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对高炉长寿的几个问题的认识与剖析 作者:王筱留|张建良|祁成林???文章来源:中国炼铁网???更新时间:2013-09-29 1??前言 高炉长寿技术的进步推动了高炉炼铁技术的进步，换句话说高炉长寿技术进步是炼铁技术进步的动力之一。当前高炉长寿的目标是：一代炉龄15~20年，每m3高炉有效容积，一代产铁13000~15000t/m3或每m2炉缸面积一代产铁（300~450）×103t/m2。达到长寿是一个系统工程，它涉及设计、选材、验材、筑炉安装、仪表监测、生产操作与管理等多个方面，哪一方面不到位，都会影响高炉寿命。 高炉至今仍然属于黑箱，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于生产实践，也有相当长的时间，对几十座大小高炉进行了解剖，使炼铁工艺原理和生产技术的进步起了很大作用。但是，对高炉内反映机理、传热和流体运动、炉子破损机理等仍然有不少问题没有彻底搞清楚。生产者、研究者、专家、技术人员根据自己的实践、研究对高炉内的现象作出不同的解析形成不同的观点、流派。不同流派的观点对我们深入了解高炉过程和对问题的解决有不少帮助。但也有观点在不同流派间有着完全相反的认识，给我们，特别是现场生产者造成了迷惑，甚至在生产实践中出现问题：炉况失常，严重时发生事故。这要求我们提高自己的基础知识---热力学与动力学规律、传输学规律等来加强观察，分析得出符合生产实际的科学结论避免误判，采取有效先进技术措施延长高炉寿命。本文就几个长寿方面的重要问题，提出我们的认识与剖析，供诸位参考。不对的地方请提出指正。 2??防止铁水流对炉缸侧壁砖衬侵蚀技术问题 现在对炉缸侵蚀甚至烧穿的共识机理基本是：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溶蚀。要防止这种侵蚀的发生最根本的技术措施是隔离铁水与炭砖的接触，对隔离技术上出现两种完全不同的技术观点： 利用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，某些专家还认为不仅可形成铁皮层，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。 利用陶瓷质砖衬来隔离铁水与炭砖的接触，认为炭砖抗铁水溶蚀是难于实现的，只有人为地在炭砖表面砌一层陶瓷砖来代替前一观点的凝固层是可靠的，这就是陶瓷杯壁，只要炭砖的抗铁水溶蚀性能达到陶瓷质耐材时，陶瓷杯是有用的。 应该说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到长寿都是有条件的，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，就支撑上述两种技术措施的观点谈谈我们的看法。 2.1??生产高炉的炉缸侧壁上有无凝固保护层 回答是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，但是存在着含石墨碳高和含TiC，TiN，Ti（C，N）（用含TiO2护炉时）的粘滞层。这一粘滞层起到了隔离铁水主流与炭砖的接触，减弱了主流铁水对炭砖的侵蚀，但不能消除侵蚀作用，如果因某些原因粘滞层遭到冲击而进入铁水主流，不饱和碳铁水流才会进而对炭砖机械冲刷和溶解形成象脚形侵蚀。 生产者和研究者发表论文声称有凝固层存在，他们在高炉停炉大修破损调查，折炉时见到了凝固层，不仅有铁而且还有渣。我们认为，这种凝固层是在放残铁时或放残铁后上部料柱中残余渣铁下滴遇到低温侧壁凝固在上面的，而不是生产时凝结在上面的，我们在莱钢128m3高炉解剖过程中，在炉缸内没有见到一些生产者和研究者们见到的凝固层。从凝固的炉缸炉底大铁砣最外边看到薄层，其颜色与其他铁层不一样。我们认为是粘滞层在停炉冷却后凝固的，它与整个铁砣是一个整体无法分离，上面没有粘任何耐材或炉渣，我们认为炉缸部位铁口以下侧壁是没有形成凝固层u的条件。 ? 实验室测定石墨坩埚表面不能粘结铁和炉渣 （1）运动的渣铁与坩埚间无粘结物 （2）炉缸中铁水环流强劲，特别是死料柱的透液性差，死铁层深度不足的情况更严重 （3）铁口周边由于泥包的存在，产生铁水涡流冲刷粘滞层和侧壁炭砖 （4）延长炉缸寿命的根本点是保护粘滞层。有效的措施是维持足够深的死铁层（h0=0.25d缸左右）；提高焦炭质量，使进入炉缸的死料柱有足够好的透液性。减少出铁次数（大高炉应在6-8次/日）降低出铁速度以降低铁水在环流速度，采用优质泥炮保护铁口等。 2.2??炉缸炉底使用的耐材质量 不论是全炭砖还是陶瓷杯结构都用优质炭砖作为主要砖衬。 目前的共识是要用焙烧好的微孔炭砖，国内外在研制微孔炭砖上取得很大的成绩，为延长高炉炉缸寿命提供了基础。 在陶瓷杯结构中除了炭砖以外，还有陶瓷垫，陶瓷杯壁用得以刚玉为主制成的砖，其主要种类和性能列于表4。 为什么有好的微孔炭砖，高炉炉缸炉底仍然