柳钢4号高炉长寿炉体设计与实践

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1、柳钢4号高炉长寿炉体设计与实践摘要：对柳钢4号1250m3高炉长寿炉体结构特点及设il•思路进行了介绍。着重考虑薄壁炉衬高炉炉型的优化、合理的闪衬结构以及冷却设备与闪衬的匹配，以较低的成本实现高炉K:寿。关键同：高炉、长寿炉体、薄壁炉衬、冷却结构、优化设计。X■1八—1—1、刖S:柳钢4号高炉原炉界为1080m3,于2008年10月停炉进行扩容改造，高炉炉容扩大到1250m3,设计年平均利用系数为2.4。为进一步提高高炉寿命，减少炉体周M设施的改造，节约投资，炉体采用了薄壁炉衬结构。4号商炉的长寿炉体没计综合了国内薄壁炉衬没计的经验，结合柳钢原燃料条件进行了优化设计，采用了优化

2、炉型和全冷却结构，关键部位采用铜冷却壁。炉底采用陶瓷杯结构，耐火材料全部为国产，着重考虑冷却系统与炉衬的匹配，优化细节设计，高炉设计寿命大于15a，单位炉容产铁量达到12000/m3以上。2、炉体结构简述：炉体采用改进型薄壁炉衬结构，炉体冷却采用全冷却方式。1）炉体冷却结构：炉体冷却采用全冷却结构，炉底采用水冷炉底，1一5段为灰口铸铁冷却壁，炉腹部位、炉腰及炉身下部髙热负荷区采用3段4通道复合扁孔铜冷却壁，炉身中部为3段双层水管球墨铸铁全覆盖镶砖冷却壁，炉身上部为2段单层水管球墨铸铁全覆盖镶砖冷却壁，炉身最上部为一层倒扣式普通镶砖冷却壁。炉喉钢砖力两段耐热耐磨铸入水管式水冷合金

3、铸钢钢砖整个系统无冷却盲区。2）炉衬砌筑结构：炉底采用陶瓷杯结构，陶瓷杯采用国产小块刚玉莫来石砌筑，炉底采用人块炭砖砌筑，炉缸下部采用大块环炭，上部采用模压小炭块顶冷却壁砌筑，炉腹铜冷却壁与炉缸过度区域采用氮化硅结合碳化硅砖砌筑，炉腹以上冷却壁外无砖衬，风口、铁口和铁口框均采用组合砖砌筑，煤气封罩采川FH—140重质喷涂料喷涂。3、炉型设计：1）炉体内型:炉体内型尺十采川统计冋归的经验公式计算，在理论计算的基础上吸取国内薄壁炉衬经验，并考虑柳钢原燃料较差的特点来确认设计内型。实际炉腹角不大于83°（冷却壁安装角度）。（表1）商炉炉体内型参数表项目数值项目数值髙炉有效容积，m31

4、250W炉存效i&i度，mm24500炉缸直径，mm8200炉缸高度，mm390()炉喉直径，mm6200炉腹商度，mm3200炉腰直径，mm9400炉腰高度，mm1800炉腹角79。22,49"炉ft岛没，mm13900炉身角83°26r,f炉喉髙度，mm1700死铁层商度，mm1500风口个数20有效商度/炉腰M挽Hp/D2.6铁口个数22）炉体内型优化设计的几条措施：a、平滑过渡的内型剖面，特别是冷却器之间要平滑连接，保证操作内型没有急变部位。b、适当加商炉缸商度，增加安全容铁铽，以减少出铁次数，使炉缸维持充沛的热各量，活跃炉缸。c、稍偏小的炉身角，炉腰直径偏大。考虑了

5、原燃料条件，利于煤气通过。d、实际炉腹角不大于83°（无耐火砖时）。4、冷却结构及冷却系统设计1）冷却系统参数计算：高炉采用软水W路循环冷却，根据炉体总热负荷來确定冷却器的结构参数,高炉各部位的热流强度设计取值见表2。（表2）高炉各部位的热流强度设计取值表部位钢砖身部炉上炉身中部炉身下部炉腰炉腹騎炉缸炉底热流强度值（VV，m2）150()02200040000550005500030000240001200060002）冷却系统结构配置及设计：炉体冷却采用全冷却结构，根据炉体的不同热负荷IX及外侧环境特点选用不同的冷却器。炉底采用水冷炉底结构，冷却水管为（p76><10屮压锅炉

6、管，水冷管间距为300mm；高炉炉缸采用4段光面4通道灰口铸铁冷却壁，管径为DNI60，厚度力160mm，每段38块；第五段风U区为20块异型7通道灰口铸铁冷却壁；炉腹部位、炉腰及炉身下部等高热负荷区采用3段120mm厚的4通道铜冷却壁（fi合扁孔），镶砖槽深40mm，铜冷却壁不镶砖，镶砖槽捣打BFS捣打料，外侧喷涂150mm厚的BFS喷涂料；炉身屮部为3段双层水管球墨铸铁（QT400—20）全覆盖镶砖冷却壁，厚度为340mm，镶砖槽深为75mm,外镶150mm厚氮化硅结合炭化硅砖；炉身上部为2段单层水管球墨铸铁全覆盖镶砖冷却壁，厚度为270mm，镶砖槽深为75mm，镶砖为15

7、0mm厚浸磷酸粘土砖。炉身最上部为一层倒扣式普通镶砖冷却壁，外侧无砖衬结构；炉喉钢砖为两段式，上段、下段均为耐热铸入水管式铸钢水冷钢砖，有效避免漏水和受热变形。3）炉体冷却结构优化没计的几条措施：a、按最大热负荷来计算冷却器参数，适当减小冷却器的尺、h减小热变形产生的翘曲。b、注意风口区铸铁冷却壁与铜冷却壁的平滑衔接，避免出现过人错台，避免铸铁冷却贿与铜冷却峭端部都暴露在《温煤气下，造成该部位易损坏。c、适当加厚炉身中上部的全覆盖镶砖厚度，炉身中上部无渣皮形成，该部位热流强度还较大，镶砖可有