高炉长寿技术的应用与研究
高炉长寿技术的应用与研究
发表时间：2019-08-05T16:29:40.030Z 来源：《基层建设》2019年第15期作者：黄伟航邓志成黄树生[导读] 摘要：本文就是结合高炉长寿研究方面的新技术并结合具体的高炉项目从而探讨了高炉的长寿技术设计，并且在结合实际时间经验的基础上探究了如何做好炉型设计、炉体冷却、耐火砖、喷涂料的选用等方面，进而论述了高炉长寿技术的验证结果，希望本文的这些研究可以为延长我国高炉的实际使用寿命提供一些有意义的参考。
广西柳州钢铁（集团）公司炼铁厂广西柳州 545002摘要：本文就是结合高炉长寿研究方面的新技术并结合具体的高炉项目从而探讨了高炉的长寿技术设计，并且在结合实际时间经验的基础上探究了如何做好炉型设计、炉体冷却、耐火砖、喷涂料的选用等方面，进而论述了高炉长寿技术的验证结果，希望本文的这些研究可以为延长我国高炉的实际使用寿命提供一些有意义的参考。
关键词：高炉；长寿技术；炉型；耐火材料前言
高炉的长寿技术是一项系统性很强的技术，其需要将高炉的设计、选材、建造、及维护技术等进行多方面的技术融合，才可达到延长高炉寿命的效果。我们想完成这一目标，就要结合最新的技术、设备、完善生产管理方案，这样我们才可以达到我们所想要的高产、低耗、长寿的目的[1]。这就要求我们在设计时，像炉型、耐火砖、喷涂料等都要精心挑选，系统的优化，这样高炉的寿命才能保证。本文就总结出影响高炉寿命的几种主要因素，像高炉的设计、设备质量、耐火材料、燃料操作、维护等方面都是其影响因素，而且随着我们深入的探究其更多的影响因素正在被探究出来。同时随着我国设计技术的提升，我们所使用的高炉寿命也有了很大的提升，但是与国际最高水平尚还有一定的差距。所以本文就针对对这一问题进行了论述，以期为我国高炉后续的完善提供一定的参考。
一、影响高炉寿命的因素
（一）炉型设计我国的高炉其炉型设计基本上都是参考同类产品而改进完善而来的。同时随着其设计研究的深入，其炉型正向着矮胖型的方向发展。但是这样的设计是优缺点同样突出的，总的来说就是我们可以通过加深死铁层深度，加大高炉的直径，从而有效提高高炉的生产效率；同时矮胖的炉身也使炉内腹的煤气上升更顺畅，减少热冲击，进而降低炉内机械的磨损，这样高炉也就增寿了[2]。
（二）炉衬耐火材料高炉内的下作情况一般情况下是最复杂的，所以我们想要保证其炉衬的使用寿命，就要根据其侵蚀状况，找出原因，这样才可以有针对性地用最合适的材料去修补或构建。我们为了达到使炉衬的热面可以在强化冷却的情况下建立相对稳定的凝结渣铁保护层的目的，我们所选用的炉衬材料必须是超微孔炭砖。同时我们也为了防渣铁侵蚀磨损耐火材料，我们可在炭砖的热面加微孔刚玉砖，而炉底则需铺设2层莫来石砖即可，当然了如果有条件的还可在最下层铺设石墨砖和布设炉底水冷管。
（三）高炉冷却设备及其冷却高炉冷却系统的冷却效率是高炉使用寿命的决定性因素之一，而我们想要提高其冷却效率就要使炉墙热面能克服侵蚀和磨损。同时在高炉中的软熔带的高热负荷区以及炉缸铁口侵蚀区是我们提升高炉寿命必须注意的关键之处。
现如今，高炉的冷却设备种类繁多，技术相对成熟的技术设备也有很多，像冷却壁、板壁复合、支梁水箱等都是成熟的冷却设备。同时，传统型的冷却壁也在逐步的转变为浇筑型冷却壁。其基本技术就是将耐火材料铸进铁基中，使耐火砖锥度契合在炉内肋条间，这样我们即可使砖材牢固，又可防其脱落。而且当前高炉内的冷却水管也改为复合孔型设计了[3]。相比于传统的冷却板设计，起冷却壁即可使炉壳均匀冷却，又可缩减其厚度，从而提高了高炉的内容积。当然其也不是完美的，其在修理、更换时就比传统型的要困难的多。总而言之，立式冷却壁其在高炉的实际运行中效果还是很让人满意的。
二、高炉长寿技术的应用实例
（一）项目概述我们为了延长高炉的使用寿命，就对其应用了高炉长寿的新技术，以期可以延长起使用寿命。这我们首先就要提高其透气性，降低崩料、悬料问题，所以其炉型的设计是深炉矮胖型。其改进的参数特点如下：我们将高炉磁铁层的深度加深了700毫米，这样料柱下部的通道其开关就更加的方便了。其出铁时，我们将铁水设计的由高炉下部流向铁口，这样我们就降低了铁水环流对高炉的侵蚀。而且我们设计的炉缸高度是3500毫米，这样就可加大风口回旋区，这样我们就即能强化高炉，又可保证炉内热充足，从而达到我们增产增寿的目的。同时我们还要将炉腹角降低至79o 11' 32"，这样高炉内的煤气流其分布就会更加的均匀了，炉腹的冲蚀也就降低了，这样炉腹的寿命也就得到了保证。
（二）高炉冷却设备及其冷却设计高炉共有14段冷却壁，基本上可以覆盖高炉的各部位。其设备是全冷却壁型，有耐热铸铁所搭建而成；而在这其中炉腹的第5到11段是全覆盖式冷却壁，在这些冷却壁中其高炉下部多铸钢结构，上部多球墨铸铁结构。而高炉的上部多使用倒C型冷却壁，同时又利用软水密封循环冷却，这样其冷却的强度和效果都是可以保证的，而且还节水。高炉其冷却系统就是软水密闭循环和下业水开路冷却复合式应用的[4]。这样即保证了高炉的冷却效果，又得以保证高炉的使用寿命。
（三）高炉炉衬结构及耐火材料 1. 高炉炉缸结构及材质
我们在经过充分的论证研究后，我们决定用国产的热压小炭块和刚玉莫来石来共组高炉的陶瓷杯复合炉衬结构，当然了我们也结合了高炉的实际情况，仍决定采用其钒钦高炉复合炉衬结构。同时其高炉的炉底也还是采用常见的莫来石砖、粘土砖、半石墨碳砖的复合炉底。同时我们也可以将其的复合炉底结构采用y层耐火砖来砌成，其厚度在3600毫米即可，其砌砖的顺序可为：半石墨碳砖、粘土砖、莫来石砖、粘土砖四层均匀铺设即可。同时我们为了保证炉缸的使用寿命，其都采用莫来石砖结构来构建；粘土砖还要砌至炉腹。这样铁水冲击的就是莫来石砖了，炭砖的侵蚀就降低了。当然我们这样设计的目的就是使炭砖不直接接触铁水，这样其侵蚀就会低很多，从而有效的增加其高炉的使用寿命。当然了还有像磨损最为厉害的风、渣、铁口，这些地方我们是要特别注意的，我们就设计使用了微孔刚玉组合砖来砌筑。
高炉长寿技术的探讨 毕业论文
学科代码：080201 学号：082302010072 贵州师范大学（本科） 毕业论文 题目: 高炉长寿技术的探讨 学院：材料与建筑工程学院 专业：冶金工程 年级：2008级 姓名： 指导教师： 完成时间：2013年5月14日
目录 4 4 5 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 8 9 9 9 9 10 10 10 10 11 11 11 11 11 11 12 12 12 12 13 13 13 13 14 14 14 14
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高炉长寿技术的探讨 郑茂骁 中文摘要： 通过分析当今国内国外对延长高炉寿命的研究所取得的成果，得出提高高炉寿命是一个系统的工程，涉及高炉精料、煤气流分布的调节、提高耐火材料的性能、加强炉体的冷却、选择合理的操作制度及日常维护等，只有将许多延长高炉寿命的技术和设备有机地结合起来，才能实现高炉长寿。 关键词：高炉长寿；有害元素；煤气流分布；耐火材料；高炉冷却 Abstract: through the analysis of the current domestic to extend the service life of the foreign blast furnace, the results, improve the service life that blast furnace is a system project, which involves the blast furnace gas flow distribution of boars, adjusting and improving the performance of the refractory materials, strengthening the furnace cooling, selection of rational operation system and daily maintenance etc, only will extend the service life of the many blast furnace technology and equipment organically, to achieve the blast furnace longevity. Key words:the blast furnace long; The harmful elements; The gas flow distribution; Refractory materials; Furnace cooling
提高高炉寿命的方法与措施
提高高炉寿命的方法与措施 摘要：近几年，随着高炉冶炼的不断强化，延长高炉炉体寿命已成为炼铁生产中急 待解决的突出问题。根据高炉炉身、炉腰、炉腹的侵蚀机理，探讨高炉寿命问题。指出，高炉炉身、炉腰、炉腹的结构以及冷却设备及冷却方式选择恰当，高炉才能长寿；炉役后期定期对炉衬进行局部修补，是延长高炉寿命的有效措施。 关键词：高炉寿命炉衬冷却设备 前言：新建一座大型高炉或对一座进行改造性大修，耗资巨大，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，高炉长寿也就顺理成章成为现代化高炉追求的目标。随着世界各国钢铁工业技术的进步，尤其像日本这样工业发达的国家，高炉长寿技术已经取得了显著成果；有资料显示日本川崎千叶钢厂的6号高炉，一代炉龄（无中修）为20年零9个月，创造了世界高炉长寿记录。国外大型高炉寿命在不中修订情况下可以达到11～12年之间；我国高炉寿命要低于国外高炉一般水平，一般一代炉役无中修寿命低于10年，仅有少数高炉可以实现10～15年的长寿目标。 影响高炉长寿的主要因素分别为高炉建设和投产后的维护两个方面。在高炉建设投产之后，高炉则是依赖高炉冶炼技术的进步和内衬维修技术的发展来延长使用寿命。 一、高炉建设时的设计及高炉质量 1、高炉设计对高炉寿命的影响一座长寿的高炉必定是精心设计、建造和仔细操作与维护的结果。高炉炉龄主要由炉衬寿命决定，而炉衬寿命取决于设计和建造质量的最优化。 在高炉设计中均明确了高炉的设计寿命，按照设计寿命来选择设备、材料、结构以及施工工艺。不同高炉的设计寿命是不相同的。例如一般中小高炉的设计寿命仅5~8年，而大高炉的设计寿命则长达16年甚至20年。当然不同设计寿命形成的设计方案导致的实际投资也是相差极大的。 2、高炉建造材料对高炉寿命的影响 炉衬材质，冷却设备以及冷却水质1980年以前，255级的高炉炉缸、炉底均使用高铝质耐火砖，该砖的热稳定性及强度均高于粘土砖，但其抗碱性能较差。实验表明，在9201200的还原气氛及有碱金属物质存在时，高铝砖和粘土砖的物相均发生变化，生成强度较低的钾霞石或钾霞石类化合物，使其体积膨胀，破裂。空腔式风口，由于其冷却工艺不尽合理，加上碱、铅等有害元素的影响，使风口的使用周期较短，频繁的休风严重地影响了高炉顺行，也就影响了高炉寿命。 高炉建造各部耐火材料的选择 在高炉建设投产之后，高炉则是依赖高炉冶炼技术的进步和内衬维修技术的发展延长使用寿命。因而，选用适宜的优质耐火材料对炉役中后期高炉损毁严重的部位进行维修以延长高炉使用寿命是耐火材料工作者研究的课题。 炉身上部 该部位内衬破损的主要原因是：炉料在下降过程中对内衬的冲击和磨损；煤气流在上升过程中的冲刷；碱金属、锌蒸汽和沉积碳的侵蚀等。 炉身上部应该选择抗磨性、抗冲刷以及抗碱金属蒸汽侵蚀的耐火材料。该部位是碳沉积适合的400~700℃的范围。可选择高致密度的粘土砖或浸磷酸粘土砖或高铝转。 炉身中下部及炉腰该部位内衬破损的主要原因是：碱金属、锌蒸汽和沉积的侵蚀；初成渣的侵蚀；热震引起的剥落；高温煤气流的冲刷等。
安徽工业大学科技成果——高炉长寿综合技术研究与应用
安徽工业大学科技成果——高炉长寿综合技术研究与应用成果简介 随着现代高炉向炉容大型化、生产高效化方向的不断发展，高炉长寿的重要性日益显现，高炉能否长寿对于钢铁企业的正常生产秩序和企业总体经济效益影响巨大。各国炼铁工作者为了尽量延长高炉寿命，从设计、施工、操作和维护等方面开发了许多新技术和新工艺，取得了显著的效果，高炉寿命不断提高。 安徽工业大学炼铁工艺研究所开发的高炉长寿综合技术特点是：（1）利用高炉烘炉过程来实现既烘炉又消除冷却壁铸造内应力的技术思路。 （2）抑制高炉冷却壁内水管结垢。 （3）利用数值模拟计算法计算高炉炉缸炉底1150℃等温线分布，对高炉炉缸炉底的工作状况进行在线监测；对炉缸炉底耐火材料侵蚀状况和侵蚀速度进行诊断，对异常侵蚀进行报警。 （4）开发炉顶综合煤气连续分析系统，及时分析煤气中CO、CO2、H2含量，掌握冷却器漏水与煤气中H2含量变化关系，实现在线快速判定冷却器漏水。只有早发现漏水，早控制漏水，才能避免对采取漏水冷却器100%断水闷死的处理方式。 （5）开发圆柱型小冷却器对中晚期高炉破损壁补充冷却的技术，开发新型冷却壁和改善冷却壁铸造质量。 成熟程度和所需建设条件 （1）利用高炉烘炉过程来实现既烘炉又消除冷却壁铸造内应力。
课题组研究开发的“利用高炉烘炉消除冷却壁铸造内应力的新工艺”在马钢350m3和2500m3高炉上已有过极其成功的工业应用。 （2）炉缸炉底耐火材料侵蚀在线监视模型。炉缸炉底耐火材料侵蚀在线监视模型不仅能定量描绘出炉缸炉底耐火材料侵蚀状况，而且能够定量描绘出炉缸堆积与结厚情况。该模型在马钢1#2500高炉、新余2#2500高炉、南钢2#2500高炉、济钢2#1750高炉等6座高炉成功应用。 （3）应用炉顶综合煤气分析仪在线分析煤气中H2含量，快速预报高炉冷却器破损漏水。该炉顶综合煤气成分在线分析系统已在马钢4座高炉成功应用。 （4）采用圆柱型小冷却器对中晚期高炉破损壁补充冷却。该冷却器在现场经过两年的生产考验，水温差2-4℃，器壁温度200-300℃，形成渣皮范围可达直径的2-4倍，从而保护炉壳免受渣皮及煤气流的经常冲刷，形成了相对稳定的操作炉型。 （5）揭示了铁基材质冷却壁内水管结垢及垢瘤生成的机理。给出了抗结垢材质冷却水管的选择方向，也为冷却水处理剂与冷却水管冲洗剂提出了新的配方。 技术指标 该系统应用后，在基本不增加成本情况下，大型高炉高炉寿命可延长3-4年；基本消除因冷却器漏水而造成的炉凉、炉缸冻结事故和炉缸炉底烧穿事故；高炉操作稳定性变好。同时高炉吨铁焦比降低3kg，风温提高5℃。
高炉长寿的现状与意义
高炉长寿的现状与意义 【太阳说】随着工艺技术和认知水平的进步，尤其在钢铁经营形势举步维艰的态势下，高炉长寿越来越受到炼铁业相关人士的重视。但是，在实际生产过程中，高炉长寿操作理念基础并不牢靠，眼前经济效应、重生产轻维护、砌筑安装施工队伍断档因素等等，影响着一代高炉寿命。最终，虽然装备水平、炼铁技术水平提高了，但也达不到高炉长寿的目标。。。。。。 开篇 《高炉炼铁工艺设计规范》GB50427-2008明确要求，高炉一代炉役的工作年限应达到15年以上。在高炉一代炉役期间，单位炉容产铁量达到或大于10000t。 高炉长寿是一项系统工程，涉及到设计、设备和耐火材料选型、制造与安装、设备维护、生产操作和长寿维护等一系列的环节。 一般用两个指标来衡量高炉高效长寿：1）寿命：一代炉役寿命；2）效率：一代炉役单位炉容产铁量；即：从上一次大修后开炉出铁到本次停炉最后一次产铁的累计生铁产量除以高炉容积。 越来越多的炼铁业界同仁意识到了高炉高效长寿的长远经济效益和现实意义，尤其高炉大型化、国家宏观调控去产能的今天，实现高效、优质、低耗、长寿、环保、安全已成为大家共同追求的目标。在钢铁经营形势持续“严冬”模式下，高炉大修仅更换耐材和冷却设备费用就高达几千万费用（参考30万元/m3估算），左右着经营决策者。 新装备、新材料、新工艺的应用，一部分高炉达到了世界一流水平，但却事与愿违，高炉过早停炉大修，是设计上的问题？还是生产问题？还是装备制造和安装质量？困惑着业界的朋友。。。。。。为此，笔者（微信号：高炉长寿太阳说）结合自己现场生产、维护经验，在高炉长寿技术和装备技术研究的基础上，为大家剖析生产过程中高炉长寿技术系列问题，系列文章分为：耐材篇、冷却设备篇、冷却系统篇、高炉生产监控篇、高炉长寿生产技术篇、炉体长寿维护篇、高炉出铁技术篇、工程技术服务篇、以及先进技术与设备篇等等。。。。。 [注：太阳所写高炉长寿技术相关文章，是在前辈的基础上，结合生产实践所提炼出来，在此感谢炼铁前辈的辛勤汗水。鉴于自身认知水平的不足，工艺技术的不断进步，文章不对或欠妥之处，欢迎批评、讨论。欢迎转载、收藏、点赞，但须署名太阳并注明来自微信公众号“高炉长寿太阳说”。同时，我们也提供技术咨询和工程技术服务。] 如果你觉得文章对有所帮助，请关注我们，你的支持和鼓励，是我们最大的动力。
高炉炉缸长寿的智能化控制
高炉炉缸长寿的智能化控制 王刚邹忠平许俊李爱锋 近十来年,高炉炉缸烧穿的事故频发。据不完全统计,在2000年以后,国内外有数十座高炉炉缸被烧穿。而另有大量高炉出现炉缸侧壁温度升高,事故安全隐患给生产单位带来减产甚至停产的巨大经济损失,给生产管理人员和技术人员带来身心上的无尽折磨。如果有一套在线系统,能够对炉缸长寿状况进行准确全面的监控、对凝铁层减薄原因进行智能诊断、针对长寿状况恶化给出准确的建议措施,从而避免炉缸的异常侵蚀,对提高高炉长寿管理的准确性、及时性和便捷性将大有帮助。在此背景下,本研究将高炉炉缸工艺设计、传热学理论与高炉操作工艺相结合,开发了一套炉缸长寿智能管理系统,在炉缸长寿管理方面取得了良好的效果。 1炉缸长寿机制研究 经过多座1000m3级、2000m3级、3000m3级和4000m3级高炉的炉缸解剖调查发现,炉缸炭砖热面存在一层凝铁层,它阻断了炭砖与铁水的直接接触。炭砖的铁水熔蚀指数也表明,如果炭砖直接暴露在高温的铁水中,40min内炭砖被侵蚀掉15%-30%。因此,炭砖热面形成稳定的凝铁层,是炉缸长寿的关键所在。经过试验研究,凝铁层的主要成分是Fe和C的化合物,通常C能达到10%-30%甚至更高,过饱和的C析出来,以石墨碳的形式存在,另有少量的CaO、SiO2等熔渣凝结物。凝铁层的导热系数在2-10w/(m?K)左右,一般低于炭砖导热系数,这为降低炭砖的温度,防止温度过高而失效发挥了重要作用。 凝铁层稳定形成的条件是炉缸建立稳定有效的传热体系。只要传热体系有效,炭砖受到冷却壁的冷却保护,其热面就会形成凝铁层。有凝铁层的炉缸传热体系如图1所示。 凝铁层的厚度可以通过傅里叶一维传热公式进行计算,通过铁水与1150℃凝固线之间的热流强度与插入炭砖的两支热电偶之间的热流强度相等建立方程。 2炉缸长寿智能管理系统的工艺架构 炉缸长寿智能管理系统由炭砖残厚和凝铁层在线监控模块、炉缸气隙判断模块、炉缸长寿状况判断模块、凝铁层减薄原因诊断模块、长寿状况恶化的智能建议模块组成,5个模块呈递进关系,如图2所示。 3炭砖残厚和凝铁层在线监控 在本系统开发之前,已成功开发基于二维有限元算法的炉缸侵蚀模型,凝铁层的计算是在炉缸侵蚀模型中一并进行计算的。侵蚀模型通过推定炭砖侵蚀线和1150℃等温线,两条线之间区域为凝铁层。 由于侵蚀模型通过对炉缸仪表传回的数据进行在线计算,本系统可对炉缸各个标高和方位的炭砖残厚和凝铁层厚度进行在线动态跟踪,极大地方便了高炉操作者及时了解炉缸的残厚及凝铁层状况。 4炉缸气隙判断 炉缸气隙往往产生于冷却壁与碳素捣打料之间,气隙是破坏炉缸传热体系的重要因素。气隙的导热系数为0.0285w/(m?K),仅约相当于炭砖的1/500,铸铁冷却壁的1/1200,一旦形成气隙,整个传热体系的热阻大大增加,热流密度下降,热量导出减少,大量热量在炭砖积聚,引起炭砖温度升高,凝铁层减薄甚至脱落,最终炭砖遭到侵蚀。因此,判断炉缸是否存在气隙非常重要。气隙一般是由于碳素捣打料捣打不密实、烘炉不彻底等建设期的因素造成的,因此很难彻底治理,一般应结合炭砖
高炉长寿技术的应用与研究
高炉长寿技术的应用与研究 发表时间：2019-08-05T16:29:40.030Z 来源：《基层建设》2019年第15期作者：黄伟航邓志成黄树生[导读] 摘要：本文就是结合高炉长寿研究方面的新技术并结合具体的高炉项目从而探讨了高炉的长寿技术设计，并且在结合实际时间经验的基础上探究了如何做好炉型设计、炉体冷却、耐火砖、喷涂料的选用等方面，进而论述了高炉长寿技术的验证结果，希望本文的这些研究可以为延长我国高炉的实际使用寿命提供一些有意义的参考。 广西柳州钢铁（集团）公司炼铁厂广西柳州 545002摘要：本文就是结合高炉长寿研究方面的新技术并结合具体的高炉项目从而探讨了高炉的长寿技术设计，并且在结合实际时间经验的基础上探究了如何做好炉型设计、炉体冷却、耐火砖、喷涂料的选用等方面，进而论述了高炉长寿技术的验证结果，希望本文的这些研究可以为延长我国高炉的实际使用寿命提供一些有意义的参考。 关键词：高炉；长寿技术；炉型；耐火材料前言 高炉的长寿技术是一项系统性很强的技术，其需要将高炉的设计、选材、建造、及维护技术等进行多方面的技术融合，才可达到延长高炉寿命的效果。我们想完成这一目标，就要结合最新的技术、设备、完善生产管理方案，这样我们才可以达到我们所想要的高产、低耗、长寿的目的[1]。这就要求我们在设计时，像炉型、耐火砖、喷涂料等都要精心挑选，系统的优化，这样高炉的寿命才能保证。本文就总结出影响高炉寿命的几种主要因素，像高炉的设计、设备质量、耐火材料、燃料操作、维护等方面都是其影响因素，而且随着我们深入的探究其更多的影响因素正在被探究出来。同时随着我国设计技术的提升，我们所使用的高炉寿命也有了很大的提升，但是与国际最高水平尚还有一定的差距。所以本文就针对对这一问题进行了论述，以期为我国高炉后续的完善提供一定的参考。 一、影响高炉寿命的因素 （一）炉型设计我国的高炉其炉型设计基本上都是参考同类产品而改进完善而来的。同时随着其设计研究的深入，其炉型正向着矮胖型的方向发展。但是这样的设计是优缺点同样突出的，总的来说就是我们可以通过加深死铁层深度，加大高炉的直径，从而有效提高高炉的生产效率；同时矮胖的炉身也使炉内腹的煤气上升更顺畅，减少热冲击，进而降低炉内机械的磨损，这样高炉也就增寿了[2]。 （二）炉衬耐火材料高炉内的下作情况一般情况下是最复杂的，所以我们想要保证其炉衬的使用寿命，就要根据其侵蚀状况，找出原因，这样才可以有针对性地用最合适的材料去修补或构建。我们为了达到使炉衬的热面可以在强化冷却的情况下建立相对稳定的凝结渣铁保护层的目的，我们所选用的炉衬材料必须是超微孔炭砖。同时我们也为了防渣铁侵蚀磨损耐火材料，我们可在炭砖的热面加微孔刚玉砖，而炉底则需铺设2层莫来石砖即可，当然了如果有条件的还可在最下层铺设石墨砖和布设炉底水冷管。 （三）高炉冷却设备及其冷却高炉冷却系统的冷却效率是高炉使用寿命的决定性因素之一，而我们想要提高其冷却效率就要使炉墙热面能克服侵蚀和磨损。同时在高炉中的软熔带的高热负荷区以及炉缸铁口侵蚀区是我们提升高炉寿命必须注意的关键之处。 现如今，高炉的冷却设备种类繁多，技术相对成熟的技术设备也有很多，像冷却壁、板壁复合、支梁水箱等都是成熟的冷却设备。同时，传统型的冷却壁也在逐步的转变为浇筑型冷却壁。其基本技术就是将耐火材料铸进铁基中，使耐火砖锥度契合在炉内肋条间，这样我们即可使砖材牢固，又可防其脱落。而且当前高炉内的冷却水管也改为复合孔型设计了[3]。相比于传统的冷却板设计，起冷却壁即可使炉壳均匀冷却，又可缩减其厚度，从而提高了高炉的内容积。当然其也不是完美的，其在修理、更换时就比传统型的要困难的多。总而言之，立式冷却壁其在高炉的实际运行中效果还是很让人满意的。 二、高炉长寿技术的应用实例 （一）项目概述我们为了延长高炉的使用寿命，就对其应用了高炉长寿的新技术，以期可以延长起使用寿命。这我们首先就要提高其透气性，降低崩料、悬料问题，所以其炉型的设计是深炉矮胖型。其改进的参数特点如下：我们将高炉磁铁层的深度加深了700毫米，这样料柱下部的通道其开关就更加的方便了。其出铁时，我们将铁水设计的由高炉下部流向铁口，这样我们就降低了铁水环流对高炉的侵蚀。而且我们设计的炉缸高度是3500毫米，这样就可加大风口回旋区，这样我们就即能强化高炉，又可保证炉内热充足，从而达到我们增产增寿的目的。同时我们还要将炉腹角降低至79o 11' 32"，这样高炉内的煤气流其分布就会更加的均匀了，炉腹的冲蚀也就降低了，这样炉腹的寿命也就得到了保证。 （二）高炉冷却设备及其冷却设计高炉共有14段冷却壁，基本上可以覆盖高炉的各部位。其设备是全冷却壁型，有耐热铸铁所搭建而成；而在这其中炉腹的第5到11段是全覆盖式冷却壁，在这些冷却壁中其高炉下部多铸钢结构，上部多球墨铸铁结构。而高炉的上部多使用倒C型冷却壁，同时又利用软水密封循环冷却，这样其冷却的强度和效果都是可以保证的，而且还节水。高炉其冷却系统就是软水密闭循环和下业水开路冷却复合式应用的[4]。这样即保证了高炉的冷却效果，又得以保证高炉的使用寿命。 （三）高炉炉衬结构及耐火材料 1. 高炉炉缸结构及材质 我们在经过充分的论证研究后，我们决定用国产的热压小炭块和刚玉莫来石来共组高炉的陶瓷杯复合炉衬结构，当然了我们也结合了高炉的实际情况，仍决定采用其钒钦高炉复合炉衬结构。同时其高炉的炉底也还是采用常见的莫来石砖、粘土砖、半石墨碳砖的复合炉底。同时我们也可以将其的复合炉底结构采用y层耐火砖来砌成，其厚度在3600毫米即可，其砌砖的顺序可为：半石墨碳砖、粘土砖、莫来石砖、粘土砖四层均匀铺设即可。同时我们为了保证炉缸的使用寿命，其都采用莫来石砖结构来构建；粘土砖还要砌至炉腹。这样铁水冲击的就是莫来石砖了，炭砖的侵蚀就降低了。当然我们这样设计的目的就是使炭砖不直接接触铁水，这样其侵蚀就会低很多，从而有效的增加其高炉的使用寿命。当然了还有像磨损最为厉害的风、渣、铁口，这些地方我们是要特别注意的，我们就设计使用了微孔刚玉组合砖来砌筑。
高炉长寿技术概况
高炉长寿技术概况 高炉长寿是现代高炉所追求的目标，高炉长寿就意味着经济效益的提高。近几年，我国高炉的设计水平得到了较大的提高，高炉的寿命也得到了较大的提高。但与国外高炉寿命相比，我国只有少数高炉能够达到国，外高炉寿命的水平。本文主要介绍现代长寿高炉设备的设计思想和最新发展趋势，希望能对我国钢铁企业的高炉大修或新建高炉项目有所帮助。 国外先进高炉长寿水平较高，一代炉役(无中修)寿命可达15年以上，部分高炉达20年以上。日本川崎公司千叶6号高炉(4500m3)和水岛2号、4号高炉都取得了20年以上的长寿实绩。日本矢作制铁公司的361m3高炉、岩手制铁公司的150m3高炉一代炉役寿命在上世纪90年代就达到了20年以上的水平。最近，经过大修的部分高炉已将长寿目标定为30年。 相比而言，我国高炉设备的长寿水平则较低，一般一代炉役无中修寿命低于10年，仅少数高炉可实现10至15年的长寿目标，其长寿总体水平与国外先进水平相差较大。 影响高炉长寿的主要因素 高炉能否长寿主要取决于三个因素的综合效果：一是高炉大修设计或新建时采用的长寿技术，如合理的炉型、优良的设备制造质量、高效的冷却系统、优质的耐材和良好的施工水平。二是稳定的高炉操作工艺管理和优质的原燃料条件。三是有效的炉体维护技术。这三者缺一不可，但其中第一项是高炉能否实现长寿的基础和根本，是高炉长寿的“先天因素”。如果这种“先天因素”不好，要想通过改善高炉操作和炉体维护技术等后天措施来获得长寿，将变得十分困难，而且还要以投入巨大的维护资金和损失产量为代价。因此，提高高炉的设计和建设水平，是高炉实现长寿的根本。 现代长寿高炉的新思想 国内外专家认为，现代高炉的长寿设计思想有6个方面：一是注重提高高炉整体寿命优化设计，大修精心施工，确保高炉各部位同步长寿。二是强调高效冷却设备和优质耐材炉衬的有效匹配，从炉底至炉喉全部采用冷却器，无冷却盲区，并针对高炉不同部位的不同特点，选用不同材质的冷却系统和耐材。在炉腹、炉腰和炉身下部区域使用自我造衬、自我保护的无过热冷却设备――铜冷却壁技术，在此区域淡化耐材炉衬的作用，依靠形成稳定渣皮来保护铜冷却壁。在开炉前，炉腹、炉腰和炉身下部区域仅喷涂一层普通喷涂料来防止开炉时的炉料磨损；在高炉炉缸侧壁区域使用热压小块碳砖、优质微孔碳砖配合冷却壁或陶瓷杯来延长使用寿命。三是增加炉缸死铁层设计深度(达炉缸直径的20％左右)，减少炉缸内铁水环流对炉缸侧壁的侵蚀。四是在高利用系数(炉役平均有效容积利用系数大于2.0)、高煤比(炉役平均喷煤量达150kg／t以上)、低维护费用的基础上，炉役寿命(20年以上)和单位炉容产铁量(1.0万―1.5万t／m3炉役)应作为高炉长寿同时追求的目标。五是采用有效技术监测、维护炉体是实现高炉长寿的重要保证。六是注重高炉稳定顺行的工艺操作管理和使用成分稳定的优质原燃料对高炉长寿的作用。 关于高炉长寿的几种观点
高炉炉缸侵蚀监控系统的应用研究
1080m3高炉炉缸侵蚀状况的分析 摘要：为了延长某钢厂高炉（有效容积1080m3）炉缸的工作寿命，开发了计算炉缸侵蚀状况的数学模型。利用该模型 计算了高炉从2011年9月至2013年4月十九个月的侵蚀状况，发现该高炉的炉缸受到了较大的侵蚀，炉底已经侵蚀到 第一层陶瓷垫的底部，形成了锅底状的侵蚀。 关键词：高炉；炉缸；侵蚀状况；数学模型 Analysis of erosion situation of hearth in 1080m3Blast Furnace Abstract: For prolonging the campaign of hearth in a 1080 m3 Blast Furnace, a mathematical model is developed to compute the erosion situation of the hearth. With the model, the position of erosion line is calculated from Sep. 2011 to Apr. 2013. It is found that the hearth of the Blast Furnace is seriously eroded, at the bottom the 1150 erosion line touched the bottom of the first layer of ceramic pad. Key words: Blast Furnace; Hearth; erosion situation; mathematical model 1前言 高炉生产实现高效与长寿的统一，一直是炼铁工作者关注的课题。提高高炉生产效率，可以降低 生铁成本[1]；延长高炉寿命可以节约大修费用，以及减少大修期间产量损失[2]。实际上，高炉寿命受 诸多因素影响，如炉型设计、耐火材料质量等因素，但所有这些因素在投产前已经定型。投产后，炉 缸炉底的是影响高炉寿命的重要因素，原因是在高炉冶炼过程中，高炉炉缸炉底的工作条件尤其恶劣，侵蚀、破坏的速度十分迅速，且不能象高炉其他部位那样，在生产过程中修补，可以说炉龄长短主要 取决于炉缸、炉底耐材的侵蚀状况。而炉缸、炉底的破坏是化学、流体动力学及热变形共同作用的结 果[3]。 炉缸、炉底侵蚀破坏的机理和原因，冶金工作者们做了大量探讨和研究，但由于客观条件的限制，只能局限在停炉、拆炉后才能确定最终的侵蚀状态[4,5,6]。 近二、三十年中，高炉生产被迫停炉的主要原因已经不再是炉体问题，而是炉缸砖衬受到严重侵蚀，这种现象越来越突出[7,8]。因此，对炉缸炉底的监测仅停留在散点跟踪己不能满足需要，开展高炉 炉缸炉底侵蚀数学模型研制，并利用该模型监视炉缸、炉底等温线、热流强度变化具有重要的意义。 本文介绍了炉缸侵蚀数学模型的计算原理，以及运用该模型计算某厂高炉炉缸状况的结果，并进 行了分析。 2计算原理 针对某厂高炉的侵蚀情况，开发了一个计算炉缸侵蚀状况的数学模型，其中，将高炉炉缸、炉底 按传热的特点进行分区计算：采用将炉底中心、炉缸及炉底拐角部分别计算的方法，在传热情况相对 单一的炉底中心区和炉缸区采用一维稳态传热计算，计算中考虑耐火材料导热系数随温度的变化；在 传热情况复杂的炉底拐角区采用定节点、定形状、变步长且耐火材料导热系数随温度变化的稳态有限 差分的方法进行计算。
高炉高效、长寿综合技术发展
高炉高效、长寿综合技术发展 高炉长寿一直是高炉工作者不断追求的目标。长期致力于高炉长寿技术研究和应用，老一辈“钢设总院”炼铁专家为我国高炉长寿技术进步做出了不可磨灭的贡献。上世纪80年代开始，引进消化国外先进技术，开发高炉长寿系列技术，“九五”期间，参加国家“长寿高效高炉技术开发”项目并承担了包括“软水密闭循环的检漏及分区冷却技术”、“软水密闭循环的检漏技术及应用”、“按热负荷区域的分区冷却技术研究及应用”、“软水密闭循环冷却检漏技术在高炉软水密闭循环冷却系统的应用”、“长寿高效高炉设计规范的研究”、“长寿高效高炉设计”、“长寿高效高炉设计规范编制”在内的多个科技开发课题。该期间经过行业炼铁工作者的不断努力，国内高炉设计寿命从8年提高到了12年，达到了国际先进水平。进入21世纪以来，随着高炉冷却技术及优质耐火材料的发展，高炉寿命得到了很大提高。近年来，中冶京诚高炉长寿系列技术在新型炉体冷却结构、完全导热型炉底炉缸设计体系、软水密闭循环冷却等方面不断突破，获得了多项国家专利，得到了用户肯定，持续推动我国高炉长寿技术进步，实现了强化冶炼的效果，为众多企业赢得了良好的经济效益。 软水密闭循环冷却技术 上世纪80年代以前，我国高炉冷却系统以工业水作为介质。由于工业水中碳酸盐的沉积，在冷却设备的通道壁上容易结垢。水垢的形成是造成冷却设备过热直至烧毁的重要原因，在水硬度高的我国北方地区尤为严重。1984年4月，中冶京诚在国内率先提出“关于高炉采用软水密闭循环冷却系统的意见”。1985年，在消化吸收德国软水密闭循环冷却技术的基础上，中冶京诚对国内各大设计院炼铁专业的设计同行就高炉采用软水密闭循环冷却系统技术进行了培训，推动了软水密闭循环技术的推广应用。1986年，中冶京诚完成了太钢3号高炉局部采用软水密闭循环冷却系统的工业试验装置的设计工作，并于1987年7月在太钢3号高炉投入运行。配合氮化硅结合的碳化硅砖高炉内衬，明显地提高了高炉冷却效果，延长了高炉的寿命。高炉用水消耗大量降低，能耗减少，炉体工作稳定，水管不结垢，冷却设备寿命长，取得了良好的经济效益。1989年通过技术鉴定，并获得冶金部科技进步二等奖。该技术的成功，为我国高炉冷却技术填补了一项空白。 与此同时，中冶京诚又从西德GHH引进了软水密闭循环冷却及球墨铸铁冷却壁制造技术，实现了关键设备国内制造，完成了高炉本体及热风阀的软水密闭循环冷却系统的设计。投产运行结果表明，冷却可靠性好，水量消耗少，电力消耗低。 软水密闭循环冷却系统有效延长高炉寿命，从而显著减少了高炉大、中修费用和停产引起的经济损失。该技术使我国的高炉设计寿命提高至12年以上，达到国际先进水平，至今仍被广泛应用。 炉体冷却设备 高炉侵蚀是一种非常复杂的过程，存在各种侵蚀，同时，又同高炉的操作密切相关，但是，总体来讲，决定高炉寿命的关键在炉缸和炉腹、炉腰、炉身下部区域。解决炉缸寿命关键在于优质的耐材和适宜的冷却；炉腹、炉腰、炉身下部情况更为复杂，它与炉体冷却结构、冷却设备本身结构及材质、高炉操作制度等密切相关。从设计出发，解决炉腹、炉腰、炉身下部寿命关键是冷却结构，此部