双床式转化器

《机械工程名词 第五分册》第一版。2100433B

其还原或三效催化床和氧化催化床分别装在各自容器内，排气经还原或三效催化床流入氧化催化床，在氧化催化床的前方设有供给二次空气装置的催化转化器。

主要组成部分有：熔炼室、氧枪、废气通道弯头、活动沉渣车、烟气除尘系统等。

双床平炉熔炼室

每座双床平炉熔炼室有两个对称的炉床，在冶炼过程中，当一个床吹炼时（称之为熔炼床），另一个床预热废钢和炉料（称之为预热床），两个床交替进行。

1、麦尔茨一包林斯炉型。这种炉型具有对称式炉型、对称式炉顶和炉墙。其主要优点是：

（1）前墙和后墙对称向炉内倾斜，炉顶跨度减小了，不易变形损坏，有利于延长沪顶寿命。

（2）由于前、后墙向炉内倾斜，趋向混铁炉的圆柱形构筑，可以改善炉墙向炉内辐射传热条件，提高炉子热效率。

（3）采用组合式炉顶和前后墙，可以随时更换，快速检修，缩短修炉时间，减少耐火材料消耗，并可使修炉工人避开热气流恶劣工作环境。

（4）组合式前后墙构筑强度大，并可在生产中更换，可以取消平炉处理后墙和补前墙的补炉工序，利于高温快炼。

2、组合式炉项和前、后墙

在钢结构架上砌筑炉顶和前、后墙预制件。炉顶用长450mm镁铬砖砌筑，前、后墙用长500mm铬镁砖砌筑。砖的气孔率仅14%。每块砖都用吊挂在弧形钢结构梁上，砌筑成弧形预制件。200吨x2双床平炉炉顶和后墙分别由八块预制件组成，前墙由十一块预制件组成。更换时用吊车和吊具拆卸和安装，生产过程中更换两块预制件只需要20分钟。修炉时更换全部炉顶和炉墙预制件，24小时即可换完。换下来的炉顶预制件砖的残厚约120mm，损坏的主要原因是熔蚀，有剥落和断砖现象，但多为新断口，可能是更换时激冷激热所致。

组合式炉顶和前后墙在冶炼、护炉、修炉、热工等方面都有好处，但需大面积的砌筑场地，设计成套砖型，确定组合的砌筑工艺和拆装方法。我国武钢第一炼钢厂曾试验过。

3、炉底

炉底采用优质镁砖砌筑，镁质材料层厚900mm，出钢口处最薄为800mm。用高钙细颗粒镁砂冷打炉底打结层，打结层厚250mm。高钙细颗粒镁砂含MgO65~70%，粒度0~6mm，其中小于2mm的占25%，2~4mm的占60%，4~6mm的占15%，使用时加水4%，另加氧化铁皮。一般情况下，每生产380~400炉更换全部炉顶和前后墙，修补炉底打结层。生产1000炉左右进行一次较大规模的冷修。在维厂看到，将铲斗车开进75t x2双床平炉熔炼室内装运废物。

4、中间通道

200tx2双床平炉从熔炼室排出的废气为1500~1600度，一氧化碳含量60~70%，在熔炼床燃烧氧枪供给的氧气下燃烧，提高废气温度，加热预热床的废钢和炉料。因此，对预热床来说，中间通道相当于单床平炉的火焰喷出口，最佳中间通道的设计是提高炉子热效率的关键。多年来捷克在这方面做了许多试验研究工作，认为中间通道断面积约为熔炼室空间断面积的三分之一为宜。

5、结构特点

（1）炉子横断面由异型梁柱围成闭合框架，呈椭圆形，上下方向为长轴。

（2）炉子倾动中心在水盘中心轴线上。

（3）三个水盘夹缝都采用了密封装置，钢板罩几乎成个整圆，只在水盘缝正下方有一段开口，有时从此处往下淌渣，但渣量很少，钢板罩寿命可达半年。

（4）每床只有一个大炉门，设在横向中心线上。炉门上端向炉内倾斜，紧靠在炉门框上，减少炉门散热损失和漏气。

（5）200tx2双床平炉利用了原400t倾动式平炉的机械倾动设备。75tx2双床平炉采用了液压倾动设备。即是说采用机械或液压倾动方式都可以。

双床平炉氧枪

1、吹炼氧枪

直接向熔池吹入冶炼必需的氧气。双床平炉是在单床平炉位置上改造成的，受吊车主梁下弦标高的限制，不能采用顶吹，只好采用了斜吹，氧气流股与熔池水平面成50度夹角。每床有两支吹炼氧枪并排安装在炉头导向架子上，可以单独也可以同时沿导向架上的滑道滑动，以机械传动方式伸入炉内或退出炉外，有效长7米。双枪同时用于吹炼。枪头用含铜99.99%电解铜铸造，喷孔为拉瓦尔管型。氧枪外径194mrn，铜头与钢管之间连接一段铜管，采用氢气保护焊接工艺焊接。氧枪水量85m³/h，回水温度40度，最大氧流量16000Nm³/h。

2.燃烧乳枪

用于提供燃烧废气中一氧化碳必需的氧气。每床炉顶上并排安装两支燃烧氧枪、铸造喷头，拉瓦尔管喷孔，喷孔出口面向预热床，与垂直方向成30度夹角。氧枪外径179mm，铜头与钢管之间连接一段铜管，亦采用氢气保护焊接工艺。氧枪水量60m³/h，回水温度40℃。

双床平炉废气通道弯头

从预热床排出的废气经过废气通道弯头，再经过活动沉渣车进入烟道。废气通道弯头是钢结构件，弯头入口处有水冷，弯头拐弯处有水喷嘴。弯头入口处废气温度约1000~1100℃，水喷嘴直接向废气喷水，使废气温度降至450~550℃。废气弯头的拐弯处设有吹炼氧枪出入孔，孔上有带耐火材料内衬的密封盖，下枪吹炼时打开，不吹炼时关闭，以防烟气泄漏到炉外。弯头垂直段是圆形通道，200tx2双床平炉的圆形通道直径为2.6m，75tx2双床平炉的圆形通道直径为1.5m。在圆形通道上有控制闸板，用于炉子换向。

双床平炉活动沉渣车

每个废气通道下方设一个活动沉渣车，废气中大颗粒渣子落入渣箱中，氧枪退出炉外时带出来的渣子也能落入渣箱中。渣箱容积8m³，箱内不砌砖。渣箱与废气通道衔接处采用水封，不漏气，且容易更换，每换一次渣箱仅需20~30min。

双床平炉烟气除尘系统

捷克的双床平炉都采用了奥地利Waagenr一Biro公司文吐里湿法除尘。孔厂200tX2双床平炉除尘系统有关参数如下：

废气量：36000~40000Nm³/h；

废气入口含尘浓度：2~60g/m³；

尘粒比重：4.9g/m³；

粒度：1~10^-3mm；其中5X10^-3mm的占60%。

尘粒的主要成份：SiO₂=1.37%，CaO=1.05%，MgO=0.89%，Fe₂O₃=66.5%，S=0.05%，Zn=2.8~4.4%，Pb=0.7~1.25%；

供水量：100m³/h；

从文氏管中排出污水量：84~90m³/h；

污水PH值：3~12.5，一般6.5~7.4；

废气出口温度：50℃；

废气比重：0.85g/m³；

废气出口含尘浓度：100mg/Nm³。

以200tX2双床平炉为例。

倾动式双床平炉冶炼工艺相近于转炉冶炼工艺，主要工艺过程如下：

1、检查炉体

出钢后立即打开炉门，仔细观察出钢口里口、炉底、堤坡、炉顶、前后墙及中间通道等部位的损坏情况。若炉内剩残钢残渣时，需用铁钩试探炉底打结层损坏情况，主要试探是否有坑。如果各部位均无损坏可以继续生产，则不需任何处理和补炉即可加料。如果炉顶或炉墙个别预制件损坏严重，可立刻更换，换完即可加料。如果炉底或堤坡有坑，则用压缩空气或氧气将残钢残渣吹净，再用小料槽将渗油镁砂扣到坑内扒平即可加料。双床平炉不存在一般平炉的补炉工序。

2、加料

首先加入废钢和生铁，先加轻型废钢，后加重型废钢。将废钢装入容量为35t的大料槽中，用炉前100t吊车的主副钩吊起翻入炉内，加废钢时可以倾炉，使废钢在炉底上铺匀。每床加两槽，其余用10t落地式装料机小料槽补加，共加废钢72~75t，一般为74t，smin即可加完。造渣剂用10t落地式装料机加入炉内，在兑铁水前加完。石灰加入量按铁水硅含量确定，一般每床加入4~8t。

3、预热

由熔炼床排出的废气温度高达1500~1600℃，一氧化碳含量达60~70%，在氧气助燃下，从中间通道向预热床喷出“废气火焰”，加热预热床的废钢和炉料。废钢被加热到700~900℃时，固体料添加量可比BOF转炉增加6~8%，兑铁水前废钢表面可达1200~1300度。

4、兑铁水

用炉前100t吊车吊容量80t的铁水罐从炉门直接兑入炉内，不需流铁槽。每床用二台吊车兑二罐铁水，共150~155t。熔炼床取完第一个样后，可以兑入铁水，在熔炼床出钢前兑完。铁水由1000t和1300t混铁炉供给。

5、吹炼

（1）下枪吹炼。兑完铁水另一床检查完炉体后下枪吹炼。

（2）放渣。下枪吹炼20min加后放渣，抬炉门倾炉分期分批放渣，初期渣都是泡沫渣，碱度1.5左右。渣子从炉门坎直接泼到工作平台下的地面上，放喳同时在工作平台下往渣流上打水，用推土机将渣子推成堆，再用铲斗车装入汽车运往渣场。在渣场用磁选法回收渣中金属，从渣中回收的金属量相当于每t钢9.3kg。出钢时渣子从盛钢桶嘴淌到地面上，然后打水，亦用上述方法处理。

（3）取样。废钢全部化完，炉内液体充分混合后，进行第一次取钢渣样送集中化验室，采用光谱快速分析，分析出的数据以电传打字方式报给炉前操纵室，取样时用插入式微型热电偶进行人工测温。根据分析结果和温度情况，决定升降温或加造渣剂。

（4）最终分析。当钢液中碳、磷、硫及钢液温度符合要求时，取钢样、渣样分析成分并测温，确认钢液、渣子成分及钢液温度合乎要求后，即可出钢。

6、出钢

用300t桥式起重机吊罐，倾炉出钢，每床出一罐，出钢温度1620℃。盛钢桶椭圆形容量为230t，塞棒水口。出钢前用天然气-压缩空气烧嘴烘烤到1000℃。全部采用炉外脱氧，用炉后合金料斗将合金加入盛钢桶内，边出钢边加入。每次出钢后动一次控制闸板即换向。

双床平炉炼钢技术除具有双床平炉的生产率高、成本低、生产节奏性强等一般优点外，还有下述突出优点:

（1）炉子生产率高，既能增加车间产量，又能减少炉子座数和降低经营管理费用。

（2）在冷装比30%的条件下可不用燃料冶炼，实现节能、增产、降低成本。

（3）可利用炉子大修时机进行改建，改建工时不比大修时间长，可做到改建期间车间不停产、不减产。

（4）可利用原有吊车、装料机、盛钢桶、炉子倾功设备等辅助设备。

（5）虽然需增加除尘设备，但由于取消了蓄热室、沉渣室，简化了平炉结构，可在很短的时间内还本。

（6）由于密封了双床平炉排气系统，废气量小，除尘设备可比相当吨位单床平炉的小得多，结构简单，经济便宜，除尘效果好，不污染环境。

（7）双床平炉生产节奏性强，出钢时间短又比较均衡，可以充分发挥铸锭、整模生产能力和提高送锭温度，利于初轧厂节能和提高生产能力。