高炉冷却设备和冷却方式

三高炉II系设备工艺一、概述高炉是一个庞大的高温反应容器，它传给炉体的热量将全部由二系作业区负责的冷却系统带走。

冷却系统的好坏直接影响着高炉的正常生产，影响着高炉的长寿，因此，二系作业区在高炉生产过程中起着非常重要的作用。

二系作业区管理着三座高炉的冷却系统，但3BF与1BF、2BF的冷却方式是有所不同的。

1BF、2BF的冷却方式为冷却板（共2384块，铁口12块、风口72块、炉身46段×50块）加冷却壁（150块，在R段），而三高炉是冷却壁（共790块）加微冷管（共809根，开炉后加的）；炉底埋设管：1BF、2BF有26对，3BF有28对；十字测温：1BF、2BF有3根，3BF有4根；炉顶洒水枪：有12根，3BF有11根；炉缸冷却：1BF、2BF用洒水枪冷却，3BF 用冷却壁冷却。

二、冷却系统的主要设备及其性能特点3BF炉体使用纯水进行冷却，在6层平台上布置了5个头部罐（本体系4个、强化系1个）用以清除水中的气体和控制水位；1BF、2BF炉体是用清循环水进行冷却的，它没有设置头部罐。

此外，冷却系统的主要设备还有炉身探测器、流量计室、集尘风机、局部风机、十字测温、炉顶洒水枪等。

1、头部罐主要技术参数如下：①罐内介质：纯水＋N2；②使用压力：0.03MPa；③设计压力：0.2MPa；④使用温度50～100℃；⑤设计温度100℃；⑥水压试验0.25MPa；⑦容积14M3；⑧贮水量：10ｍ3；⑨净重：3.7ｔ；⑩满水重：17ｔ。

冷却系统补水标准：当头部罐水位低于-300ｍｍ时开始补水，当头部罐水位高于300ｍｍ时停止补水。

强化系一天补水3～4次，每隔7、8个小时补一次水。

2、炉身探测器①工艺技术条件②主要技术规格3、流量计室每个高炉各有4个流量计室，分别位于4根柱子旁。

3BF各流量计室内控制的风口为：1＃流量计室：35＃～38＃，1＃～6＃；2＃流量计室：7＃～15＃；3＃流量计室：16＃～25＃；4＃流量计室：26＃～34＃。

软水密闭循环冷却系统在高炉中的应用韩立军（本钢板材股份炼铁厂）摘要目前随着技术的进步和高炉长寿的要求，国内外高炉都采纳软水密闭循环系统对高炉炉体和一些阀体进行冷却，通过采纳相应的工艺和设备使软化水水质、供回水温度以及水中溶解气体量得到操纵，同时采取了专门多安全供水措施，保证了高炉冷却器的使用寿命，从而使高炉的一代炉龄得到了进一步的提高。

关键字软水密闭循环高炉长寿冷却壁脱气现代化大型高炉日产铁水达到6000ｔ以上，一旦高炉停炉大修，不仅要花费庞大的大修费用，而且大修的时刻也专门长，同时也限制了钢厂的产量．因而高炉的顺产和长寿对企业的正常生产秩序和经营效益阻碍庞大．高炉生产的目标是优质、高产、低耗、长寿，而长寿是高产、低耗的必要要求。

实践说明要提高高炉一代炉龄，必须提高炉缸、炉底和炉身下部炉腹、炉腰的寿命。

而要提高炉体的寿命，要紧在于采纳高效、长寿的冷却装置，对高炉炉体进行冷却。

高炉冷却系统可分为：工业水冷却、软水密闭冷却循环、汽化冷却。

目前，国内外有相当数量的高炉仍采纳工业水冷却。

但工业水中的硬度、悬浮物和一些杂物极易在冷却器的冷却通道内结垢和堵塞水管，直截了当阻碍高炉冷却成效，是造成冷却器过热烧损的重要缘故。

因此，随着技术的进步和高炉长寿的要求，高炉炉体冷却必须采纳软水密闭循环冷却系统。

本钢的新三号和新四号高炉即采纳这种软水密闭循环冷却系统。

1 软水密闭循环系统冷却系统的优点：软化水是指将水中硬度（要紧指Ca2+、Mg2+离子）去除或降低一定程度的水，水在软化过程中，仅硬度降低而总盐量不变。

在高炉中采纳软水密闭循环系统，比其他冷却方式具有如下优点：1）软水冷却，改善了水质，幸免在冷却元件内因结垢而阻碍传热，改善了冷却成效。

2）软水密闭循环系统是一个与大气隔离的密闭系统，不产生水的蒸发缺失，且在循环中不受污染，损耗降低，对管道的腐蚀也减小。

软水漏损专门小，一样为0.05%～0.1%。

3）能充分利用静压头，幸免了开路循环系统静压头的缺失，还能调剂操纵系统的工作压力，使系统运行更加可靠。

【 文献标识码 】Ｂ
【 文章编号 ］０６６６ （０８０－０４０ １０— ７４２０ ）５０４—４
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｏｉ ｇ Ｓ ｓｅ ｆ Ｂｌ ｓ ｕ ｎ ｃ ｄ ｓ ｕ ｓｏ ｎ Ｃｏ ｌ ｙ ｔｍ ｏ ａ ｔ Ｆ ｒ ａ ｅ Ｂｏ ｙ ｎ
ＷＡ ｉｎｎ， ＬＵ Ｑｎ ＮＧ Ｙ—ｏｇ Ｉ ｉｇ
高效、 稳定的高炉冷却系统将是保证高炉高产、 长寿 的关键 。
炉身下部 炉身 中部
炉身上部
２ 高炉炉体 热负荷分布
根据高炉不同部位所承受的热负荷不 体热负荷中， 炉腹和 炉身上部所 占比例最大 ，其总和达到 ４％左右 ， ５ 炉 底和炉缸侧壁所 占总体热负荷最小 ， ８ 在 ％左右 ， 但
高炉 区域
炉底 炉缸侧壁 炉腹
炉腰
Ｈ 仃
比例， ％
缸烧穿 。 炉身下部 、 炉腰等部位 的冷却壁过早大量损 坏， 失去砖衬 ， 造成炉壳开裂 ， 影响高炉寿命 ， 因此 ， 为了达到较高的高炉寿命 ．除了需要合理的高炉炉 型。 优质的高炉耐火材料 ， 正常的高炉操作制度外 ，
ｆ ｒ ａ ｅ ｎ ｎ ｔ ｅ ａ ｉ ｏ ｃ ａ ｉｍ ｏ ｈ ｒ ｌ ｌ ａ ｉ ｒｂ ｔ ｎ ｚ ｎ ｎ ｉ ｅ ｆ ｔ ｅ ｆ — ｕ ｎ ｃ ａ ｄ ｏ ｈ ｂ ｓｓ ｆ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｆ ｔ ｅ ｍａ ｏ ｄ ｄ ｓｉ ｕ ｉ ｏ ｅ ｉ ｓ ｏ ｈ ｔ ｏ ｄ ｎ ｃ ，ｔ ｅ ｄ ｓ ｉ ｕ ｉｎ ｆ ｒ ，ｓｒ ｃｕ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓ ａ ｅ ｈ ｉｔ ｂ ｔ ｏ ｒ ｏ ｍ ｔｕ ｔ ｒ ｈ ｃ ｅ ｉ ｉ ，ｍａｅ ｉｌ ｒ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ａ ｄ ｃ ｏｉ ｇ ｍｅ ｈ － ｒ ｓｃ ｔ ｒａ ｅ ｕ ｒ ｅ ｎｓ ｎ ｏｌ ｃ ａ ｎ

4 炉缸 影响因素：铁液之流出、炉内渣铁液面升降，大
喷的煤气流等高温流体对炉衬的冲刷是主要的破坏 因素，特别是渣口、铁口附近的炉衬更是冲刷厉害 的关键部位；高炉炉渣偏于碱性而常用的硅酸铝质 耐火砖则偏于酸性，故在高温下化学性渣化，对炉 缸砖衬也是一个重要的破坏因素；炉缸的风口带炉 衬内受到表面温度常达1300-1900℃，影响砖衬的耐 高温性能
我国粘土砖的Al2O3含量较高，质量好，基本上能满足高 炉炉衬的要求。
2 高铝砖 高铝砖是含氧化铝48%以上的耐火制品。 优缺点：它的耐火度及荷重软化温度比粘土砖
高，抗渣性能也较好，随着Al2O3含量的增加，这 些性质也随着提高。不足之处是高铝砖的热稳定 性较差，成本较高，又因为耐磨性好加工困难， 所以加工费用高。
第六章 高炉及附属设备
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§6.1
一、高炉炉型（高炉内型） 高炉内部工作空间的形状为高炉炉型，近代高炉
炉型由炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五部分组成。 （王平. 炼铁设备.北京： 冶金工业出版社. 2006：10）
矿槽 料车
煤气除尘设备
装料 设备
净 煤
气
中速磨
7 炉喉
影响因素：它受到炉料从大钟上落下时的打击作用 （故都用金属板加以保护），温度分布不均匀产生的 热变形作用；炉内煤气流夹带的粉尘逸出时的磨损作 用。 对于大中型高炉来说，炉身部分是整个高炉的薄弱 环节，这里的工作条件虽然比下部好，但由于没有渣 皮的保护作用，寿命反而较短，往往在两次大修之间 还需要一次小修，以修补炉衬。对于小型高炉来说， 炉缸是薄弱环书，常因炉缸冷却不良、堵门泥炮能力 小而发生烧穿事故。
高炉有效高度设计考虑因素： 1）对煤气热能和化学能的利用。增加高度能延长煤气和炉

五段式高炉内型是经过长期生产实践 总结出来的，完全适应冶炼工艺的要求。 它与炉料相煤气两大流体在炉内运动规律 相适应，竖立的炉体使炉料可借重力而自 动下降，在与上升的煤气流接触中进行热 交换和一系列的物理化学反应，既利于煤 气的能量利用又利于渣铁液的形成。
两头小，中间粗略带锥度的圆柱形空 间，既保证了炉料下降过程受热膨胀、松 动软溶和最后形成液态而体积收缩的需要， 又符合煤气上升过程中冷却收缩和高温煤 气上升不至烧坏炉腹砖衬的特点。
高炉本体和附属设备 介绍
学习目的：
高炉结构
高炉附属设备
高炉 本体结构
1、高炉本体介绍
✓高炉炉型 ✓冷却设施 ✓风口装置 ✓铁口装置 ✓炉顶砖砌 成的，这个空间的几何形状就是炉型或内 型。 1) 设计炉型：设计时通过高炉中心线绘
在图纸上的炉型；
2) 操作炉型：投产后，炉墙内表面受损 所形成的炉型；
D——炉腰直径；
d1——炉喉直径； α——炉腹角；
β——炉身角；
高炉大小用“有效容积”表示，在我国有 1000m3以中小型高炉，也有2000m3以上大 型高炉。目前我同最大的高炉是上海宝山 钢铁总厂的4号高炉，容积为4063m3。在国 外已有5000m3以上的巨型高炉。
为提高生铁产量和降低生产每吨生铁的建 设费和能耗，高炉容积向着大型化发展。
4)有些冷却设备还可以起到支撑部分砖衬的作用。
冷却方式和介质
目前，高炉冷却介质常用水、空气、气水混合物。即 水冷、风冷和气化冷却三种。
1) 水冷：水的热容量大，导热能力好，且价廉，易得。 故首先被广泛用于高炉冷却，尤其工业水冷却。但 工业水容易结垢，降低冷却强度，导致冷却设备烧 坏；同时水量和能耗均大；
3) 合理炉型：促进改善高炉冶炼指标， 并利于长寿的炉型。

高炉冷却的基础知识高炉冷却的基础知识第一节高炉冷却理论常识一. 高炉冷却的目的高炉冷却的目的在于增大炉衬内的温度梯度，致使1150℃等温面远离高炉炉壳，从而保护某些金属结构和混凝土构件，使之不失去强度。

使炉衬凝成渣皮，保护甚至代替炉衬工作，从而获得合理炉型，延长炉衬工作能力和高炉使用寿命。

高炉冷却是形成保护性渣皮、铁壳、石墨层的重要条件。

高炉常用的冷却介质有:水、风、汽水混合物。

根据高炉各部位工作条件，炉缸、炉底的冷却目的主要是使铁水凝固的1150℃等温面远离高炉壳，防止炉底、炉缸被渣铁水烧漏。

而炉身冷却的目的是为了保持合理的操作炉型和保护炉壳。

二. 高炉冷却的方式目前国内高炉采用的冷却方式有三种：1. 工业水开路循环冷却系统2. 汽化冷却系统3. 软水密闭循环冷却系统三.冷却原理冷却水通过被冷却的部件空腔，并从其表面将热量带走，从而使冷却水的自身温度提高。

t1 ┏━━━┓ t2水——→┃冷却件┃——→水┗━━━┛1.自然循环汽化冷却工作原理：利用下降管中的水和上升管中的汽水混合物的比重不同所形成的压头，克服整个循环过程中的阻力，从而产生连续循环，汽化吸热而达到冷却目的。

2.软水密闭循环冷却工作原理：它是一个完全封闭的系统，用软水（采用低压锅炉软水即可）作为冷却介质，其工作温度50～60℃（实践经验40～45℃）由循环泵带动循环，以冷却设备中带出来的热量经过热交换器散发于大气。

系统中设有膨胀罐，目的在于吸收水在密闭系统中由于温度升高而引起的膨胀。

系统工作压力由膨胀罐内的N2压力控制，使得冷却介质具有较大的热度而控制水在冷却设备中的汽化。

3.工业水开路循环冷却工作原理：由动力泵站将凉水池中的水输送到冷却设备后，自然流回凉水池或冷却塔，把从冷却设备中带出的热量散发于大气。

系统压力由水泵供水能力大小控制。

四.冷却方式的优缺点高炉技术进步的特点，表现为高炉炼铁已发展成为较成熟的技术。

从近几年高炉技术进步的发展方向看，突出的特点是大型化、高效化和自动化。

高 炉 炉 底 耐 热 混 凝 土 和 底 板之 间平 行 安 装 ２ ８根 冷 却水 管 ， 中间 密排 ，边缘 疏 排 ，用 工 业 水 冷却 ，密 封 和冷 却 效 果 好 。 炉缸 炉 底 （ 风 含 口带 ） 采用 ５段 光 面冷 却 壁 ，炉 腹 采 用 ２段 双 层水 管镶 砖 冷却 壁 ，背 部 有 蛇形 管 ， 冷却 壁 内 为 热铸 碳 化 硅 砖 。这 两 层 热 面蛇 形 管 和 炉 身 勾 头水 管 串联 ，用 软 水 冷 却 。在 两 段 炉 腹 冷 却 壁
的合 理 选 用 不 仅 影 响 到 高 炉 炉 况 的稳 定 顺 行 ．
而 且 还 影 响 到 冷 却 壁 的 寿 命 。 首 先 是 把 好 原 燃
上 部 采 用 镶 砖 冷 却 壁 ，第 １ ４段 和第 １ ６段 带 凸 台 （ 中 ６号 高 炉 炉 身上 部是 两 段 冷 却 模 块 ） 其 。
Ｌ ｕ ａ ｇ ｗｅ ｅ ｓ ｍｍａ ｉｅ ． ｉ ｇ ｎ ｒ ｕ ｒｚ ｄ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒｓ Ｉｏ ｍａ ｉ ｇ Ｂ ａ ｔ Ｆ ｒ ａ ｅ Ｆ ｒ ａ ｅ Ｂ ｄ ｒ ｎ ｋｎ ｌｓ ｕ ｎ ｃ ｕ ｃ ｏ ｙ ｎ Ｃ ｏｉ ｇ Ｓ ｓｅ ｏ ｌ ｙ ｔ ｍ ｎ
阀 门。
２ 高炉冷却系统 的长 寿管理
２ 提高炉况顺行指数 ． １ 要提高炉况顺行 指数 ，关键是加强高炉操
作 技术 管 理 。高 炉 操 作 技术 管 理对 高 炉 冷却 系 统 的 维 护起 着 十 分重 要 的 作 用 ，高炉 操 作参 数
上部 满 铺 铸 铁 （ 铜 质 ）冷却 板 ，有 利 于 加 强 或
１ 概
述
炉喉设 ２层钢砖 ，工业水 冷 。 风 口设 １ ～ Ｏ个 贯 流 式 风 口 ，采 用 高 压水 ８２

3600高炉本体设计原始数据：高炉有效容积：Vu=3600高炉年工作日：355天高炉利用系数：设计内容：1.高炉炉型的选择；2.高炉内型尺寸的计算（包括风口、铁口、渣口数量，大型高炉一般不设渣口）；3.高炉耐火材料的选用；4.高炉冷却方式和冷却器的确定；5.高炉炉壳厚度的确定。

高炉本体包括高炉基础、炉衬、冷却装置、以及高炉炉型设计计算等。

高炉的大小以高炉有效容积（）表示，本设计高炉有效容积为3600，按我国规定，属于大型高炉；高炉炉衬用耐火材料，是由陶瓷质和砖质耐火材料构成的综合结构；有些高炉也采用高纯度的刚玉砖和碳化硅砖；高炉冷却设备器件结构也在不断更新，软水冷却、纯水冷却都得到了广泛的应用。

1.高炉炉型选择高炉是竖炉。

高炉内部工作剖面的形状称为高炉炉型或称高炉内型。

高炉冶炼的实质是上升的煤气流和下降的炉料之间所进行的传热传质过程，因此必须提供燃料燃烧的空间，提供高温煤气流与炉料进行传热传质的空间。

炉型要适合原料的条件，保证冶炼过程的顺行。

近代高炉炉型为圆断面五段式,是两头小中间大的准圆筒形。

高炉内型如图1。

高炉有效高度（炉腰直径（D）与有效高度（）之比值是表示高炉“细长”或“矮胖”的一个重要指标，在我国大型高炉Hu/D =—，随着有效容积的增加，这一比值在逐渐降低。

在该设计中，。

炉缸高炉炉型下部圆筒部分为炉缸，炉缸的上、中、下部位分别装有风口、渣口、铁口。

炉缸下部容积盛液态渣铁，图1 高炉内型上部空间为风口燃烧带。

铁口位于炉缸下水平面，铁口数目依炉容或产量而定，对于3000的高炉，设置3—4个铁口，以每个铁口日出铁量1500—3000t设置铁口数目。

在该设计中，设置4个铁口。

渣口与铁口中心线的距离称为渣口高度（），它取决于原料条件，即渣量的大小。

渣口高度的确定参照下式计算：= =式中：P——生铁日产量，t；B——生铁产量波动系数，取；N——昼夜出铁次数，取9；——铁水密度，取；C——渣口以下炉缸容积利用系数，一般为，在该设计中，取；d——炉缸直径m。

b）冷却壁宽度为700～1500mm，高度视炉壳折点和炉衬情 况而定，一般不应大于3000mm；
c）冷却壁内部所铸的无缝管一般为ф 34* 5～ ф 44.5* 6，管 子的曲率半径最小为管径的两倍。管距一般在200 ～250mm 范围。
③冷却壁特点：
•与插入式冷却器相比，不损坏炉壳强度，有良好的密封性； 冷却均匀，炉衬内壁光滑；同时异型或“Γ”型冷却壁有支托 上部砖衬作用(图1-17b,c)。适宜用于顶压达0.2～0.25MPa的高 炉。 •它损坏时不能更换，故需辅以喷水冷却；此外也不宜厚炉墙。
图1-17 冷却壁
图1－18 新日铁第四代冷却壁
板壁结合冷却结构
为了缓解炉身
下部耐火材料的损 坏和炉壳的保护， 在国内外一些高炉 的炉身部位采用了 冷却板和冷却壁交 错布置的板壁结合 冷却结构。千叶6 号高炉(4500m3) ， 梅山（1250m3 ) 。
图1－20 板壁结合冷却结构
3. 冷却管
小套 ，其装置形式如图1-23所示。渣口小套用紫铜或青铜 焊成或铸成；渣口直径为50—60mm。渣口三套为青铜铸成 的冷却套。渣口二套和大套为生铁铸成，其内部均铸有蛇形 冷却水管。 3) 风口 风口一般也由大、中、小3个套组成。中小套常用 紫铜铸成空腔式。风口大套一般都用铸铁，其内铸有蛇形管。 大、中、小套装配形式示于图1-24。 风口小套易损坏，造 成频繁休风，对大高炉威胁更大，后面将重点介绍其改进。
用于炉底冷却。组合形式有两种。一种是介质由中心 往外径向辐射式的流动；另一种是介质由一侧通过平行管 道流向另一侧。在管子的末端都设有闸阀，以便控制流经 每根管子的冷却介质。同时从散热角度看，中间管子宜密 排，边缘可疏排。
冷却介质为水或风。
图1-21为宝钢1号高炉水冷炉底结构

3600m3高炉本体设计原始数据：高炉有效容积：Vu=3600 m3高炉年工作日：355天⁄ )高炉利用系数：h v=2.0t ( d. m3设计内容：1.高炉炉型的选择；2.高炉内型尺寸的计算（包括风口、铁口、渣口数量，大型高炉一般不设渣口）；3.高炉耐火材料的选用；4.高炉冷却方式和冷却器的确定；5.高炉炉壳厚度的确定。

高炉本体包括高炉基础、炉衬、冷却装置、以及高炉炉型设计计算等。

高炉的大小以高炉有效容积（V u）表示，本设计高炉有效容积为3600 m3，按我国规定，属于大型高炉；高炉炉衬用耐火材料，是由陶瓷质和砖质耐火材料构成的综合结构；有些高炉也采用高纯度 Al2O3的刚玉砖和碳化硅砖；高炉冷却设备器件结构也在不断更新，软水冷却、纯水冷却都得到了广泛的应用。

1.高炉炉型选择高炉是竖炉。

高炉内部工作剖面的形状称为高炉炉型或称高炉内型。

高炉冶炼的实质是上升的煤气流和下降的炉料之间所进行的传热传质过程，因此必须提供燃料燃烧的空间，提供高温煤气流与炉料进行传热传质的空间。

炉型要适合原料的条件，保证冶炼过程的顺行。

近代高炉炉型为圆断面五段式,是两头小中间大的准圆筒形。

高炉内型如图1。

1.1高炉有效高度（H u）炉腰直径（D）与有效高度（H u）⁄是表示高炉“细长”或之比值（H u D）“矮胖”的一个重要指标，在我国大型高炉Hu/D =2.5—3.1，随着有效容积的增加，这一比值在逐渐降低。

在该设计⁄ 2.23。

中，H u D＝1.2炉缸高炉炉型下部圆筒部分为炉缸，炉缸的上、中、下部位分别装有风口、渣口、铁口。

炉缸下部容积盛液态渣铁，图1 高炉内型上部空间为风口燃烧带。

铁口位于炉缸下水平面，铁口数目依炉容或产量而定，对于3000m3以上的高炉，设置3—4个铁口，以每个铁口日出铁量1500—3000t设置铁口数目。

在该设计中，设置4个铁口。

渣口与铁口中心线的距离称为渣口高度（H Z），它取决于原料条件，即渣量的大小。

配管工题库一、填空题1.高炉冷却形式主要有：水冷、汽化冷却、风冷。

2.冷却壁在使用材质上分为：耐热铸铁、球墨铸铁、钢和铜冷却壁。

3.高炉常用的冷却介质有：水、空气、水蒸汽。

4.冷却设备内水压比它所处部位炉内煤气压力大0.03~0.05mpa。

5.炉腹部位采用镶砖冷却壁的作用主要是：在该部位的砖衬脱落后易促进渣皮生成。

6.冷却壁漏水的检查方法有：直观、点火、试压三种。

7.高炉前期炉底温度要求控制在250℃以下，末期控制在小于450℃，如超出规定范围，可适当增加炉底冷却。

8.高炉煤气的特性：A、含有CO等可燃物，有剧毒。

B、发热值低C、含尘量高D 含有大量水分（50—80g/m3）。

9.冷却设备内冷却水有一定流速可有效防止有机混合物沉淀，消除局部沸腾或形成大量水垢。

10.DN100管子的公称通径为100mm。

11.麻丝、白铅油作密封填料的管道可输送120℃以下的热水煤气等。

12.设计无规定时，管道供回水系统试验压力应是工作压力的1.5倍，最小不得少于0.6倍。

13.管道系统的强度试验是:检查管道系统的力学性能。

14、Z44T—10型阀门，其公称压力为1mPa。

15.管道系统吹扫和清洗，应在强度试验和严密性试验后进行。

16、镶砖冷却壁其镶砖材质为：SiC砖、Si3N4-SiC砖、半石墨化SiC砖、铝碳砖。

17、跟踪测量冷却壁壁体温度表明：铜冷却壁能在15min内完成渣皮的重建，而双排水管球墨铸铁冷却壁则需要4h。

18.软水密闭循环水冷却的风口突然烧损，应立即立即转换工业水冷却，停止喷吹燃料，如烧坏严重时必须外加喷水冷却。

19.高炉喷吹的固体燃料有：无烟煤、烟煤、半焦等。

20、动力系统包括：电、水、压缩空气、氮气、蒸汽等系统。

此外，还有输送煤粉和动力用压缩空气，防火、防爆，驱赶休风时管边与设备中残留煤气的氮气以及保温用的蒸汽等系统。

21、高炉炉体由（耐火砖）、（炉壳）、（冷却设备）三层组成。

22、从风口向高炉内喷吹煤粉，采用的喷枪有普通形煤枪和氧煤枪。

实验结果
通过数据分析发现，在相同的工艺条件下，强制风冷的高炉温度控制更为稳定，且能更好 地保护炉衬，减少氧化铁皮的生成。而水冷的高炉在散热效果上较为优异，能有效降低高 炉的整体温度。
高炉冷却设备故障排除案例
故障现象
故障分析
排除过程
效果评估
某高炉在生产过程中出现冷却 设备异常，导致高炉温度异常 升高。
02
高炉冷却方式
自然冷却
优点
结构简单，成本低，维护方便。
缺点
冷却效率低，冷却不均匀，容易造成高炉局部过热，影响高炉寿命。
强制风冷
优点
冷却效率高，冷却均匀，可以有 效降低高炉温度，提高高炉寿命 。
缺点
需要额外的通风设备，成本较高 ，且在高温环境下容易造成风道 堵塞。
水冷
优点
冷却效率高，冷却均匀，可以有效降 低高炉温度，提高高炉寿命。
对冷却设备进行定期维护，更 换磨损的部件，确保设备的稳 定性和可靠性。
常见故障与排除
冷却水流量不足
检查水泵是否正常工作， 清理过滤器，确保水路畅 通。
冷却水温度过高
检查冷却水是否充足，检 查散热器是否清洁，必要 时更换散热器。
冷却设备漏水
查找漏水部位，更换密封 圈或修复损坏部位。
保养建议
建立定期保养制度，按照设备制造商的推荐进行保养。 定期检查设备的电气部分，确保安全运行。
经过检查发现，是由于冷却水 箱堵塞导致冷却水循环不畅， 无法有效散热。
对冷却水箱进行清洗，清除堵 塞物，恢复冷却水的正常循环 。同时对整个冷却系统进行全 面检查，确保无其他故障存在 。
经过处理后，高炉温度恢复正 常，生产得以顺利进行。该案 例表明，对于高炉冷却设备的 维护和保养十分重要，及时发 现并处理故障是保证高炉稳定 运行的关键。

配管工：高炉配管工(高级)题库考点1、填空题巡检及时，（）重点检查（）出水是否正常，出铁后全面检查（）各层水箱及风口各套出水是否正常，各套（）是否完好正常。

正确答案：出铁前；风口各套；炉缸；卡具2、单选生（江南博哥）铁成分中含量最高的非铁元素是（）。

A、[C]B、[Si]C、[Mn]D、[S]正确答案：A3、多选高炉内型由五部分（）。

A、炉缸B、炉腹C、炉腰D、炉身、炉喉正确答案：A, B, C, D4、单选工业水冷却的优点是（）系数大，热容量大，便于输送，成本便宜。

A、传热B、传递C、传导D、传送正确答案：A5、多选降低焦比的基本途径有（）。

A、降低热量消耗B、增加直接还原度C、增加非焦炭的炭素收入D、增加非焦炭的热量收入正确答案：C, D6、单选磷在高炉冶炼中，（）进入生铁。

A、70%；B、80%；C、90%；D、100%。

正确答案：D7、问答题辨析题：高炉冷却壁采用软水冷却比采用工业水冷却的寿命长。

正确答案：对。

高炉使用软水冷却，冷却设备不结垢，保证冷却强度，冷却效果好，冷却设备寿命长，而使用工业水冷却，冷却设备易结垢，影响冷却强度，冷却设备易损坏。

8、单选高炉冷却循环水暂时硬度要求不超过（）（德国度）毫克当量/升。

A.8B.10C.15D.18正确答案：A9、多选喷枪的整体应保持（）。

A、无损B、不坏C、不漏D、不跑风正确答案：A, B, C, D10、单选风口平台高压水压力≥（）Mpa。

A、1.5B、1.0C、2.0D、2.2正确答案：A11、判断题合适的造渣制度指具体冶炼条件下合适铁种要求最低碱度。

（）正确答案：错12、多选高炉冶炼中，生铁渗碳大部分是在（）进行。

A、炉身B、炉腹C、炉缸D、炉腰正确答案：B, D13、单选冷却水的腐蚀性与PH值有关。

一般要求冷却水PH值不小于（）。

A、5B、8C、7.5D、6.5正确答案：D14、填空题高炉给水温度一般要求不大于（）。

正确答案：35℃15、判断题清洗冷却壁的目的是提高其导热性能。

1.5.2 半精除尘设备——洗涤塔 洗涤塔的作用为：一是除尘，洗涤塔是半精除尘
设备，二是冷却，把煤气冷却到40℃以下。 工作原理是：当煤气由洗涤塔下部入口进入后，
自下而上运动时，遇到由上而下喷洒的水滴，煤气和 水进行热交换，使煤气温度降低，同时煤气中携带的 灰尘被水滴所润湿，灰尘彼此凝结成大颗粒，由于重 力作用，这些大颗粒离开煤气流随水一起流向洗涤塔 下部，与污水一起经塔底水封排走，经冷却和洗涤的 煤气由塔顶部管道导出。
2.2 4#高炉主皮带上料系统 上料系统由矿石和焦炭中间称量斗送到上
料主皮带机等设备组成，上料主皮带机由4台 280kW 10kV 高压电机驱动。
槽下及上料系统工艺流程图：
2.2.1 矿焦槽系统主要设备
2.2.1.1 焦炭贮运系统
焦炭系统设置5个槽，其编号从距焦炭称量漏斗最 近的一个开始，依次为1、2、3、4、5号焦槽。每个焦 炭槽下设焦炭振动筛一台。共5台，其编号顺序与焦槽 号相同，即No.1~5焦炭筛。
高炉炼铁工艺介绍
2021年7月22日星期四
发电
脱水器
减压阀组 煤气清洗 重力除尘
干燥
煤场
煤粉 煤粉仓 喷吹房 分配器
高炉
水渣装车 水渣沉淀池
弃渣场
干渣罐
铁水罐
喷煤
风口
渣口
出铁口
料车或皮带
槽下称量 槽下筛分
返矿
运回烧结厂 块矿仓 烧结矿仓 焦炭仓 杂矿仓
铁矿
烧结矿
焦炭
溶剂
热风炉
燃气空气换热器
助燃风机
槽下闸门PLC控制梯形图
2.2.1.3 上料系统
上料系统包括矿石IC、IIC焦炭中间 称量斗闸门，IO、IIO矿石中间称量闸门 ，上料主皮带机，主皮带机润滑站及检修 设备等组成。

高炉炉役后期炉壁冷却方式的研究与探讨发布时间：2022-08-10T02:01:39.098Z 来源：《工程建设标准化》2022年第7期作者：梁晴[导读] 本文对1号高炉炉役后期炉壁的冷却方式进行了研究与总结。

针对1号高炉炉役后期在夏季高温环境条件下水冷炉壁对软水温度要求的精准性、趋低性，经过系统的热负荷计算及对冷却设备冷却能力的分析，通过微调软水流量控制水温、优化系统工艺提升喷淋水冷却强度等方式来满足高炉炉役后期的水温需求。

梁晴阳春新钢铁有限责任公司广东阳春 529600摘要：本文对1号高炉炉役后期炉壁的冷却方式进行了研究与总结。

针对1号高炉炉役后期在夏季高温环境条件下水冷炉壁对软水温度要求的精准性、趋低性，经过系统的热负荷计算及对冷却设备冷却能力的分析，通过微调软水流量控制水温、优化系统工艺提升喷淋水冷却强度等方式来满足高炉炉役后期的水温需求。

关键词：软水密闭循环系统；高炉；炉役后期；冷却；流量调节；温度调节前言：随着高炉步入炉役后期及产量的提升，系统热负荷平均增加约6825MJ/h，为确保高炉安全稳定运行，要求水站端软水系统的外送水温调控更加精细化、趋低化，软水冷却设备全开也无法满足极端情况的温降需求。

本文以1号高炉炉役后期高炉水站的软水冷却系统为研究背景，结合系统热负荷对冷却系统进行出力分析，提出相应的改进措施，实现炉役后期高炉炉壁安全精准的温度调控。

1 实施前系统运行存在的问题1.1温度调控频繁，无法通过微调流量来实现温度控制随着高炉炉龄的增长，高炉水冷炉壁对软水温度需求愈发敏感，软水温度调整也愈发的频繁和精细，每次温度调整误差需控制在±0.2℃，仅通过控制蒸发空冷器风机的开启台数无法做到精准控制水温，还需通过软水外送流量频繁微调（50 -100 m3/h）达到用户的水温需求，水站端目前有3台电动主供水泵，仅能通过控制3台主供水泵的出水支管DN500阀门以及供水总管DN700的阀门开度来调节软水温度（图1）。

高炉设计说明书1. 引言本文档旨在对高炉的设计进行详细说明，介绍高炉的结构、工作原理及相关参数等内容。

高炉作为冶金工业中广泛应用的设备，对于钢铁生产具有重要的作用。

设计合理的高炉能够提高产能、降低能耗，并保证生产质量和环境友好。

2. 结构概述高炉主要由以下部分组成：2.1 炉体炉体是高炉的主要部分，是炉料冶炼和反应的场所。

炉体一般分为上部、中部和下部三个部分。

上部主要是煤气的燃烧区，中部是高炉的主反应区，下部是铁水和渣的收集区。

2.2 炉缸炉缸是高炉的外包装，承受高炉的重力荷载，并起到保温和防腐蚀的作用。

炉缸一般采用耐火材料制作，能够承受高温的侵蚀。

2.3 冷却设备冷却设备主要用于冷却高炉的炉体和炉缸，防止温度过高导致设备损坏。

冷却设备一般采用循环水冷却的方式，通过冷却水循环流动来带走炉体和炉缸的热量。

2.4 其他设备除了上述主要部分外，高炉还包括一系列辅助设备，如鼓风机、煤气净化设备、渣铁分离系统等。

这些设备可以为高炉的运行提供必要的条件和支持。

3. 工作原理高炉的工作原理是将炼铁原料（一般为铁矿石、燃料和烧结矿等）投入到高炉中，经过高温下的还原、冶炼和分离等反应，最终得到铁水和炉渣。

具体工作原理可概括如下：1.鼓风机向高炉提供一定的氧气，使煤气得以充分燃烧，提供能量给高炉的反应。

2.燃料在高炉内燃烧产生煤气，煤气中的一氧化碳与铁矿石反应生成还原铁，并释放出大量的热量。

3.负责转移炉料和炉渣的料斗和渣口使物料进出炉体。

4.铁水和炉渣分别从高炉的不同出口流出，炉渣用于炼铁过程中的冶炼反应，而铁水则作为最终产物。

4. 参数说明高炉设计中需要考虑的参数包括但不限于以下内容：4.1 炉容量炉容量是指高炉能够承载的炉料数量。

炉容量的大小直接影响到高炉的产能。

4.2 炉料比例炉料比例是指高炉中铁矿石、燃料和烧结矿等炼铁原料的配比情况。

不同的炉料比例对产出铁水的质量和数量都有影响。

4.3 空气分配空气分配是指高炉燃烧区域空气的供给量，包括鼓风量、风口的开启情况等。

课时教学计划【组织教学】【复习提问】1、五段式高炉冷却设备的作用？2、冷却介质有哪些？【新课引入】3. 冷却板冷却板又称扁水箱，材质有铸铜、铸钢、铸铁和钢板焊接件等，以上各种材质的冷却板在国内高炉均有使用。

冷却板厚度70～110mm，内部铸有φ44.5×6mm无缝钢管，常用在炉腰和炉身部位，呈棋盘式布置，一般上下层间距500～900mm，同层间距150～300mm，炉腰部位比炉身部位要密集一些。

冷却板前端距炉衬设计工作表面一砖距离230mm或345mm，冷却水进出管与炉壳焊接，密封性好。

由于铜冷却板具有导热性好、铸造工艺较简单的特点，所以从十八世纪末期就开始用于高炉冷却。

在一百多年的使用中，进行了不断的改进，发展为现在的六室双通道结构见图3－16所示。

它是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对冷却板进行冷却。

图3－16 冷却板此种冷却板结构的特点：1）适用于高炉高热负荷区的冷却，采用密集式的布置形式，如宝钢1号和2号高炉冷却板层距为312mm，霍戈文艾莫依登厂4号高炉冷却板层距为305mm。

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。

举例说明图示设问引起注意5）铜冷却板的铸造质量大大提高，为了避免铸造件内外部缺陷，采用了真空处理等手段，并选用了射线探伤标准（ASTM－E272）。

6）能维护较厚的炉衬，便于更换，重量轻、节省金属。

但是冷却不均匀，侵蚀后高炉内衬表面凸凹不平，不利于炉料下降。

4. 板壁结合冷却结构冷却板的冷却原理是通过分散的冷却元件（冷却板）伸进炉内的长度（一般700～800mm）来冷却周围的耐火材料，并通过耐火材料的热传导作用来冷却护壳。

从而起到延长耐火材料使用寿命和保护炉壳的作用。

冷却壁的冷却原理是通过冷却壁形成一个密闭的围绕高炉炉壳内部的冷却结构、实现对耐火材料的冷却和对炉壳的直接冷却。