基于PROFIBUS和MODBUS的高炉渣粒化传动监控系统设计中期报告.doc

硕士学位论文中期报告 论文题目：基于PROFIBUS和MODBUS的高炉渣粒化传动监控系统设计 学　　 号：_________________________ 姓 名：_________________________ 专 业 名 称：_________________________ 指 导 教 师： 田海 2011年12月01日 1 绪论 1.1高炉渣处理技术研究背景 国家“ 十一五” 规划提出了建设资源节约型环境友好型社会的战略目标，并将节能和减排作为约 束性指标执行。钢铁行业作为国家建设基础行业和 能耗大户，将同时面临机遇和挑战。在现代钢铁工业中高炉炼铁工序能耗约占钢铁工业总能耗60％，是钢铁工业的能耗大户，其节能减排潜力巨大。高炉熔渣由于自身温度高，含热量丰富，对能源工业来说是一种很好的二次能源。通常，高炉渣的处理方式为水力冲渣，在处理过程中不仅浪费、消耗大量的能源、水源，同时也排出大量的有害物质。因此，开展高炉渣显热回收利用的研究十分必要。高炉渣的主要成分是氧化钙、氧化镁、三氧化二铝、二氧化硅，属于硅酸盐质材料。在急冷处理 过程中，熔态炉渣中的绝大部分物质没能形成稳定 的化合物晶体，而是以无定形体或玻璃体的状态将 没能释放的热能转化为化学能储存起来，从而具有潜在的化学活性，是优良的水泥掺和料。因此，在高效回收高炉熔渣显热的同时，还要保证处理后的炉渣可用为水泥原料。目前，国内外在生产中应用的高炉渣处理工艺主要是水淬粒化工艺和干渣处理工艺H0由于后者环境污染较严重，且资源利用率低现在已很少使用一般只在事故处理时设置干渣坑或渣罐出渣。现主要采用水淬粒化工艺，就是将熔融状态的高炉渣置于水中急速冷却，限制其结晶并使其在热应力作用下发生粒化。水淬后得到的粒化渣(水渣) 绝大部分为非晶态其含量超过95 ％，可用作生产普通硅酸盐水泥的原料。按脱水方式可分为：1) 转鼓脱水法。经水淬或机械粒化后的水渣流入转鼓 脱水器进行脱水， 前者为因巴( INBA)法后者为图拉( rrYNA)法2)渣池过滤法。渣水混合物流入沉渣池，用抓斗吊车抓渣池内的水则通过渣池底部或侧部的过滤层排出，一般称底滤() 法。3)脱水槽法水淬后的渣浆经渣浆泵输送到脱水槽内脱水，称为拉萨(RASA)法4)提升脱水法水渣由倾斜放置的螺旋输送机向上输送，靠重力实现水和渣的分离，称为明特克(MTC)法。因巴法是20世纪80年代初由比利时西德玛公司与卢森堡 PW公司共同开发的炉渣处理工艺。于l98年在西德玛公司运行我国首次引进用于宝钢2号高炉(4063m)于 199年投产运行。因巴法工艺流程为：高炉熔渣由熔渣沟流人冲制箱，经冲制箱内的压力水冲成水渣进入水渣沟，然后经滚筒过滤器脱水排出。因巴法分为热因巴、冷因巴和环保型因巴，三种因巴法的炉渣粒化、脱水的方法相同，都是使用水淬粒化，采用转鼓脱水器脱水，不同之处在于水系统。热因巴只有粒化水系统，粒化水直接循环；冷因巴粒化水系统设有冷却塔，粒化水冷却后循环使用；环保型因巴水系统分粒化水和冷凝水两个系统，冷凝水系统主要用来吸收蒸汽二氧化硫、硫化氢。与冷、热因巴比较，环保型因巴最大的优点是硫排放量很低，它把硫大部分转移到循环水系统中。 图拉法水渣处理技术是由俄罗斯国立冶金工厂设计院研制，在俄罗斯图拉厂 2000 m 高炉上首次应用。该法与其他水淬法不同，在渣沟下面增加了粒化轮实现机械粒化，粒化后的炉渣颗粒被水冷却、水淬，产生的气体通过烟囱排出。该法最显著的特点是彻底解决了传统水淬渣易爆的问题。熔渣处理在封闭状态下进行，环境好、循环水量少、动力能耗低、成品渣质量好。 底滤法是在冲制箱内用多孔喷头喷射的高压水对高炉熔渣进行水淬粒化，然后进入沉渣池。沉渣池中的水渣由抓斗抓出堆放在干渣场继续脱水，沉渣池内的水及悬浮物由分配渠流入过滤池，过滤池内设有砾石过滤层，过滤后的冲渣水经集水管由泵加压送入冷却塔冷却后循环使用，水量损失由新水补充。底滤法冲渣水的压力一般为03～0 4 M P a ，渣水比为 1l 0～1l 5，水渣含水率为1％～15％，作业率％，出铁场附近可不设干渣坑。明特克法炉渣处理工艺是由首钢与北京明特克冶金炉技术有限公司联合研制、开发，整套系统于2002年7月在首钢 3号高炉上投入运行。明特克法核心设备是通过特殊设计和制造的一台螺旋输送机和一台过滤器组成。螺旋输送机呈倾角安装 在水渣池内，随着螺旋输送机的转动，其螺旋叶片将水渣池底部的水渣向上输送，水则靠重力和渣的翻动挤压双重作用向下回流，从而实现渣水分离和脱水的目的。水渣经脱水离开螺旋输送机的u型槽后，通过皮带系统输送至水渣堆场；冲渣水经浊水渣池溢流日进入过滤器过滤成干净水后进入水循环系统循环