浅析当今炼铁高炉长寿问题

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1、浅析当今炼铁高炉长寿问题摘要：高炉长寿一直是钢铁企业追求的目标，随着冶炼技术的不断进步，国外高炉一代炉役寿命不断提高，我国的长寿技术与工业发达国家还有一定差距。本文重点从高炉炉型设计、冷却设备、炉体及炉缸长寿控制、铁口布置方式等方面介绍了我国高炉长寿技术的现状，探讨了可以借鉴的经验。　　关键词：高炉长寿强化冶炼　　　　1、前言　　新建一座大型高炉或对一座大型高炉进行改造性大修，耗资多达上亿元。因而高炉使用寿命直接关系到钢铁工业的经济效益。随着世界各国钢铁工业技术的进步，高炉长寿技术已经取得了显著成果，

2、工业发达的国家的高炉寿命普遍能达到10-15年，有的甚至可以达到20年。相比较而言，我国高炉的长寿水平与国外先进水平还有一定的差距。以唐钢炼铁厂为例，自建设大高炉以来，没有一座高炉的寿命超过10年。从降低生产成本以及推动炼铁技术进步两方面来讲，如何采取有效手段，延长高炉使用寿命还需要我国炼铁工不断去探索和研究。　　　　2、影响高炉长寿的主要因素　　高炉的长寿不仅仅是高炉本体长寿，还包括生产主体和辅助系统的整体长寿，任何一个环节出现严重破损，都会影响高炉寿命。高炉能否长寿主要取决于以下因素的综合效果：高

3、炉采用的长寿技术、良好的施工水平、稳定的高炉操作工艺管理和优质的原燃料条件以及有效的炉体维护技术。这四者缺一不可，但高炉采用的长寿技术是基础，如果基础不好，要想通过改善高炉操作和强化炉体维护等措施来获得长寿是十分困难的，而且还要以投入巨大的维护资金和损失产量为代价。本文重点讨论与高炉本体寿命相关的主要因素。　　2.1高炉炉型设计与内衬结构　　通过总结高炉破损机理和高炉反应机理，当今高炉都采用了优化炉型的设计理念，兼顾高炉原料条件以及操作制度的差异，使设计炉型更接近于操作炉型，从而获得较理想的冶炼效果。

4、目前高炉发展的趋势是矮胖型，实践证明随着Hu/D值的合理降低，更易获得炉况的长期稳定顺行以及技术指标的改善。通过理论计算以及对多个大型高炉的数据统计，认为2500-4000m3间的大型高炉Hu/D值在2.52-2.23之间较为合理。　　鉴于高炉生产特点，耐火砖不仅要承受高温热裂作用和煤气、炉料的冲刷磨损，还要受到碱金属的腐蚀以及炉腹下部渣铁水的冲刷腐蚀，因此在选择耐火砖衬时，要充分考虑高炉各部位的工作条件和耐火砖侵蚀机理。炉身中上部可选用耐磨和致密性好的耐火材料，炉身中下部的寿命主要依靠冷却壁的长期稳

5、定工作来维持，一些采用铜冷却壁的高炉，甚至采用了无内衬的结构。　　2.2冷却技术装备　　上世纪90年代以前高炉炉体的冷却设备普遍使用的是铜冷却板和铸铁冷却壁，由于铜冷却板属于点式冷却，具有操作炉型不规则、炉壳开孔多、易漏煤气等缺点，在炉腹、炉腰至炉身中下部高热负荷区域逐渐被铜冷却壁取代，铸铁冷却壁在新建大型高炉上使用较少。铜冷却壁的优点是具有良好的导热性、抗热震性和耐高热流冲击性，能在其热面形成稳定的渣皮,即使高炉操作过程中发生渣皮脱落,也能在短时间内形成新渣皮保护冷却壁，这种特性是其他常规冷却器所不

6、能比拟的。实践证明铜冷却壁作为一种无过热冷却器,其使用寿命可以达到20-30年。通过不断改进与完善，现在冷却器的冷却介质以软水为主，软水密闭循环冷却技术已经成为我国大型高炉冷却系统的主流发展模式。为实现高炉各部位的同步长寿，我国近年来新建或大修后的高炉，都采用全炉体冷却技术装备，实现了高炉生产无冷却盲区。　　2.3炉身部位长寿控制　　实践证明，强化冶炼条件下的炉身中上部块状区域的长寿维护关键措施不是冷却而是高炉内煤气流的控制。而高炉内煤气流的合理分布是通过上下部的合理调剂来实现的，如精料方针、装料制度

7、、风口的布置等。在生产过程中通过建立炉缸活性指数概念，可以改变送风制度以外的操作条件来增加炉缸活跃程度，以延长炉身中上部寿命。　　炉腹、炉腰至炉身下部是高炉长寿薄弱环节，此区域为高炉工作条件最恶劣的区域之一，是软熔带和滴落带交汇区域，是炉料、渣铁和煤气流多相运动最复杂的部位。任何耐火材料都不能完全起到保护层的作用，只有通过强化冷却，形成稳定均匀的渣皮才能保证炉身中下部的长寿。目前此部位的主流冷却设备以铜冷却壁为主，实践证明，铜冷却壁属于无过热冷却器，完全可以实现自我造衬、自我保护，大大延长了炉腹炉腰以

8、及炉身下部区域的使用寿命。　　2.4炉底、炉缸结构　　炉底炉缸的寿命决定高炉的一代炉役寿命，在高炉生产中如果全部内衬保持在低温状态，就能够减缓或防止侵蚀，延长炉缸炉底的使用寿命。所以炉缸炉底耐材质量和结构设计的合理性非常重要。从最初的高铝砖或粘土砖无冷却炉缸炉底，到大块焙烧炭砖和高铝砖结合的有冷却综合炉底，炉缸炉底耐火材料的导热性、耐氧化性及强度性能逐渐提高。目前国际上常用的炉缸设计体系以美国UCAR公司为代表的“导热法”（热压碳砖法）和以法国SAVOI