高炉长寿技术的应用与研究

高炉长寿技术的应用与研究

黄伟航邓志成黄树生

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79o11'32"，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。

2.炉腰及炉身内衬结构和材质

传统的高炉运行中，我们都是凭借其炉壁渣皮来维持其正常运行的。其炉衬厚度其实是对高炉寿命影响很小的一个因素，我们只要使高炉的渣皮层能够处于不断再生的动态平衡中。那么我们就可以用薄炉衬设计了。同时我们在设计时炉腰及炉身内衬结构和材质都是要认真对待的。

本文所研究的高炉在其投产后，其使用效果还是较好的，因为其设计技术合理，增寿技术较完善，所以其在实际的生产中的效果还是让人比较满意的，基本上是达到了高炉的历史较高生产水平。

总结

高炉长寿技术的应用其实是一项系统性的研究，虽然其影响因素很多，像其设计、建材、冷却系统、维护、管理等因素都是需要我们完善的，只有完善了这些我们才能达到高炉增寿的目的。所以，我们想要实现高炉长寿，我们就首先要设计好，做好其高炉的防侵蚀工程，降低其炉内煤气流的冲击，同时还要设计好高炉的冷却系统，在这之后我们只要做好高炉的维护和管理即可。这样我们就可以从多方面入手来延长高炉的使用寿命了。

参考文献：

[1]张洪海.宣钢4#高炉长寿技术应用实践[J].河北冶金,2016(10):48-50.

[2]张卫东,任立军,沈海波,郭之明.首钢京唐5500m~3高炉长寿技术的应用[J].炼铁,2010(05):11-13.

[3]张卫东.首钢京唐5500m~3高炉长寿技术应用[A].中国金属学会、中国金属学会炼铁分会.2010年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集（下）[C].中国金属学会、中国金属学会炼铁分会:中国金属学会,2019:4.

[4]张福明.我国大型高炉长寿技术发展现状[A].中国金属学会.2004年全国炼铁生产技术暨炼铁年会文集[C].中国金属学会:中国金属学会,2014:5.