高炉长寿技术剖析2

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1、高炉长寿技术剖析(二)2015-12-0415:21:00我国高炉出现的短命炉缸，止是在小块炭砖或“焙烧”炭块的高炉上。彻底解决的方法是讣炭块中的温度场中不出现形成脆性带的温度带。从这个角度看，陶瓷杯是有效的措施。我们认为不论哪种结构的全炭侧壁和陶瓷杯壁，还是使用大块炭砖为好。那么，既然陶瓷杯壁隔离了铁水与炭砖的接触，应该保护好炭砖，为什么当前多座拥有陶瓷杯高炉出现了事故，或杯壁内侧的炭砖内出现溶洞式侵蚀。某些专家将这样的现彖归于陶瓷杯结构，认为陶瓷杯危害了高炉炉缸寿命,他们的理由是陶瓷杯壁内出现溶洞，陶瓷杯壁阻碍了炉

2、渣在炭砖表而形成保护层，炭砖与陶瓷杯壁I'可形成环裂带等。我们不认同这样的观点，因为未完全饱和铁水对炭砖的熔蚀是普遍规律，只要铁水与炭砖长时间接触都会发生，在不用陶瓷杯壁的全炭结构上也岀现溶洞式侵蚀，其次阻碍形成炉渣壁保护层。连铁壳保护层都难于形成更不用说炉渣壁，111现问题的高炉大部分在铁口以下5以上的地区，少数在铁口以下两侧(第二风口下方)，这里怎么会有炉渣；铁口以下都被铁水填满，炉渣不可能到达。既然无炉渣，怎么会结成渣壁。再说陶瓷杯壁隔离铁水与炭砖接触远胜于渣壁。我们认为专家们指出的使用陶瓷杯壁后出现的问题是存在

3、的，但其原因不是陶瓷杯的问题。主要问题是：①设计上有两个方面的缺点：陶瓷杯壁砖没有锁住；陶瓷杯壁与炭砖间的缝没有处理好。②陶瓷杯壁的刚性质量差：选用的炭砖不当，例如早期的自焙炭砖和自焙炭块，现在的石墨炭砖和半石墨炭砖，或供应商供应的炭砖质量差。③砌筑质量差，尤其是使用小块炭砖，砖缝很多。④某种原因使水漏到炭砖层发生水煤气反应，C+H20-C0+H2,将炭砖熔蚀。实践表明，在解决上述问题后，陶瓷杯对延长炉缸炉底寿命是起好作用的。现在出现用高质量高A1质耐火砖代替普通粘土砖作为全炭炉缸侧壁的保护层，而且厚度也在增加。我们认

4、为这是亚陶瓷杯结构。因此，只要在设计上解决问题，陶瓷质杯壁砖质量有保证，砌筑严格规范，在新型耐火材料成功前，陶瓷杯结构是好的选择。在炉缸炉底结构上有了优质耐材，就不宜过厚，现在炉底采用水冷高导热炭砖、普通炭砖和陶瓷垫结构，大型高炉有2000mm足够。在死铁层达到(0.2-0.25)d缸的情况下，有好的焦炭保证死料柱有良好的透液性时，炉底是安全的。但是使用含Pb、Zn、K、Na高的原燃料时，要特别重视炉底管理，炉缸侧壁维持在1400-1600mm就足够了，用增加厚度来延长其寿命是不科学的，是浪费耐材。铁口周边的寿命决定于

5、岀铁状况和铁口维护管理。出铁状况是指出铁次数和出铁速度的控制，铁口维护管理指的是铁口深度、炮泥质量等。(3)炉缸炉底炉缸冷却冷却是高炉长寿的有力保证。同样有效的冷却也是炉缸寿命长短的决定性因素Z-0冷却系统运行状况、水温差等是生产屮判断炉缸砖衬厚度等的有效依据。在炉缸出现问题和事故后的分析中，存在不同的观点，在炼铁界中产生了分歧：即小水量大温差与大水量小温差的分歧。从传热的基本原理来说，在相同的炉墙结构下两种制度带走的总热量基本相同。众多的计算都说用冷却水量大小来说明冷却好坏，我们认为加大水量可以是炉墙工作热面上形成凝

6、固保护层等观点是片面的。冷却水在冷却器内流动,通过对流传热，将热带走，因此冷却效果好坏是水的流动状态-紊流，是水在水管内的流速和水管排列状况。从炉缸侧壁冷却带走热量的多少，关键是炉衬屮是否存在气隙，气隙是冷却传热过程中热阻最大的地方。模拟计算式没有考虑这些。在筑炉和球墨铸铁/普通铸铁冷却壁内都出现气隙，但无法测定其大小。其中尤以砖缝间隙、炭砖与冷却壁I'可、冷却壁皮、无缝钢管与铸铁本体之I'可、生产屮炭砖产生的裂隙等影响最大。气隙的存在影响传热，炉衬内的温度场发生变化，给生产判断造成错误，同时炉衬内高温区迅速扩大，炭砖

7、侵蚀速度加快。在有气隙存在的前提下，想用加大水量来强化冷却是徒劳的，因此要很好解决气隙问题。应当提岀的是炉缸侧壁被侵蚀到一定程度，特别是炉役后期，残余炭砖的厚度不大时，热流强度已达到警戒值时，采取高压水强化冷却的效果是很明显的。(4)冷却器现在广泛采用铸铁冷却壁，少数高炉使用铜冷却壁。很多专家建议，在炉缸的关键部位，例如铁口周边的冷却器最好使用铜冷却壁，从传热角度来说，目前使用的铸铁冷却壁最大的问题是钢质无缝钢管与铸铁之间的矛盾：♦如果铸铁本体与钢管直接接触，钢铁渗C变脆，在外力和热应力作用下钢管破裂漏水。♦钢管与铸铁

8、本体之间存在气隙，出现大热阻，影响冷却传热，造成铸铁本体温度上升，当铸铁温度超过570-750°C,就变质而粉裂剥落。铜冷却壁解决了这个矛盾，提高了冷却效果，这是建议使用铜冷却壁的根据。从传热计算和生产实践经验得出，只要炉缸侧壁的结构合理、使用耐材较好、筑炉质量好，铸铁冷却壁与铜冷却壁都能很好工作，我们认为炉缸没有必要使用铜冷却壁