,因无出铁设备,往往造成严重后果。如果发生应根据跑铁的严重性采取放风堵口或紧急休风处理。
(3) 铁口或渣口放炮。此时应及时放风或休风处理。
(4) 炉缸烧穿。预防措施是维护好铁口,保持铁口的正常深度。
1.炼铁安全生产的主要特点 炼铁是将铁矿石或烧结球团矿、锰矿石、石灰石和焦炭按一定比例予以混匀送至料仓,然后再送至高炉,从高炉下部吹入1000℃左右的热风,使焦炭燃烧产生大量的高温还原气体煤气,从而加热炉料并使其发生化学反应。
在1100℃左右铁矿石开始软化,1400℃熔化形成铁水与液体渣,分层存于炉缸。之后,进行出铁、出渣作业。
炼铁生产所需的原料、燃料,生产的产品与副产品的性质,以及生产的环境条件,给炼铁人员带来了一系列潜在的职业危害。例如,在矿石与焦炭运输、装卸,破碎与筛分,烧结矿整粒与筛分过程中,都会产生大量的粉尘;在高炉炉前出铁场,设备、设施、管道布置密集,作业种类多,人员较集中,危险有害因素最为集中,如炉前作业的高温辐射,出铁、出渣会产生大量的烟尘,铁水、熔渣遇水会发生爆炸;开铁口机、起重机造成的伤害等;炼铁厂煤气泄漏可致人中毒,高炉煤气与空气混合可发生爆炸,其爆炸威力很大;喷吹烟煤粉可发生粉尘爆炸;另外,还有炼铁区的噪声,以及机具、车辆的伤害等。
如此众多的危险因素,威胁着生产人员的生命安全和身体健康。2.炼铁生产的主要安全技术1)高炉装料系统安全技术 装料系统是按高炉冶炼要求的料坯,持续不断的给高炉冶炼。
装料系统包括原料燃料的运人、储存、放料、输送以及炉顶装料等环节。装料系统应尽可能的减少装卸与运输环节,提高机械化、自动化水平,使之安全的运行。
(1)运人、储存与放料系统。大中型高炉的原料和燃料大多数采用胶带机运输,比火车运输易于自动化和治理粉尘。
储矿槽未铺设隔栅或隔栅不全,周围没有栏杆,人行走时有掉入槽的危险;料槽形状不当,存有死角,需要人工清理;内衬磨损,进行维修时的劳动条件差;料闸门失灵常用人工捅料,如料突然崩落往往造成伤害。放料时的粉尘浓度很大,尤其是采用胶带机加振动筛筛分料时,作业环境更差。
因此,储矿槽的结构应是永久性的、十分坚固的。各个槽的形状应该做到自动顺利下料,槽的倾角不应该小于50°,以消除人工捅料的现象。
金属矿槽应安装振动器。钢筋混凝土结构,内壁应铺设耐磨衬板;存放热烧结矿的内衬板应是耐热的。
矿槽上必须设置隔栅,周围设栏杆,并保持完好。料槽应设料位指示器,卸料口应选用开关灵活的阀门,最好采用液压闸门。
对于放料系统应采用完全封闭的除尘设施。(2)原料输送系统。
大多数高炉采用料车斜桥上料法,料车必须设有两个相对方向的出入口,并设有防水防尘措施。一侧应设有符合要求的通往炉顶的人行梯。
卸料口卸料方向必须与胶带机的运转方向一致,机上应设有防跑偏、打滑装置。胶带机在运转时容易伤人,所以必须在停机后,方可进行检修、加油和清扫工作。
(3)顶炉装料系统。通常采用钟式向高炉装料。
钟式装料以大钟为中心,有大钟、料斗、大小钟开闭驱动设备、探尺、旋转布料等装置组成。采用高压操作必须设置均压排压装置。
做好各装置之间的密封,特别是高压操作时,密封不良不仅使装置的部件受到煤气冲刷,缩短使用寿命,甚至会出现大钟掉到炉内的事故。料钟的开闭必须遵守安全程序。
为此,有关设备之间必须连锁,以防止人为的失误。2)供水与供电安全技术 高炉是连续生产的高温冶炼炉,不允许发生中途停水、停电事故。
特别是大、中型高炉必须采取可靠的措施,保证安全供电、供水。(1)供水系统安全技术。
高炉炉体、风口、炉底、外壳、水渣等必须连续给水,一旦中断便会烧坏冷却设备,发生停产的重大事故。为了安全供水,大中型高炉应采取以下措施:供水系统设有一定数量的备用泵;所有泵站均设有两路电源;设置供水的水塔,以保证柴油泵启动时供水;设置回水槽,保证在没有外部供水情况下维持循环供水;在炉体、风口供水管上设连续式过滤器;供、排水采用钢管以防破裂。
(2)供电安全技术。不能停电的仪器设备,万一发生停电时,应考虑人身及设备安全,设置必要的保安应急措施。
设置专用、备用的柴油机发电组。计算机、仪表电源、事故电源和通讯信号均为保安负荷,各电器室和运转室应配紧急照明用的带铬电池荧光灯。
3)煤粉喷吹系统安全技术 高炉煤粉喷吹系统最大的危险是可能发生爆炸与火灾。为了保证煤粉能吹进高炉又不致使热风倒吹入喷吹系统,应视高炉风口压力确定喷吹罐压力。
混合器与煤粉输送管线之间应设置逆止阀和自动切断阀。喷煤风口的支管上应安装逆止阀,由于煤粉极细,停止喷吹时,喷吹罐内、储煤罐内的储煤时间不能超过8~12h。
煤粉流速必须大于18m/s。罐体内壁应圆滑,曲线过渡,管道应避免有直角弯。
4)高炉安全操作技术(1)开炉的操作技术。开炉工作极为重要,处理不当极易发生事故。
开炉前应做好如下工作:进行设备检查,并联合检查;做好原料和燃料的准备;制定烘炉曲线,并严格执行;保证准确计算和配料。(2)停炉的操作技术。
停炉过程中,煤气的一氧化碳浓度和温度逐渐增高,再加上停炉时喷入炉内水分的分解使煤气中氢浓度增加。为防止煤气爆炸事故,应做好如下工作:处理煤气系统,以保证该系统蒸气畅通;严防向炉内漏。
高炉喷吹煤粉必须确保制粉和喷吹的安全,最大的不安全因素是煤粉的着 火和爆炸。
一般认为,煤粉的挥发分小于10%为无爆炸性煤,大于10%为爆 炸性煤,大于25%为强爆炸性煤。(1) 煤粉爆炸的必然条件① 要有氧气存在,含氧浓度不小于14%。
② 煤粉在容器内处于分散悬浮状态,形成空气和煤粉的混合体并具有一 定的煤粉浓度。 煤粉浓度为12kg/m3时爆炸性最强。
③ 要具有一定的温度(或火源)。(2) 煤粉爆炸的必要条件空气和煤粉的混合体必须处于密闭或部分密闭的空间内,这样压力才会急 剧增大,使包围体有被爆破的危险。
因此,控制适宜的含氧浓度和温度是防止 煤粉着火爆炸的关键。 与此同时,在喷吹烟煤时,还要注意控制挥发分的含量 不大于25%。
在生产与设计中的具体注意事项如下。① 为防止原煤仓积存煤粉。
多采用双曲线原煤仓,不设水平管道。②因制粉机(磨煤机等)要用热废气做干燥风,因此在喷吹烟煤时,应 控制磨煤机的出口温度和氧含量小于10%。
③ 为防止积煤、煤粉仓、煤粉罐锥体部分角度均应大于70°。④喷吹烟煤时,应采用氮气(氧含量低于10%)往高炉煤粉罐输送煤粉。
同时,喷吹罐用氮气充压。⑤为了防止回火,喷吹罐压力必须高于高炉风压50kPa以上,混合器前 喷吹用压缩空气必须高于高炉风压lOOkPa以上。
此外还应在每个喷吹支管上安装自动切断系统、当经过混合器后的管道内压力低于高炉风压50kPa时,支 管上的旋塞阀自动切断,使热风不能倒流入喷吹罐内。防止火源方面,还应特 别注意防止静电产生火花,收粉布袋要选用防静电材料,设备均应接地等。
⑥ 喷吹罐等罐体上部都应设有一个爆破膜,一般计算按罐内压力大于 800kPa时即可破开,这是防止在一旦发生爆炸时破坏罐体的安全措施。 ⑦ 喷吹罐设有测温监控装置、CO和02浓度巡回测定仪与报警装置。
⑧ 在适当的位置安装蒸汽管及水管,当温度升高时,用以消除着火与爆 炸的危险。
一是“巡”。车间主任、区域组长、安全员、点检员及各班组带班长组成了一条安全巡查链条,采取定期和不定期、重点巡查和分组巡查相结合的方法加大对各岗点的巡查力度,有效排除安全隐患、制止了不安全行为,保障了安全生产。
二是“勤”。要求点检人员及区域组长、带班长在安全管理工作中要做到眼勤、嘴勤、手勤、腿勤,在生产现场巡查中要眼观四面、耳听八方,善于发现不安全隐患,切实做到各个环节有人抓、有人管、有人负责。
三是“快”。要求每位点检人员在巡查发现隐患时,要及时、快速地向车间领导及厂级专业部门汇报,并及时采取可行性措施排除隐患,确保安全生产。
炼铁用的设备叫高炉,也称为鼓风炉。它的形状像一个筒。炼铁的方法就是从炉顶加入矿石、焦炭和石灰石,从炉底部向炉内通入加压空气,在焦炭燃烧时,矿石、石灰石与焦炭一起发生反应,最终形成铁水和炉渣。
高炉内有这样几个区域,炉底是接装铁水的地方,叫炉缸,炉缸上面的部分叫炉腹,炉腹再往上的一段叫炉身(有时还可以再细分)。在炉身的顶部有一个加料装置,炉料(也就是矿石、焦炭和石灰石)就是从这里进入炉中的。在炉缸的上部沿炉子四周排列着十几到几十根鼓风的管子,管子接到炉子的风口,经过预热的空气和喷入炉内的燃料(如油或天然气等)就是通过这些管子喷入炉内的。此时进入炉内的预热空气可达900至1250摄氏度高温,这样的高温气体进入炉内后会与焦炭发生剧烈反应,生成煤气(一氧化碳)同时沿炉子内部上升,达到1650摄氏度,使炉料变成铁水和渣。炉腹是高炉最热的部位,因为那里是空气与焦炭激烈反应(也就是燃烧)的地方。为了保护外壳为钢板的炉子不被烧坏,人们在炉子的内部砌上耐火材料。在炉壁内还嵌有冷水循环系统、喷水装置等。由矿石生成的铁水聚集在炉缸内,炉缸装着出铁水的出铁口和出渣的出渣口。因为炉渣比铁水要轻,是飘浮在铁水上的,所以出渣口在出铁口的上方。大型高炉的出铁口和出渣口都不只一个。看看示意图吧。
高炉的生产是连续性的,一经点燃,没有特别情况就一直燃烧下去(通常高炉从开炉到停炉的时间可达十年以上)。炉身内会按层次地加装焦炭、矿石、石灰石。焦炭则是在炉底被点燃继而被热空气吹得剧烈燃烧,使矿石熔化出铁水,焦炭的灰烬则与石灰石、铁矿石残渣形成炉渣。炽热的煤气从燃烧区上升并加热了炉中添入的新炉料,然后再从炉顶的煤气管道导出。根据高炉的规模大小,出铁的多少及次数也不一样,一般的每昼夜出铁6~12次。大型高炉有2~5个铁口,轮流开口出铁。每次出铁间隔30~60分钟。放出来的铁水要流进铁水罐,然后被运到炼钢厂进行炼钢,也可以就近进行生铁的铸造。出铁时用电钻将出铁口打通,让铁水顺着铁水沟流入铁水罐。出完铁水后,用一种叫泥炮的机器将封堵出铁口用的堵口泥打进出铁口,封住这个出口。出铁后过一会儿就开始排放炉渣。炉渣有专门的渣罐来盛接,装满后运走。因为高炉是连续作业的,所以下面出渣时,炉内的剧烈燃烧依旧,当炉渣快出完时,正在炉渣上面熊熊燃烧的炉料也到了出渣口附近,此时的场面将非常壮观——有火焰从出渣口喷出。这时就要将出渣口封堵住。一般高炉有两个出渣口,现代一些巨型高炉减少了出渣量,便不再设出渣口,让炉渣随着铁水一起从出铁口流出,然后再清理掉炉渣。高炉出铁出渣的地方也叫高炉出铁场,这里是高炉最繁忙的地方。我们一般在电影电视上看到工人们挥汗在炉前工作的景像,其实都是在高炉出铁场拍摄的。铁水罐和炉渣罐大多是靠火车来运输的,因此在高炉的旁边总是有火车和铁轨的。
在18世纪以前,人们炼铁还没有使用焦炭而是使用煤或木炭。那时的高炉也很小,到20世纪初,美国的大型高炉也还只是日产几百吨铁。19世纪中期,人们发明了热风吹入高炉的方法而不再吹冷风,20世纪初革新了高炉鼓风机,高炉炼铁便得到了迅速的发展。现代的高炉高度为20多米到30多米,真径6到14米,每天可生产1千到1万吨生铁。
过去的小型高炉炉壁没有冷却设备,19世纪60年代高炉开始使用水进行冷却。冷却的方法有多种,而且因为高炉各区域的温度不一样,所采取的冷却方式也有所不同。有的地方用水箱,有的地方喷水,有的地方通风等等。带走高炉热量的水经冷却后再重复使用。
到此,我们算是对高炉及炼铁有了一个大概的认识了。其实高炉只是进行治炼的一个设备,与它相关的还有很多辅助系统设施。下面我们就来认识一下这些设备吧。
高炉检修前应有专人对煤气、蒸汽、电等要害部位及安全设 施进行确认。
检修高炉设备时,应先切断与设备相连的所有煤气管 道、氮气管道、氧气管道、蒸汽管道、喷吹煤粉管道及液体管道、电 路、风路等。 高炉检修作业多数是在高炉内、管道内、除尘器或料仓内检修, 应严防煤气中毒窒息事故。
检修人员必须佩戴防毒面具,检修前必须 用一氧化碳报警仪检测煤气浓度在安全范围内。检修的全过程,均应 有专人监护。
严格执行设备操作牌制度,应派专人核查进出人数。具 体防毒措施如下: (1) 人炉扒料前,应测试炉内空气中CO的浓度是否符合作业的 标准,并采取措施防止落物伤人。
(2) 检修大钟、料斗前要切断煤气,保持通风良好。在大 钟下面检修时,炉内应设常明火。
检修完毕,确认炉内人员全 部撤离后,方准将大钟从防护梁上移开。工作环境CO超过100mg/m3时,工作人员必须佩戴防护用具。
且应每隔2小时分 析一次煤气作业区的气体成分。 检修大钟时,应控制高炉料面, 并铺一定厚度的水渣,风口全部采用沙封,检修部位应设通风 装置。
(3) 休风进入炉内作业或不休风在炉顶检修时,应有煤气防 护人员在现场监护。处理炉顶设备故障时,应有煤气防护人员携 带CO检测仪和氧气检测仪同时监护,以防止煤气中毒和氮气窒 息。
到炉顶作业时,应注意风向及氮气阀门和均压阀门有否泄漏 现象。 (4) 正常生产情况下进罐检修上密封阀,高炉休风检修料罐设 备和更换炉顶布料溜槽等,必须检查煤气、氮气的浓度,并制定可靠 的安全技术措施。
(5) 检修、清理热风炉内部时,煤气管要用盲板隔绝。 除烟道 阀门外的所有阀门应关死,并切断阀门电源。
热风管内部检修时,必 须打开人孔,严防煤气热风窜人。 106。
高炉鼓风机突然停风时,对煤气系统应采取哪些措施? (1)如果高炉未发生大的灌渣,且冷风压力立即回升,高 炉可继续生产。 (2) 如果高炉发生大的灌渣,高炉需立即休风,除通知有关单 位外,参照短期休风规程休风,并应注意以下事项: 1) 迅速关闭冷风大闸及风温调节阀。
2) 热风炉停烧,若全厂性停风时,所有高炉煤气用户停烧,以 维持管网压力。 3) 若发现煤气已流人冷风管道时,可迅速开启一座废气温度较 低的热风炉烟道阀、冷风阀,将煤气抽入烟道而排往大气。
4) 全厂性停风,禁止倒流休风,以避免炉顶和煤气管网的压力 进一步降低。 5) 为保炉顶正压,可减小炉顶煤气放散阀的开度或关闭部分放 散阀。
6) 全厂性停风时,根据情况尚可往管网中充焦炉煤气、天然气 保压或进行驱赶残余煤气。 7) 如果是一座高炉突然停风,那么对其煤气系统的处理就简单 了,只要将煤气切断阀关闭,切断通向该炉子的煤气即可。
高炉设备检修的安全注意事项如下:(1)应建立严格的设备使用、维护、检修制度。
设备应按 计划检修,不应拖延。设备管理部门的机、电技术人员,应对日 常检修工作负责。
(2)检修现场应设统一指挥部,并明确各单位的安全职责。 参加检修工作的单位,应在检修指挥部统一指导下,按划分的作 业地区与范围工作。
检修现场应配备专职安全员。(3)检修之前,应有专人对电、煤气、蒸汽、氧气、氮气 等要害部位及安全设施进行确认,并办理有关检修、动火审批 手续。
(4)检修中应按计划拆除安全装置,并有安全防护措施。 检修完毕,安全装置应及时恢复。
安全防护装置的变更,应经安 全部门同意,并应做好记录归档。 (5)大、中修使用的拼装台和拼装作业,应符合大、中修 指挥部的要求,不应妨碍交通。
拼装作业应有专人指挥与监护。(6)施工现场行驶的车辆,应有专人指挥,并尽可能设立 单行线。
大、中修施工区域内,火车运行速度不应超过5km/h, 同时应设立警告牌和信号。 (7)设备检修和更换,必须严格执行各项安全制度和专业 安全技术操作规程。
检修人员应熟悉相关的图纸、资料及操作工 艺。检修前,应对检修人员进行安全教育,介绍现场工作环境和 注意事项,做好施工现场安全交底。
1、停炉前,高炉与煤气系统必须严密可靠地分隔开。采用打水法停炉时,应取下炉顶放散阀或放散管上的锥形帽。打水停炉降料面期间,应不断测量料面高度。避免休风,必须休风时,先停止打水,并点燃炉顶煤气。
2、打水停炉降料面时,禁止开大钟。大钟上不准有积水。至少每1h分析一次煤气中二氧化碳和氢的含量,氢含量不得超过6%。
3、应有炉顶专用水泵,炉顶温度应保持在400~500℃之间。炉顶打水应采用均匀雨滴状喷水,防止水流顺炉墙流下引起炉墙塌落。
4、大、中修的高炉,料面降至风口水平面时,即可休风停炉。大修高炉应在炉底(炉缸)水温差较大的位置上开残铁口眼,要放尽残铁。
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