2012国外炉缸长寿研究资料

高炉长寿技术的应用与研究摘要：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。

前言高炉的长寿技术在70年代以后得到了很大发展，如日本在70年代新建和改建的高炉寿命大都在10年以上，最长的是日本川崎千叶6号高炉（内容积4500m3)，于1977年6月投产，到1994年11月以连续运转了17年零4个月，创造了大型高炉长寿的世界记录，其寿命有望达到20年以上。

西欧和日本70年代后建的其它高炉寿命也都在10年以上。

八十年代以来我国在高炉长寿技术上也有了很大提高，现在也有一批高炉的寿命已有或将要达到8－10年的水平。

如宝钢1号高炉、梅山1、2号高炉寿命都已达到或超过8年。

“八五”期间我国高炉的设计寿命为8年，“九五”我国高炉寿命的目标为12－15年，因此，应用成熟可靠的高炉长寿技术是一项非常重要的任务。

高炉长寿技术是一项综合技术，它与冷却介质，冷却器，耐火材料，合理的设计，施工，高炉的操作与维护及稳定的原燃料条件等密切相关。

2、高炉长寿技术的应用高炉长寿技术在我国已得到了广泛的应用和发展，如目前我国新建和改建的高炉大都采用了软水冷却技术、第三代或第四代冷却壁、在关键部位采用优质耐火材料，如在炉缸炉底采用UCAR 的小块炭砖和陶瓷杯等，炉身下部、炉腰、炉腹采用碳化硅砖、在操作上以认识到了操作与长寿的关系。

2、1冷却设备与冷却系统冷却设备的长寿是高炉长寿的关键，大约在1884年，为延长高炉寿命开始对高炉炉壳采用水冷技术，从那时起直到原苏联人发明了冷却壁，为延长高炉寿命而采用的冷却方式主要是炉壳外部喷水和冷却板。

目前高炉所采用的冷却器主要有冷却板、冷却壁部分高炉在炉缸采用炉壳外部喷水冷却。

2、1、1冷却板在冷却壁应用之前，高炉风口区及其以上的炉体部位主要依靠冷却板（或冷却箱）冷却。

冷却板是呈棋盘式布置插入炉内的，相邻两块间的水平距离通常为冷却板宽的两倍，其层距虽着高度向上由300mm到600mm或更大。

冷却板的制造形式也有铸铁冷却板、钢制（焊接）冷却板、铜制冷却板、铜制冷却板有单室单通道、单室双通道和双室六通道。

炉缸长寿的希望在于炭砖质量的突破1. 对于炉缸破损机理的认识在教科书和文献资料中都可以查阅到有关引起炉缸破损的原因分析，但这些原因中，那一个是罪魁祸首？很少给出明确的答案。

考察国内外高炉砖衬的损坏情况发现，它们都具有如下特征（见图1）：1）炉缸部位的损坏都存在“象脚型”侵蚀区；2）“象脚型”侵蚀区在圆周方向上，侵蚀状况严重不均，越靠近铁口，侵蚀越严重；3）炉缸烧穿的部位差不多都在铁口附近下方1.5～2.0m处。

A B C图1 炉缸烧穿高炉的砖衬状况这一事实表明，现代造成炉缸烧穿的罪魁祸首是液态渣铁流动的机械冲刷。

为了减少铁水环流对于炉缸侧壁的机械冲刷，加深死铁层的深度是必要的。

但它只能缓解这一矛盾，不能根本消除它的影响。

基于这样的认识，我们认为为了延长高炉炉缸寿命，远离炉缸烧穿，在合理的炉缸结构的前提下，应该研究以下三个主要因素：①炉缸冷却；②铁口的出铁强度；③耐火材料质量。

炭砖与冷却之间的关系可以拿唇齿相依来比喻。

任何人不能在炉缸完全失去砖衬的情况下维持高炉操作。

在炉缸没有炭砖的情况下，冷却壁直接与炉缸内活跃铁水流接触，所承受的热流强度是极高的。

目前，高炉所使用的任何形式冷却壁都经不起这样高的热流强度袭击。

另一方面，如果没有良好的冷却，即使使用顶级炭砖，也不可能维持高炉炉缸长期稳定的工作。

加强炉缸冷却，不仅是为了保护冷却设备不被烧坏，主要是为了将1150℃等温线尽可能推往炉内，以保证炭砖热面形成渣铁凝固层。

2. 关于炉缸冷却的问题高炉炉缸冷却的目的是为了将炭砖内的1150℃等温线尽可能推向炉内，以保证炭砖热面形成渣铁凝固层。

冷却对于保护炉缸所起的作用在整个炉役期内是不一样的。

炭砖的残余厚度越小，冷却所起的作用就越大。

在高炉设计中,必须保证炉缸具有良好的冷却，这是没有异议的。

但何谓良好的冷却？业内人士的看法是不太一致的。

这些看法上的差异，大体归纳如下：2.1冷却系统20年来，我国高炉推广应用了软水密闭循环冷却系统。

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。

第37卷　第2期2002年2月钢 铁I RO N AN D ST EELV ol.37,N o.2Februar y2002武钢1号高炉炉底与炉缸长寿新技术许美兰　赵忠仁(武汉钢铁集团公司)摘　要　武钢1号高炉改造性大修,炉底与炉缸采用长寿新技术:增大炉缸容积,加深死铁层;选用半石墨炭砖和德国的高密质炭砖;炉底冷却采用软水密闭循环,以及设置完善的检测设施。

总结运用钒钛矿护炉经验,以减缓或消除炉底与炉缸“环缝”、“熔洞”、“蒜头状”侵蚀,达到炉底、炉缸高效长寿的目的。

关键词　高炉　炉底　炉缸　长寿新技术NEW LONG LIFE TECHNIQUE FOR BOTTOM A ND HEARTHON NO.1BLAST FURNACE AT WISGC OXU Meilan　ZHAO Zhong ren(W uhan Iron and Steel Group Co.)ABSTRACT　For majo r repair of reco nstructio n nature o f No.1BF at W ISGCO,the long life technique has been applied to the relining o f the furnace bo ttom and hear th,w hich in-v olves enla rg ement of hea rth vo lume,deepening the mo lten metal layer,using semi g raphite carbon bricks a nd highly com pacted German carbon bricks,ado ption of soft wa ter circulatio n fo r bo ttom coo ling and inspection system.The ex periences o f smelting V-Ti o re are used to eliminate the`ring co rrosio n’,`hole making’and`g arlic shape’corro sion in the bo tto m and hear th to reach lo ng life.KEY W ORDS　blast furnace,bo ttom,hearth,new technique fo r lo ng life1　前言武钢1号高炉于1958年9月13日建炉投产,截止1999年5月13日停炉大修,高炉服役40年,历经二代炉龄,高炉先后采用综合炉底和全炭砖水冷薄炉底技术,均获得20年长寿效果[1,2],见表1。

浅析高炉长寿技术【摘要】高炉长寿工作应从建造一座高炉开始，包括高炉的设计、材料的质量、施工的质量及进度，到开炉前的烘炉操作，开炉操作，开炉初期的强化程度，以及高炉的日常操作与维护、冷却制度的控制、炉体温度的监测，各个环节都不能有丝毫的放松。

高炉设计要保证内型合理，砖衬和冷却设备与炉内热流强度和侵蚀机理相适应。

施工过程中应管好材料质量和施工质量。

烘炉按要求进行，避免微小裂纹的产生。

加强日常操作与炉体维护的管理更会延长高炉的使用寿命。

【关键词】高炉；长寿；控制0 前言高炉长寿技术一直是炼铁工作者努力专研的课题。

一代炉龄的长短，一代炉龄内高炉的生铁产量，以及一代炉龄内高炉是否进行中修，这些直接影响生铁的成本和钢铁企业的经济效益。

特别是现在钢铁企业利润及其有限，甚至出现亏损，各钢铁企业都在寻求降本增效的措施的情况下，高炉长寿技术就尤为重要了。

日本一高炉寿命已达20多年，我们高炉的寿命照此有很大差距。

高炉长寿技术是找出影响高炉寿命因素并严格控制好每一环节。

1 高炉的设计及施工高炉的内型结构、炉体内衬结构、炉体冷却结构的设计是否合理是高炉长寿的关键。

高质量的施工是高炉长寿的保障。

1.1 高炉的内型结构合理的内型结构必须适应煤气和炉料的体积变化和运动规律，并能促使冶炼指标得到改善。

按照公式计算的内型必须与同类型高炉的生产效果进行比较，并调整各部位尺寸。

高炉内型要着重考虑风口数目、炉缸直径、鼓风机能力三者之间的关系。

风口数目按经验公式计算获得，风口数目有增多的趋势，有利于提高炉缸圆周工作的均匀化和强化冶炼。

但风口数目过多，炉缸直径大，而鼓风机能力不足时会导致燃烧带过小，吹不透中心。

从而影响高炉顺行，达不到强化的目的。

国内就有由于风口数目过多的高炉，投产后达不到预期的冶炼强度，不得不长期堵上两个风口进行操作。

1.2 高炉的炉体内衬结构高炉内不同部位内衬承受的破坏因素都是多个，炉身上部以机械冲刷为主，也有少量的碱金属和沉积碳的侵蚀，材质选择上应首选致密度大的砖，粘土砖和高铝砖均可。

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。

CISD1钢铁技朮/御铁匚程/能源环保/槨能制适/产««/试论高炉炉缸陶瓷杯结构形式与寿命的关系伍积明1,张涛-贾娟鱼'，赵运建2（1.中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆，401122：2.中冶赛迪技术研究中心有限公司，重庆，401122）摘要：高炉炉缸陶瓷杯从结构形式上可分为独立式与块入式，通过分析比较其特征和优缺点、，以及在国内外高炉上实际使用的结果，可以肯定的是，在相同可比条件下，坯入式陶瓷杯结构比独立式陶瓷杯结构可以使炉缸更加安全和长寿。

关键词：高炉；炉缸；陶瓷杯；寿命高炉炉缸采用陶瓷杯，目的是充分利用陶瓷材料抗铁水侵蚀的特性，尽可能长时间的保护炭砖，以延长炉缸寿命。

从陶瓷杯的结构形式来区分，可分为独立式与按入式。

从材质上区分，可分为莫来石、刚玉莫来石。

从气孔大小区分，可分为微孔与非微孔。

从砖块制造上区分，可分为预制块、整体浇注、小块高温烧成。

陶瓷杯的结构形式、材质和制造方法，对陶瓷杯的寿命有很大的影响。

要使高炉炉缸寿命达到15年以上，就必须充分了解这些关键特性。

本文着重从结构形式上比较了其各自优缺点和实际使用效果。

1•独立式和瑛入式陶瓷杯的结构特征独立式陶瓷杯结构，是指陶瓷杯的杯壁与炭砖之间有相当大的缝隙，杯壁最上部没有炭砖压盖，完全独立于炉内的墙体结构。

独立式陶瓷杯的杯壁砖通缝的冷面一般与炉缸内型线平齐，而杯壁砖的热面一般完全在炉缸内容积之中，占用了较大的炉缸容积。

独立式陶瓷杯的最大特征就是陶瓷壁与炭砖之间有很大的（一般在30—100mm）通缝和杯壁独立于炉缸容积中。

2钢铁工程I2019年第2期表1三輕张力单元提供张力计算表序号因素独立式陶瓷杯瑛入式陶瓷杯1炉缸直径减少大，0.9m左右无或很少（小于0.4m）2炉缸断面积减少大，减少12%以上0或3%以下3膨胀对炭砖砌体的影响竖向上炉墙垂直独立炉内无影响，径向上有向外挤压影响。

从设计上解决。

竖向上设置大的膨胀缝，径向±6mm—10mm碳素胶泥，整体影响小4炉缸内型线界面炭砖与陶瓷壁间隙大，30—80mm无，在炭砖内的陶瓷壁砌砖缝6mm左右。

高炉长寿设计综述陈涛【摘要】高炉生产过程中,不可避免会出现高炉炉缸侵蚀,侵蚀速度决定高炉寿命.基于高炉炉缸侵蚀机理,从高炉设计角度出发,着重阐述高炉长寿技术的设计依据,以供同行参考.【期刊名称】《山西冶金》【年(卷),期】2019(042)002【总页数】4页(P64-66,69)【关键词】高炉长寿;炉缸侵蚀;等温线;热流强度;传热体系【作者】陈涛【作者单位】中冶华天工程技术有限公司钢铁设计研究总院,江苏南京210019【正文语种】中文【中图分类】TF572高炉长寿设计，应按照长寿设计技术要求，选用冷却设备结构形式，材质、冷却介质、耐火材料、砌筑结构及监控技术，可有效减少大中修费用，避免停产带来的经济损失。

高炉大型化以后，新建高炉要求1 000 m3以上，各企业高炉数量减少明显，停产带来的经济损失更明显。

国外高炉寿命最长已超过24年，国内宝钢、武钢高炉寿命最长超过15年，跟国外长寿水平仍有一定差距，本文从高炉炉缸侵蚀机理谈起，以高炉设计角度阐述高炉长寿技术的关键要素，供同行参考。

1 炉缸侵蚀机理优质炭砖与合理冷却相结合，形成理想的凝固线。

炉缸工作面形成稳定的凝固壳是高炉长寿的保证。

炉缸结构设计虽然利用水冷方式将耐材温度降到凝固线以下，在耐材热面形成渣铁凝固壳实现耐材与高温渣铁在空间上的分开，以延长耐材使用寿命达到高炉长寿的目的，但是实际生产过程中的渣铁凝固壳厚度并不是一成不变，是建立在不断熔化与凝固的动态平衡中，当炉缸热流波动导致凝固线往外推移，并推移至炭砖热面或者炭砖内时，炭砖不可避免地要与高温铁水直接接触从而使炭砖发生脆裂，脆裂是通过以下四种方式实现[1]。

1.1 铁水渗透铁水渗透是铁水通过炭砖气孔渗透，渗铁后的炭砖体积膨胀，导致炭砖结构破坏而形成脆裂，脆裂到一定程度会造成耐材砌体局部上浮，给高炉操作带来极大的安全隐患。

铁水渗透程度与耐材温度有关。

目前降低耐材温度提高抗铁水渗铁的方式有三种行之有效的方式：加强易侵蚀区域冷却器冷却强度，当铁水与炭砖直接接触时能尽快带走多余热量，达到降低耐材内部温度的目的；改善炉缸侵蚀区耐火材料综合导热系数；降低炉缸内热流强度。