第一个工业规模工程的概述
利用炉子的模拟设计,工程最初的设计产能为75,000Mt/yr,,同时又预留空间,为产能扩大或后续工艺建设留有空间,第一个工业规模厂的设计产能是每小时10吨碳饱和铁水。工厂的日常运行模式采用将连续作业。
年净生产时间要与生产设备的正常使用相匹配:·工厂:7,512小时/年(24小时/天)·计划休炉:45天/年·意外停炉:7天/年·相当于每年有313天全天生产
在第一次换炉衬之前,包括Tecnored炉在内,车间设计为在连续运行的情况下的长炉龄。这个预期的炉龄主要是基于一项经过实践证明的技术设计得出的,而这项技术源自于炉子设备的供应厂商。
对于炼铁来说,Tecnored的最主要的优势之一是它可以很容易地通过增加炉子的生产模块来提高其生产能力,这一重要特点使得产品适应市场需要或者客户要求。现在面临工业炉设计者的最大问题是找到一种无需对炉子或其辅助系统进行大规模重新设计或结构变换就可以同比例的增加产量的方式。
这项研究的中心是如何在一个很大的生产能力范围内保持所设计的炉子尺寸稳定性,而所设计的这个炉子是矩形的,而且其长度可以根据生产能力的需要而变动。第一座投产的这种炉子的日产量将达到250吨。产量的提高将仅仅依赖增加基础炉的数量来实现。图4显示了由2个基础炉组成的日产量为500吨的设计炉。
现在设计中的最大问题是建立一个矩形的箱体并且当炉子处于一定的压力下时,保持炉内各参数之间的关系。
当炉容进行同比例扩大时,这个矩形的炉子可以进行鼓风和炉料的有效分布。新的技术研究将主要关注这两方面,同时也将保持工艺简单和成本有效性设计这两方面。
所设计的布料机制近似满足了布料需要,在不考虑炉子长度时给出了一个简单的解决方案。这些解决方案是采用类似下面的方法,即装料时维持气压不变和气体安全,功能上与高炉的料钟类似,但节约成本和空间。当大部分设计是现有技术的合成时,布料方案成为一种能够保证布料准确、运行平稳、高产量的全新技术。
根据在实验工厂发展过程中所获得的一些工艺要求来指导设计炉子的形状和尺寸。炉子结构的设计是对各种炉子观念中一些要素的结合,如玻璃炉、非铁熔化炉、焦炉。利用这些设计要素以保证炉子在其运行的压力和温度范围内尺寸稳定。最关键的要求是维护各风口与中心轴之间的尺寸关系。因此,有必要利用支柱来达到墙壁挠曲的最小化。为了获得所需的强度有必要对折线处的支柱进行加固。图5是通过三个支柱展示了炉子一部分的有限元素分析。
利用支柱的方法不仅满足了第一个炉子在结构和尺寸上的需要,同时通过复杂模型进行了优化,所以此设计理念在以后的炉子设计中没有必要再验证。尽管如此,其所占空间将会影响炉子热风系统和冷却设备的设计。
因为此炉子的目标是生产高炉标准的铁水和渣,所以其耐材和冷却系统的设计主要是基于在传统高炉和小高炉上已经得到证明的理念。一旦设计理念确定,在一些具体位置的特殊设计要尽可能的利用以得到验证的技术,以使工程风险降到最小。
瞳