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鞍钢3高炉铜冷却壁 破损原因调查分析 2014年5月 汇 报 内 容 一、铜冷却壁破损形态调查分析 二、铜冷却壁破损原因分析 三、结论 2003年以鞍钢第一座3200 m3高炉为起点，到2009年新5高炉建成投产，鞍钢炼铁厂完成高炉大型化、现代化改造，为提高炉体寿命，在高炉炉身下部到炉腹高热负荷区采用铜冷却壁(或铜冷却板)，依靠铜冷却壁热导率高特点，保证在其热表面形成稳定渣皮，获得长寿。然而，生产实践却发现渣皮稳定性差、经常脱落，在生产7年后铜冷却壁就出现破损，尤其是在炉腰和炉腹部位破损尤为严重。因此，对铜冷却壁破损调查分析，分析铜冷却壁破损原因，提出应对措施，保障高炉长寿。 1.1 鞍钢3高炉铜冷却壁基本情况 3高炉于2005年12月28日投产，有效容积3200m3 。炉体采用板壁结合冷却方式，在炉腹下部使用4层铜冷却板，炉腹上部使用1段铜冷却壁，在炉腰到炉身下部使用3段铜冷却壁。 一. 铜冷却壁破损形态调查分析 新3高炉铜冷却壁结构参数 段数 块数 长mm 上/下宽mm 厚,mm 水管直径,mm 水管 S-2/10段 48 3070 798/858 125 Φ75*12.5 4进4出 S-1/9段 48 3070 858/916 125 Φ75*12.5 4进4出 B-2/8段 48 1800 916 125 Φ75*12.5 4进4出 B-1/7段 48 1735 916/884 125 Φ75*12.5 4进4出 铜冷却壁厚度125mm，热面加工多个燕尾槽，燕尾槽间距104㎜，燕尾槽深度35㎜、燕尾槽宽度50㎜，以固结氮化硅结合碳化硅耐火材料，每块有4通道当量直径Ф50㎜水道,通道间距210～220㎜。 一. 铜冷却壁破损形态调查分析 1.1 鞍钢3高炉铜冷却壁基本情况 铜冷却壁材质化学成分 元素 Cu Sn Sb Pb Bi Si Ni 含量 ≥99.95 ≤0.002 ≤0.002 ≤0.004 ≤0.001 0.0010 ≤0.002 元素 Fe Zn As P S H O 含量 0.01 ≤0.003 ≤0.002 ≤0.002 ≤0.004 0.0001 ≤0.003 鞍钢曾对铜冷却壁材质化学成分做抽验，化学成分和力学性能均符合要求，导热系数达到400 W.m-1.K-1。 一. 铜冷却壁破损形态调查分析 1.1 鞍钢3高炉铜冷却壁基本情况 除盐水质量标准 3高炉炉体采用分区(并联)除盐水闭路循环冷却系统，炉体冷却水分为二层，一层为炉缸冷却壁供水，二层为炉腹以上冷却器供水，一层与二层之间设有调节阀，可以通过调节阀的开度重新分配炉缸和炉身冷却水流量，在生产过程二层冷却水流量基本在3700m3/h左右，除盐水质好于软水，水质控制标准见表3。 总硬度 Mg/L PH 氯根Mg/L 全Fe Mg/L 细菌总数,个/L 腐蚀率，mm/a 碳钢 铜 不锈钢 ≤20 ≤10.5 ≤10 ≤1 1.0×105 ≤0.01 ≤0.005 ≤0.005 一. 铜冷却壁破损形态调查分析 1.1 鞍钢3高炉铜冷却壁基本情况 1.2 铜冷却壁破损程度和特征 2013年5月份，3高炉年休更换炉腹上部和炉腰部位的2段铜冷却壁，同时对破损铜冷却壁调查分析。其中炉腹上部（7段）48块铜冷却壁平均磨损37㎜，最大磨损量55㎜，7段冷却壁破损特点是中上部严重、下部轻微。个别铜冷却壁中间出现深沟或大面积烧损，其余铜冷却壁主要特征是表面磨损；炉腰（8段）48块铜冷却壁平均磨损42㎜，最大磨损量55㎜，8段冷却壁破损特点是中下部严重、上部轻微，有5块铜冷却壁出现2根水管暴露，2块铜冷却壁出现1根水管暴露；炉身下部（9段）只有3块铜冷却壁存在磨损现象，磨损量在20～25㎜之间，其余完整。因此，铜冷却壁大量破损主要发生在炉腰和炉腹上部，具有明显的区域性。 一. 铜冷却壁破损形态调查分析 1.2 铜冷却壁破损程度和特征 7段 8段 9段 一. 铜冷却壁破损形态调查分析 7-8段冷却壁燕尾槽基本磨平，部分冷却壁水道暴露。9-10段冷却壁燕尾槽剩余10mm左右。 1.2 铜冷却壁破损程度和特征 7段10号冷却壁表面深沟 7段48号铜冷却壁大面积烧损 一. 铜冷却壁破损形态调查分析 1.2 铜冷却壁破损程度和特征 8段24号冷却壁2处水通道破损 8段47号铜铜冷却壁1处水通道破损 一. 铜冷却壁破损形态调查分析 2.1 铜冷却壁化学侵蚀分析 为分析冷却壁破损原因，对冷却壁分别进行了取样，做化学成分检测。 铜冷却壁破裂处化学成分，% 元素 Cu Sn Sb Pb Bi Si Ni 含量 99.50 0.0005 0.0005 0.0005 0.0005 0