关于高炉炉缸结构与长寿方面的探讨1
高炉长寿技术剖析
高炉长寿技术剖析（一）2015-12-04 15:20:001 概述高炉长寿技术要保证高炉一代寿命15-20年，炉容产铁13000-15000t/m3或（300-450）×103 t/m2炉缸面积；高炉长寿是一个系统工程，它涉及设计、选材、验材、安装筑炉、仪表监测、生产管理与操作等多个方面，哪一个方面不到位，都影响高炉寿命。
高炉至今仍然是个黑箱，虽然冶金过程热力学与动力学、传输原理、电子技术等先后应用到生产实践中已有相当长的时间，但是仍然有不少问题没有彻底搞清楚，例如高炉内反应、传热、流体运动、破损等机理。
相关人员根据自己的实践和研究，对高炉内的现象做出不同的解析，形成不同的观点、流派。
不同流派的观点，在一定程度上提高了高炉寿命，但也存在完全相反的现象。
2 高炉长寿2.1 防止铁水流对炉缸侧壁砖衬侵蚀技术现在对炉缸侵蚀甚至烧穿的共识机理是：出铁过程中，铁水环流对侧壁砖衬的机械冲刷和不完全饱和碳的铁水对炭砖的熔蚀。
防止这种侵蚀发生的最根本措施是隔离铁水与炭砖的接触，在隔离技术上出现两种完全不同的技术观点：①通过冷却将铁水与炭砖接触表面温度降到1150℃以下，使铁水在炭砖表面形成薄铁皮层来隔离铁水与炭砖的接触，这样不仅可形成铁皮层，还可以形成渣层来保护。
这种观点采用全炭微孔，甚至超微孔炭砖，而且努力提高其导热系数，以使表面温度降到1150℃以下。
②利用陶瓷质砖衬来隔离铁水与炭砖的接触，由于炭砖难于实现抗铁水熔蚀，只有人为地在炭砖表面砌一层陶瓷砖，这就是陶瓷杯壁，只要炭砖的抗铁水熔蚀性能达到陶瓷质耐材时，陶瓷杯是有用的。
这两种技术观点支撑的炉缸炉底结构都有长寿的记录，但是采用任何一种技术措施实现长寿都是有条件的，不是在任何条件下都能达到长寿，有的高炉不仅不长寿，反而短期内出现渗铁、漏铁甚至烧穿。
下面就支撑这两种技术措施的观点谈谈看法：（1）高炉炉缸侧壁上无凝固保护层生产中的高炉侧壁炭砖上是没有凝固保护层的，尤其是铁口周边地区，但是存在着粘滞层。
对于延长高炉炉缸使用寿命的方法综合研究
对于延长高炉炉缸使用寿命的方法综合研究摘要：近年来，社会进步迅速，伴随着生产力的高速发展，新能源与新型技术的开发与产品市场的扩充，现代化工业逐渐由传统的集成发展转变为柔性生产的模式，不论是冶金行业还是其他产品领域，每个领域都有其核心设备，如车辆中的发电机、发动器或是冶金行业的高炉等等，其运行状态对于此行业的发展至关重要，一旦设备运行出现问题，将会造成经济损害，甚至危害人们的人身安全，其后果对人们的生活将会造成巨大影响。
关键词：延长；高炉炉缸；使用寿命；方法综合研究引言高炉的使用寿命是钢铁制造业产业化的重要基础，为实现钢铁生产优质、低耗的目标，从经济与安全的角度出发，尽可能延长高炉炉缸的使用寿命。
在高炉的运行过程中，其炉缸为影响其使用寿命的关键部位，高炉炉缸异常状态达到一定程度时，高炉的健康状态也岌岌可危，在这种情况下是无法生产出高质量的钢铁的，还会影响产量与工作人员的人身安全。
如何在复杂的工业过程中，对高炉炉缸进行健康管理与实时监测，以及应用历史运行数据对其进行评估，成为当前工业健康维修管理中的重要问题。
因此，本次研究在当前炼铁高炉安全运行评估技术的基础上，提出一种新型炼铁高炉炉缸安全运行评估技术，希望通过此技术对高炉的运行状态进行准确评估，以此提升高炉的维修与管理效果。
1影响炉缸活性因素1.1高炉下部调剂高炉下部调剂参数主要为风量、风温、风压、风口面积及风口深度长度，下部调剂主要指控制高炉炉温及送风的控制技术。
死料柱大小与鼓风强度有很大关系，鼓风强度越大，死料柱越小，炉缸工作状况良好的表现在于渣铁温度高、流动性好，而控制较高的风口燃烧温度有利于更好的加热炉缸，提高炉缸煤气与渣铁之间的交换热量。
根据上述研究，可以通过缩小风口面积、保持合适的风速、增大鼓风动能、延长回旋区深度、提高风温、适当降低风压等手段，改善气流分布，使热煤气更好地穿过风口前死料柱，更好的穿透高炉中心，提升炉缸中心温度，活跃炉缸中心。
延长高炉炉缸炉底寿命的探讨
国内很多高炉将炉底水冷管设置在封板下部，其原因是耽心水管漏水。其实这种耽心是多余的，武钢从 １９７０年４号高炉开始炉底采用水冷却，水管设置的位置都是密封板上面，埋在炭素捣料中，从未出现过问 题，大修拆炉时水管仍完好无损。这样设计对强化炉底炭砖的冷却有利。
１．７提高炉缸炉底冷却强度
２００１年武钢ｌ ８高炉炉容２２００ｍ３首次采用进口超微孑Ｌ炭砖，２００４年武钢７号高炉首次采用国产超微孔炭
砖，以后国内很多高炉相继采用。到目前为止使用最长的武钢１ ４高炉已达９年，目前高炉状况良好。国内 还没有使用到一代高炉例子。超微孔炭砖是在微孔炭砖的基础上，性能指标有明显提高的新一代产品，主要 是导热系数和微孔指标改善，使用效果应当优于微孔炭砖。 ４）石墨炭砖是近年在炉底最下层平铺一层石墨砖，以提高炉底的冷却强度。一般都不会与铁水接触，炉 底的侵蚀深度不会达到石墨砖的部位。 但近几年国内有很多座高炉将美国ＮＭＤ炭砖用于炉缸。该砖是全部以电极石墨为原料生产的热模压 小炭砖，室温导热系数达到４０一６５ｗ／ｍｋ。这样使用石墨砖违背了石墨炭砖不能用于直接与铁水接触的部 位。有几座高炉已出现炉缸严重侵蚀状况，甚至出现炉缸烧穿事故。有的高炉在炉缸使用石墨砖的情况下 设计的冷却水量偏小，冷却强度偏低，水温、热负荷检测不全，更容易出现炉缸侵蚀严重的情况。高炉生产实 践证明石墨砖不能用于炉缸、炉底与铁水接触的部位。也说明以电极石墨为原料替代电煅无烟煤生产炭砖， 将降低炭砖的使用效果，影响高炉炉缸寿命的延长。
视，几种陶瓷杯砖的性能对比见表１。
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表１几种陶瓷杯砖的性能对比
从表１可知，复合棕刚玉砖和刚玉莫来石砖性能最差，不适合高炉使用，浇注大块仅抗碱性好，其他性能 都很差，塑性相结合刚玉砖抗碱性和抗炉渣侵蚀性较好，但不是微气孑Ｌ砖是其缺点，微孔刚玉砖是这几项性 能都很好的一种新型产品。武钢新建和大修高炉陶瓷杯都采用了微孔刚玉砖，风口组合砖也有两座高炉开 始采用，目前高炉使用情况良好，没有发生风口上翘事故。 陶瓷杯导热系数很小（２—４ｗ／ｍｋ）内表面很难凝结渣壁，因此炭砖内砌筑的陶瓷杯迟早都会被渣铁侵 蚀掉。当陶瓷杯脱落时，铁水在短时间直接与炭砖接触，将引起炉缸炭砖温度波动，温度突然升高很多，形成 严重侵蚀的假象，对稳定高炉操作有不利影响。根据武钢４ ８高炉炉缸、炉底炭砖内表生成渣壁保护层的实 践。不砌陶瓷杯砖炭砖内表会更早形成稳定的渣壁保护层，更有利于炉型稳定和延长炉缸寿命。
影响高炉寿命因素的探讨
影响高炉寿命因素的探讨高炉是冶金工业中最重要的设备之一，它的寿命直接关系到冶金行业的发展和生产效益。
影响高炉寿命的因素有很多，下面将对其中几个重要的因素进行探讨。
首先，高炉的运行温度是影响其寿命的重要因素之一、高炉的工作温度一般较高，超过1000摄氏度。
高温下，炉内矿石和熔化的金属会对炉壁产生腐蚀和侵蚀作用，会加快炉壁的磨损和腐蚀速度，从而缩短高炉的寿命。
因此，控制高炉的工作温度，减少炉内的腐蚀和侵蚀作用，是延长高炉寿命的重要手段之一其次，高炉内的冶炼物料对高炉寿命也有重要影响。
高炉内主要的冶炼物料是铁矿石，不同种类的铁矿石对高炉的寿命有不同的影响。
含有硅、铝等渣质较高的铁矿石会增加高炉炉内渣液的黏度，容易造成堵塞和结壳，增加炉内的操作难度，从而加快炉壁的磨损和腐蚀，缩短高炉的寿命。
此外，高炉内还会产生大量的煤气和灰渣，煤气中含有一定的硫和氯元素，当这些元素和炉壁中的金属发生反应时，会引起金属的腐蚀和侵蚀。
因此，选择合适的铁矿石和合理处理冶炼物料中的其他杂质，是影响高炉寿命的关键。
此外，高炉操作的稳定性和高炉维护的质量也会直接影响高炉的寿命。
高炉操作的稳定性包括供料、风口、富氧剂和其他操作参数的控制，稳定的操作可以减少高炉内的冷热变化，降低炉内的渣液运动对炉壁的冲击，减慢炉壁的磨损速度。
高炉维护的质量包括炉衬修复、铜套更换和其他维修工作的质量控制，良好的维护可以及时修复炉壁上的破损和缺陷，减轻炉壁的负荷，延长高炉的使用寿命。
此外，环保要求的提高也对高炉的寿命产生了影响。
为了减少高炉运行过程中产生的废气和废渣，减少对环境的污染，需要对高炉进行技术改造和升级，例如采用先进的炉衬材料，提高高炉的热效率，降低燃料消耗和废气排放。
这些改造和升级措施都需要投入大量的资金和技术，但可以显著延长高炉的使用寿命，并减少对环境的影响。
总之，高炉寿命受到多种因素的影响，包括高炉运行温度、冶炼物料的性质、高炉操作的稳定性和高炉维护的质量等。
【技术文摘】高炉炉缸结构上一些问题的讨论
【技术文摘】高炉炉缸结构上一些问题的讨论汤清华（鞍钢股份公司）1 前言高炉炉缸寿命的长短决定了高炉一代炉役的周期。
高炉生产中只要炉缸不出现险情就可继续生产，炉缸以上干区无论出现冷却壁烧坏或炉皮开裂等毛病都可以通过短期的抢修来继续生产，有的还可修旧如新。
而炉缸出问题则不行，一旦温度超限，采取措施不见效果，就必须停炉大修。
因此，高炉大修周期由炉缸寿命来决定。
近年来我国高炉炉缸寿命得到大幅度地提高,出现一批10-19年的长寿高炉,也是以炉缸寿为评价的。
长寿命为国民经济建设和节能减排做出了巨大的贡献。
但发展不平衡,还有很多高炉达不到设计寿命,甚至不断发生炉缸烧穿事故，给企业安全、生产经营带来严重的损失。
结合鞍钢新3高炉和国内外一些高炉炉缸烧穿的实际，提出延长高炉炉缸寿命结构上的一些的问题，与同仁共同讨论。
2 炉缸炉壳结构2.1 一批1080m3高炉,开炉不久环炭温度急速升高,两年内多座高炉炉缸烧穿,数座被迫2年多一点就大修炉缸。
图1是这批高炉的炉缸结构图，由图看出，这种炉缸是在早年低冶强低寿命的750高炉结构上，减薄炉衬演变而成的，炉缸炉壳是直圆柱筒，到风口上扩径成炉腹，这种结构极易造成炭砖上浮和砖缝变大，一旦占入铁水和Zn蒸气,进而环炭温度开炉不久就升高。
究其原因，是个常识问题，炭砖的比重为1.55t/m3,而铁水比重是7.6t/m3,相差近5倍,这样铁水对炭砖起到向上浮动的推力作用, 炭砖不往上浮就得靠砖与冷却壁之间的磨擦力,这种磨擦力与铁水浮力方向相反,且那种力较大是显然可见的，好象一块轻质木头漂在水上一样。
上世纪八、九十年代曾数次遇到高炉炉底炭砖整体漂浮而炉底烧穿的事故。
正确的结构应从炉底板开始炉缸炉壳是个圆锥型,向上缩小,炉壳给炭砖一斜面的约束力，来限制炭砖上浮。
大型高炉炉缸壳体基本上是圆锥型,中小高炉勿视了这个问题。
2.2 另一个问题是炉缸炉壳有一个内缩捌点来收缩,但收缩位置在风口段下方，太高，起不到作用,曾有数座1780m3高炉,开炉2.5年后温度急烈攀升近900℃或者烧穿，此结构如图2。
高炉炼铁长寿问题探讨
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 ，工业 发达 的国 家的高炉寿命普遍能达 到 ｌ Ｏ 一 １ ５年 ，有的甚 至可 以达到 ２ Ｏ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， 白建设大 高炉 以来 ，没 有 一座高炉的寿命超过 ｌ ０ 年 从降低生产成
布置 ２ ～３ 个出铁 口。这类布置，虽然 可以节 约 开支。但是对高炉冶炼及 寿命均有不利影
响 。 高炉 不 能 完 全 出净 渣 铁 ， 留 在 炉 内的 炉 渣 ，靠近铁 口的一侧 ，渣面接近 铁 口水平 。 而 远 离铁 口的 一 侧渣 面 较 高 。 如 果 铁 口布 置 在 同一侧 ，炉 内的炉渣分布必 然不均匀 。当 炉 况不太正常 ，特别是 炉温低时， 由于炉渣 粘稠 ，从滴落带下 降的铁 滴，穿过渣层 的速 度 不同必然影响到炉料均 匀下降及煤气流均 匀 分布， 由此导致局部 方向煤气流发展 。过 分发展的煤气流形成高炉 “ 管道行程 ” ，从而 破坏炉衬 的完整性，影响高炉寿命 。
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 国炼铁工作者不断去探 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 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 以下因素的综讨
一种安全长寿高炉炉底炉缸结构技术
一种安全长寿高炉炉底炉缸结构技术炉底炉缸是高炉的重要组成部分，承担了炉渣和铁液的收集和排放功能。
因此，炉底炉缸的结构对高炉的运行效率和安全性具有重要影响。
为了确保高炉的安全运行和提高高炉的使用寿命，炉底炉缸结构技术需要不断改进和创新。
首先，炉底炉缸的材料选用至关重要。
传统的炉底炉缸材料通常选用耐火材料，如刚玉砖、镁碳砖等，但由于高炉操作工况的复杂性，这些材料容易受到高温、高压和腐蚀的影响，导致炉底炉缸损坏和寿命减少。
因此，可以考虑采用新型材料，如耐火浇注料、复合材料等，以提高炉底炉缸的耐热、耐压和耐蚀性能，延长炉底炉缸的使用寿命。
其次，对炉底炉缸的结构进行优化。
传统的炉底炉缸结构设计较为简单，容易出现堵塞和堵铁等问题。
而通过结构优化，如增加清渣口和铁口的数量、合理设置炉缸的倾角和尺寸、采用特殊形状的炉缸结构等，可以提高炉底炉缸的通风和流动性能，减少渣铁堵塞的风险，增加高炉的连续运行时间，提高高炉的产能和稳定性。
第三，炉底炉缸的热工设计也是关键。
炉底炉缸的热工环境非常恶劣，需要承受高温和冷却剂的冲击，容易发生渣结和爆裂等问题。
因此，在炉底炉缸的热工设计中，要考虑热应力和热膨胀的影响，合理选择材料和厚度，进行热工计算和模拟，以保证炉底炉缸的稳定性和安全性。
最后，对炉底炉缸进行定期的维护和管理也至关重要。
炉底炉缸是高炉的易损部件，需要定期检查和维护，及时修补或更换受损的部分，以延长炉底炉缸的使用寿命，并保证高炉的正常运行。
综上所述，安全长寿高炉炉底炉缸结构技术需要从材料选用、结构优化、热工设计和维护管理等方面进行改进和创新。
通过采用耐火浇注料、复合材料等新型材料、优化结构设计、考虑热应力和热膨胀等因素、进行定期维护和管理，可以提高炉底炉缸的耐热、耐压和耐蚀性能，延长使用寿命，确保高炉的安全运行和提高使用寿命。
高炉炉缸结构上一些问题的讨论
某1250炉子死铁层2.0m(23%),开炉三年炉底板上翘180mm 左右,冒煤气严重
结语 1 笔者应中小高炉年会的要求,为实现高炉炉 缸高寿命,仅在炉缸结构上就近年生产中遇 到的一些问题,与同仁们进行探讨,提供给决 策和设计者作参考,个人认识不一定正确且 分析较肤浅,目的是想引起争议和起到引玉 的作用。 2 呼吁行业组织起来设计和建设出象前苏联 及我国上世纪五、六十年代那样，形成我 国不同炉容的标准炉体结构,或曰：”标准 炉型”，进而与迈向钢铁强国相适应。
大小炭砖复合砌筑的鞍钢10高炉,生产14年,单位炉容产铁 10117t,2008.11.金触危机停下来,实际还可生产几年
2002年投产的450小高炉缸结构,己生产了13年,单位炉容产铁13679t,现 仍在生产
一座从炉底板开始炉壳收缩和大小炭块复合砌筑的高炉
4.冷却水与冷却器结构
1. 冷却水质：水是最好耐火材料，这话不错，但应用得好应变成软水或除
表3
卧式冷却壁与立式冷却壁的比较
立式冷却壁 立式冷却壁
卧式冷却壁 炉缸水量 (t/h) 水管流速 (m/s) 水流密度(t/m.h)
1380 2.72 119 1.19
4250 2.72 81 0.75
6250 4.0 119 0.75
比表面积
冷却水与冷却器结构
• • • • • •
4 热流强度: 武钢生产中规定他们的热强度如下 炉缸热流强度报警值≤29.3MJ/m2.h（7000 kcal/m2.h）； 炉缸热流强度警戒值≤37.67MJ/m2.h（9000 kcal/m2.h）； 炉缸热流强度事故状态≤50.23MJ/m2.h（12000 kcal/m2.h）； 热流强度超过报警值后必须采取措施把热流强度降低到安全范 围以内。 • 美国Cary厂14号高炉炉缸烧穿时捡测到的热流强度约 12880w/m2 .h
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关于高炉炉缸结构与长寿方面的探讨1关于高炉炉缸结构与长寿方面的探讨1
高炉是冶金工业中常见的设备之一，用于将铁矿石还原成铁。
高炉由
多个部分组成，其中炉缸是高炉的核心部分之一、炉缸的结构和设计对高
炉的性能和寿命有重要影响。
炉缸是高炉内部的一个圆柱形区域，是铁矿石还原和熔化的主要区域。
在高温和高压的环境下，炉缸承受着巨大的机械应力和化学侵蚀。
因此，
炉缸的结构和材料选择对高炉的长寿命至关重要。
首先，炉缸的结构应该设计合理，以承受高温和高压环境的力学应力。
一种常见的炉缸结构是带有锥形底部的圆柱形，这种结构使得炉缸能够承
受高温下的溶解反应和气体压力，同时有利于收集和排出产生的铁和矿渣。
其次，炉缸的材料选择也是至关重要的。
由于高炉内部的极端环境，
炉缸的材料需要具备高温耐受性和抗化学侵蚀的能力。
常见的炉缸材料包
括耐火砖和耐火浇注料。
耐火砖由于其良好的抗高温和抗侵蚀性能而被广
泛使用，但由于高炉运行周期长，锏补砖的频率高，对炉缸使用寿命造成
了一定程度的影响。
因此，一些新型耐火材料如碳化硅和氧化铝陶瓷等被
引入到高炉中，以提高炉缸的寿命。
此外，炉缸的冷却系统也是炉缸结构与寿命的重要组成部分。
高炉内
部的温度可以超过1500摄氏度，因此需要通过冷却系统使炉缸保持在可
控的温度范围内。
常见的炉缸冷却系统包括水冷壁、气体冷却和铜套冷却等。
这些冷却系统可以有效地减少炉缸的热应力和材料的烧蚀，延长炉缸
的寿命。
在设计高炉炉缸结构时，还需要考虑高炉炉缸与其他部件的配合和相互作用。
例如，高炉炉缸与炉身和炉底的连接需要具备良好的密封性和强度，以避免铁水和矿渣的泄漏和损耗。
炉缸的内壁还需要设计成滑动保护层，以减少铁液和矿渣对炉缸内壁的摩擦和损伤。
总之，高炉炉缸的结构和材料选择对高炉的性能和寿命有重要影响。
合理的炉缸结构设计和材料选用可以提高高炉的运行效率和延长炉缸的使用寿命。
同时，炉缸冷却系统的选择和设计也是确保炉缸长寿命的关键因素之一。