高炉本体设计(冷却设备) SS

简单地说就是由炉壳——厚壁钢管—— 耐热混凝土构成的大型冷却模块组成。
唐钢炉身冷却模块结构示意图：
唐 钢 高 炉 冷 却 模 块 示 意 图
冷却模块将炉身部位的炉壳沿径向 分成数块 ，高度方向就一块。 2. 主要技术优点： ①炉身寿命可提高近１倍； ②明显降低投资，炉身大修费用降低41％ ； ③缩短大修时间；
②铜冷却壁前不必使用昂贵的或很厚 的耐火材料；
③使用铜冷却壁可将高炉寿命延长至 15～20年。
六. 炉身冷却模块技术 1. 结构：
炉身冷却模块是指将厚壁（14～16mm） 把手型无缝钢管作为冷却元件直接焊接在炉 壳上，在炉壳及钢管间浇注耐热混凝土，混 凝土层高出水管110～130ｍｍ，构成大型预 制冷却模块。
（2）应用部位：
炉缸和炉底部位冷却。
风口区冷却壁的块数为风口数目的 两倍；渣口周围上下段各两块，由四块冷 却壁组成。 （3）冷却壁尺寸：
光面冷却壁厚80～120mm，宽度为 700～1500mm，高度一般小于3000mm。
圆周冷却壁块数最好取偶数；
（4）安装： ①同段冷却壁间垂直缝为20mm；
②上下段间水平缝为30mm；
②冷却均匀，侵蚀后炉衬内壁光滑。
4. 缺点： 消费金属多、笨重、冷却壁损坏后
不能更换。
三. 冷却板（又称扁水箱）
冷却板厚度 70～110mm，内部铸有 φ44.5×6mm无缝钢管。 1. 冷却部位：
用在炉腰和炉身部位。
冷却水箱 1-支梁式；2-扁水箱（P107）
2. 安装：
①上下层间距500～900mm，同层间距 150～300mm，呈棋盘式布置，炉腰部 位比炉身部位要密集一些。 ②冷却板前端距炉衬设计工作表面一 砖距离230mm或345mm 。
高炉的破坏。
3. 水的硬度： 指每m3水中钙、镁离子的摩尔数。
根据硬度不同，水可分为三类： 软 水：硬度<3mol/m3 硬 水：硬度在3～9mol/m3 极硬水：硬度>9mol/m3
水的软化处理： 就是将Ca2+、Mg2+ 离子除去，通
常用Na+ 阳离子置换。
3.3.3 高炉冷却结构形式
两种： ★外部冷却：向炉壳外部喷水冷却。
⑤铜冷却板的铸造质量大大提高； ⑥能维护较厚的炉衬，便于更换，重 量轻、节省金属。
（3）缺点：
冷却不均匀，侵蚀后高炉内衬表 面凸凹不平。
四. 板壁结合冷却结构 为了缓解炉身下部耐火材料的损坏
和保护炉壳，采用冷却板和冷却壁交错
布置的结构形式 。
板壁交错布置结构
五. 新型冷却壁——铜冷却壁 1. 结构：
新日铁第三代和第四代冷却壁 a－第三代冷却壁；b－第四代冷却壁
新日铁的四代冷却壁（P106）
主要特点：
①设置边角冷却水管； ②采用双层冷却水管； ③加强凸台部位的冷却强度，采用双排 冷却水管冷却；
④第四代冷却壁的炉体砌砖与冷却壁一 体化。
3. 冷却壁的优点： ①冷却壁安装在炉壳内部，密封性好；
★内部冷却：将冷却介质通入冷却设 备内部进行冷却。包括冷却壁、冷 却板、板壁结合冷却结构、炉身冷 却模块及炉底冷却等。
一. 外部喷水冷却
适用于小型高炉，对于大型高炉， 在炉龄晚期冷却设备烧坏的情况下使用。
炉身和炉腹部位装设有环形冷却水 管，距炉壳约100mm，水管上朝炉壳的 斜上方钻有若干φ5～φ8mm小孔，小孔 间距100mm。
第三章高炉本体设计(冷却设备)3
3.3.1 冷却设备的作用
（l）保护炉壳。 （2）对耐火材料的冷却和支承。 （3）维持合理的操作炉型。 （4）促成炉衬内表面形成渣皮，代替炉 衬工作，延长炉衬寿命。
3.3.2 冷却介质
1. 冷却介质：
2.
水——水冷
空气——风冷
汽水混合物——汽化冷却
2. 对冷却介质的要求： （1）有较大的热容量及导热能力； 1. （2）来源广、容易获得、价格低廉； 2. （3）介质本身不会引起冷却设备及
二. 冷却壁
冷却壁设置于炉壳与炉衬之间， 有光面冷却壁和镶砖冷却壁两种 。
基本结构图:
冷却壁基本结构 a－渣铁口区光面冷却壁；b－镶砖冷却壁；c－上部带凸台镶砖冷却壁；d－中间带凸台镶砖冷却壁
1. 光面冷却壁 （1）结构:
在铸铁板内铸有无缝钢管。无缝钢 管为φ34×5mm或φ44.5×6mm，中心距 为100～200mm的蛇形管。
（1）冷却部位：
用于炉腹、炉腰和炉身下部冷却，炉 腹部位用不带凸台的镶砖冷却壁。
（2）安装：镶砖冷却壁紧靠炉衬。 （3）结构型式：
普通型、上部带凸台型和中间带 凸台型。
（4）凸台冷却壁的优点：
①凸台部分除起冷却作用外，还起到 支撑上部砌砖的作用 ；
②延长炉衬寿命。中间带凸台的冷却 壁更优越。
（5）新日铁第三代和第四代冷却壁： 结构见图
③上下两段竖直缝应相互错开；
④光面冷却壁与炉壳留20mm缝隙，用 稀泥浆灌满；
⑤与砖衬镶砖冷却壁 镶砖冷却壁就是在冷却壁的内表面
侧（高炉炉衬侧）铸入或砌入耐火材料， 耐火材料的材质一般为粘土质、高铝质、 碳质或碳化硅质砖。
镶砖冷却壁厚度为250～350mm。
铜冷却壁是在轧制好的壁体上加工 冷却水通道，并且在热面设置耐火砖。
铜冷却壁与铸铁冷却壁特性的比较 见表
2. 铜冷却壁的特点： （l）铜冷却壁具有导热率高，热损失 低的特点；
（2）利于渣皮的形成与重建；
（3）铜冷却壁的投资成本。
①单位重量的铜冷却壁冷却的炉墙面积 要比铸铁冷却壁大1倍；
铜冷却壁与铸铁冷却壁特性比较表
3. 六室双通道结构铜冷却板 ： （1）结构：
采用隔板将冷却板腔体分隔成六 个室，即把冷却板断面分成六个流体 区域，并采用两个进、出水通道进行 冷却。
示意图：
冷却板
（2）特点： ①适用于高炉高热负荷区的冷却，可以采 用密集式的布置形式。
②冷却板前端冷却强度大，不易产生局部 沸腾现象；
③当冷却板前端损坏后可继续维持生产； ④双通道的冷却水量可根据高炉生产状况 分别进行调整。
④炉衬厚度减小，扩大了炉容。
七. 水冷炉底
1. 结构：
水冷管中心线以下埋在耐火混凝 土基墩中，中心线以上为碳素捣固层， 水冷管为φ40×10mm，炉底中心部位 管间距200～300mm，边缘较疏为 350～500mm，水冷管两端伸出炉壳 外50～100mm。