新型高炉冷却设备_铜冷却壁
问题讨论
新型高炉冷却设备———铜冷却壁
周治中
(宝钢股份公司 炼铁部,上海 200941)
摘要:铜冷却壁是近20年发展起来的一种新型的高炉冷却设备,与原有冷却设备相比,它冷却强度大,能满足高炉最大热负荷的需要。生产实践表明它不易破损,使用一代炉龄(9年)后的磨损量仅为0～3mm,理论上可使用几代炉龄,对高炉长寿起了推动的作用。现已在国外普遍推广。
关键词:高炉;铜冷却壁;冷却板
中图分类号:TF06617 文献标识码:B 文章编号:1008-0716(2001)01-0057-07
A N e w K ind of BF Cooling Plant—Copper stave
ZHOU Zhi2zhong
(B aosteel I ronm aking Department,Shanghai200941,China)
Abstract:C opper stave which is developed in recent tw o decades,a new kind of cooling plant,con2 tributes to long com paign technologies of blast furnace and has been widely used abroad.C om pared with old one,it possesses the characteristics of great cooling intensity,which can meet the demands of biggest hot load.The nine years’practice result with0～3mm wear thickness indicates that the copper stave can be used for nearly several decades theoretically.
K ey Words:BF;C opper stave;C ooling plate
1 前言
铜冷却壁的研究始于70年代,1978年开始上高炉试验,最初仅在SI DM AR B高炉炉身下部装了一块进行试验。经1年试用后拆下,发现铜冷却壁无任何裂纹,铜材仅磨损1mm,而相邻的铸铁冷却壁却已出现众多裂纹,遍体鳞伤,试验取得成功。1979年蒂森钢铁公司再次于汉堡4#高炉进行工业性试验,在高炉炉身中部安装了两块铜冷却壁。经运行9年后铜冷却壁无裂纹且保留着原有的棱角。测量铜材磨损量仅为0～3mm(铜冷却壁工作面厚度为135mm),而与其相邻的铸铁冷却壁都出现大量的裂纹和严重的损伤,有的地方已局部剥落,水管裸露在炉内。铜冷却壁最大磨损率仅为013mm/a,其理论寿命已远远超过
周治中 高工 1941年生 1963年毕业于北京钢院 现从事炼铁专业 电话 26649231人们所期望的30～50年。铜冷却壁的出现,揭开了高炉冷却设备新的前景。
近几年,宝钢与P1W、霍戈文及克瓦纳等公司就铜冷却壁技术进行了技术交流,本文根据国外铜冷却壁使用情况及宝钢高炉冷却设备使用状况,分析比较几种冷却设备的优缺点,并介绍铜冷却壁的应用前景。
2 铸铁冷却壁及铜冷却板的使用情况
以往高炉广泛使用的冷却设备主要有两大类型:铸铁冷却壁及铜冷却板。但这两种冷却设备在生产过程中都易破损,严重影响了高炉寿命。为了与铜冷却壁进行对比,主要从它们的破损机理来研究。
211 铸铁冷却壁的破损机理
(1)铸铁冷却壁因其材质导热性差导致它容易破损。
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铸铁的导热系数仅为30～40W/(m ?K ),冷却壁工作时内外温差大。生产实测,它的工作面温度一般在100℃左右,煤气流波动气流强时其工作面最高温度可达500～800℃以上(如图1)。由图1可看出,冷却水温度一般在30℃左右,其内外温差可高达500℃以上,温差的波动亦高达400℃以上,温差大且又经常大幅波动,必然产生很大的应力,致使金属疲劳产生裂纹。特别在高
温时,铸铁的强度大大降低,更容易产生裂纹并随
着时间的推移裂纹逐步扩大,裂纹本身又降低了热的传导能力,使冷却壁的工作面温度进一步升高,进一步加大了热应力,周而复始裂纹不断加深,最终使铸铁冷却壁本体一点点剥落,直至冷却水管裸露出来并烧坏。有时冷却壁随着裂纹的扩大,直接将冷却水管拉断而破损。
图1 SI DM AR B 高炉炉身下部第5段铸铁冷却壁温度记录
Fig.1 T emperature record of 5th casting iron stave of lower part of SI DM AR B stack
1———最大值;2———平均值;3———均方差
(2)铸造工艺本身给冷却壁带来了缺陷,降低
了它的冷却能力。
铸铁冷却壁的冷却水管是铸造在冷却壁中的,水管与冷却壁本体间有不同程度的间隙和杂质,有的是铸造工艺必需的添加物,这又降低了它的热传导能力,使冷却壁的工作面温度升高,加大了热应力,从而加速冷却壁的破损。
(3)铸铁冷却壁的不合理结构使它容易破损。现在第3代、第4代冷却壁的结构为『字形,其额头部突出在炉内,当耐材被侵蚀后直接受煤气流冲刷使其局部热负荷增大,形成了更大的温
差,同时又受到固态炉料的磨损,若炉况不顺时,滑料、崩料、坐料都对它造成冲击磨损。炉身下部的冷却壁,其额头突出在生铁熔融区,极易遭受铁水的熔损而发生烧坏,因此铸铁冷却壁的额头是整个冷却壁中最薄弱的环节。一般冷却壁都是额头部位首先烧坏,接着耐火材料失去了支撑保护,耐材逐渐脱落和侵蚀,煤气流对立冷壁的作用加强,立冷壁部位便逐渐产生裂纹,并不断加深直至破损。212 铜冷却板的破损机理
铜冷却板其材质是纯铜,具有良好的导热性,
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5 宝 钢 技 术 2001年第1期
冷却强度很大。按理说它不应该烧坏,但宝钢使
用的铜冷却板在生产过程中都有过大量破损的纪录,1#高炉第1代炉役共烧坏了303块,2#高炉到目前为止已烧坏了383块,给生产带来了巨大损失。就其结构和使用特点来研究,破损的主要原因如下。
(1)由于冷却板是横插在炉内的,从高炉内的工作面来看它是点状分布进行冷却,这样对耐材的冷却是不均匀的,冷却效果差的地方耐材容易被侵蚀。随着耐材的侵蚀,铜冷却板的前端大部分裸露在炉内(如图2所示),在强烈煤气流的作用下,前端的热负荷特别重,而根部的热负荷相对要低得多,因此对一块冷却板来说热负荷很不均匀。当炉况波动边缘煤气流增强时,冷却板前端的冷却水温度便会大幅度升高,甚至会出现汽化现象。
且冷却水温度升高和汽化还会造成冷却板内部结垢,特别是汽化时结垢速度更快。冷却板内因产生大量的气泡及结垢,形成隔热层,导热性大大降低,使得冷却板工作面温度大幅升高以致烧坏。
图2 宝钢1号高炉停炉后8～12段
铜冷却板前端裸露在炉内的状况
Fig.2 Damage of 8th
to 10th
copper cooling plate
of Baosteel N o.1BF after blow 2off
(2)铜冷却板是横插在炉内的,在融熔区熔融
的铁水很容易滴落到裸露的冷却板前端,当铜冷
却板因冷却水汽化或板内结垢而导热性变差时,就会造成冷却板熔损性烧坏,这是它容易烧坏的第二个重要原因。
(3)使用冷却板后高炉内不能形成平滑的操作炉型,冷却板将受炉料磨损而损伤,特别在滑
料、崩料、坐料时更严重。冷却板经磨损工作层厚度变薄,就容易发生损坏。
总之,铜冷却板是点式冷却,冷却不均匀,形成的渣皮也不均匀、不牢固,热负荷变化大,其导热能力由于冷却水汽化和结垢而降低,使纯铜导热性好的优势因此而丧失。所以生产过程中铜冷却板也会烧坏,造成向炉内大量漏水,对高炉操作带来巨大的影响,引起炉凉破坏高炉的稳定生产。当然冷却板可更换,但设备维护工作量大,增加生产成本。
3 铜冷却壁的特点
(1)铜导热性好,其导热系数几乎为铸铁的10倍(见表1)。冷却壁工作时内外温差小,表面
工作温度很低,并且非常稳定(在水量足够的条件下),一般在40℃以下(这与它使用的冷却水温度高低有关),最大值为90℃(如图3所示),在高炉开炉形成渣皮时,最大的峰值在130℃左右,其最大温差不足100℃,不会产生很大的热应力,且是在90℃以下的低温状态工作,因此不会产生裂纹。所以使用一代炉龄后的铜冷却壁均无裂纹出现。
表1 不同温度金属的导热系数 W/(m ?K )
T able 1 Thermal conductivity of metal at different temperature
纯铜纯铁软钢015%C 铸铁110%C 铸铁115%C
0℃594336100℃38773
574336200℃379524236400℃374453631
600℃3633033800℃353
33
29
(2)铜冷却壁导热性好、冷却强度大,生成的
炉渣立即在冷却壁表面形成渣皮,起到保护自身
的作用。为了能让渣皮牢牢地镶嵌在冷却壁上,特地将冷却壁的工作面设计成凹凸槽状(如图4所示),这样可生成一层非常牢固的渣皮。这层渣皮就象耐火材料一样,保护着冷却壁,煤气流冲刷不着、炉料磨不着、渣铁侵蚀不着。即使生产过程中发生渣皮脱落,也能在短时间内重新形成新的渣皮。图5、图6为不同冷却壁形成渣皮的时间。从图5和图6中可见,铜冷却壁重新形成渣皮只需30min ,而铸铁冷却壁却需要5h 以上。有
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5周治中 新型高炉冷却设备———铜冷却壁
图3 SI DM AR B 高炉炉身下部第6段铜冷却壁温度记录
Fig.3 T emperture record of 6th copper stave on the lower part of SI DM AR B stack
1———最大值;2———平均值;3———
均方差
图4 铜冷却壁的工作面形状
Fig.4 W orking face shape of cooling panel
了这层稳定的渣皮,高炉在使用铜冷却壁的部位可以不砌耐火材料,只需在铜冷却壁上喷涂一层厚50～100mm 的喷涂料,在开炉时形成渣皮前防止炉料的磨损及热冲击。大修拆炉时测量渣皮厚度为100mm 左右,牢牢地附着在冷却壁上,风镐都打不动。可见生产过程中炉料、液态渣铁及煤
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期
气流对冷却壁不会产生磨损、侵蚀和熔损。
铜冷却壁导热性好,能承受很高的热负荷,其承受的最大热流强度为132078W/m 2(在没有渣皮的情况下),见表2。因为铜冷却壁是靠渣皮在炉内工作的,而渣皮的导热系数很小,只有2W/(m ?K ),它能隔热,降低传到铜冷却壁的热流强度,使热负荷大大降低。生产中渣皮厚度50mm 时实际的热流强度仅为26867W/m 2(上限值),远远小于铜冷却壁能承受的最大热流强度。
表2 渣皮厚度及冷却水通道形状对热流强度和工作面温度的影响
T able 2 In fluence of thickness of slag skin and shape
of jacked water tube on heat flow intensity
and w orking surface temperature
渣皮厚度
mm 通道形状热流强度
W/m 2工作面温度,℃最高最低0圆形131589127155114椭圆形13207812111441750
圆形2686347173118椭圆形
2686746133014
图5 SI DM AR B 高炉第8排铜冷却壁上渣皮的形成过程
Fig.5 Process of slag skin forming on the 8th row
copper stave of SI DM AR B BF
PW 公司的资料介绍,根据铜冷却壁高炉热
负荷的测定,一般实际上都低于23000W/m 2
,使
冷却水带走的热量大大减少,也就是说高炉的热损失减少,对降低焦比有利。同时它又可以减少冷却水的用量,据介绍所需冷却水量可以减少30%～40%。这样既减少了生产运行费用,又可减少冷却水系统的投资费用。并且它对水质也没有特殊的要求,清循环水即可,使用纯水密闭循环系统也行。
(3)铜冷却壁冷却均匀,在炉内形成光滑的炉
图6 SI DM AR A 高炉第8排双排水管球墨铸铁冷却壁上渣皮的形成过程
Fig.6 Process of slag skin forming of spherulitic iron of double 2row water pipe on 8th row of SI DM AR A BF
型,大大减轻了煤气流的冲刷和炉料磨损的力度。它的磨损和侵蚀一般只发生在高炉开炉渣皮形成以前或渣皮脱落的一瞬间,形成渣皮后,炉料、煤气流和熔融的渣铁都不会直接接触铜冷却壁,所以铜冷却壁在一代炉龄(9年)后最大的磨损量仅为3mm 。
(4)不同的制造方法影响铜冷却壁的冷却效果
a )用连铸法制造。冷却水通道在连铸时直接
铸造成型,与冷却壁之间不存在隔层,连铸铜冷却壁中也不存在气泡,所以铜的导热性没有受到损害,从制造工艺角度来看也是铜冷却壁比铜冷却板要优越。
b )用轧制铜板坯制造。冷却水通道是在轧制铜板坯中钻孔成型的,所以说它的材质强度更高、
更致密、导热性更好。但它的加工费用较高。
c )用铸造法制造。冷却水管是铸造在冷却壁中的,这种方法可以省铜,降低制造成本。由于工艺的关系,其导热性比前两种方法要差,不过仍能满足生产要求。
日本京浜1号高炉在1997年进行更换冷却壁时,为了对比铸铁冷却壁、铸铜冷却壁、轧制铜冷却壁的使用效果,在炉腹二段并排安装了这3种冷却壁。投产后两个月冷却壁工作面温度表现为:铸铁冷却壁上升到500℃左右,并且波动很大;而铸铜冷却壁和轧制铜冷却壁工作面温度几乎完全一样,稳定在60℃左右,效果相同。4 铜冷却壁的应用优势
(1)不易破损可以确保高炉稳定生产。没有
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6周治中 新型高炉冷却设备———铜冷却壁
这部分冷却设备破损的忧虑,可提高高炉的作业率;由于不会发生因冷却设备烧坏而向炉内大量漏水,从而消除了造成炉凉的一个重要因素。这些对高炉稳定生产都有很大的好处,它将会产生很大的经济效益。
(2)大大降低设备维护费用。宝钢每年因更换冷却板都付出了很大代价。如使用铜冷却壁,由于它不破损,不用更换,也不需要备品备件,可以节省很多开支。
(3)铜冷却壁使高炉在生产过程中能形成光滑平坦的炉型,有利于高炉稳定顺行、强化冶炼,可以提高高炉技术经济指标。
(4)不会增加总的投资,如全面考虑还能降低投资(炉缸使用铜冷却壁除外)。就铜冷却壁本身来说其价格较高,但由于省下了价格昂贵的高级耐火材料,可大大减少这部分投资;炉内不需砌砖,炉墙变薄,对于大修的高炉,如不更换炉壳,炉容可以扩大10%,对于相同容积的高炉炉壳可缩小,这也能减少投资;冷却水用量减少使循环水系统的投资也能减少。另外国内已有厂家成功试制出轧制铜板坯的冷却壁,已于今年年初安装到首钢高炉上(1块)进行工业性试验,到目前为止使用情况良好。如能使用国产铜冷却壁,投资费用还可降低50%。
(5)铜冷却壁可重复使用。现在已有使用到第2代炉役的实绩,根据磨损量来推算甚至有可能用于第3代、第4代的炉役,这对降低以后大修投资又带来好处。
(6)使用铜冷却壁的高炉炉皮温度很低,与人体温度相差无几(实际情况),也就是说炉皮将不会发红、变形,这部分炉皮今后再也不需要更换,这也会降低今后高炉大修的投资。
(7)可以大大减少工程施工的工作量。由于铜冷却壁不用砌砖,大大减少了筑炉的工作量,不仅减少了施工费用,还可以大大缩短工期。特别对于高炉大修来说,铜冷却壁可以预先安装,不用砌砖,有利于炉体整体吊装,对大修短期化将起重大作用。
5 铜冷却壁在高炉的实际应用
511 应用概况
根据技术交流介绍从开发铜冷却壁至今20余年,已经在多达30余座高炉上使用,这说明此项新技术在生产中已经得到了充分的考验。在高炉上试用成功使人们对铜冷却壁有了新的认识,在高炉上的使用也从开始时的一段逐步扩大到3段、5段,甚至更多,从炉身下部扩大到炉腹、炉腰。到1999年9月止已知国外大约有34座高炉使用了铜冷却壁(见表2)。它现在被广泛使用说明了此项新技术已经被大家所承认。
根据最新资料介绍:不莱梅钢铁厂2#高炉(3550m3),在大修时使用了8段铜冷却壁,除了炉腹、炉腰、炉身各两段外,炉缸还用了两段。其中部分铜冷却壁为上一代使用过的旧铜冷却壁,磨损仅为1mm,经清洗后重新使用。这些情况说明了铜冷却壁已进入普遍推广阶段,使用范围也在扩大,更令人们振奋的是它可以用到第2代炉役上,是一种长寿的冷却设备。
512 具体应用
在高炉内热负荷最高区域是炉腹、炉腰和炉身下部,是熔融渣铁形成的区域,使用铜冷却壁正好可以充分发挥它的特长。本来这些部位需要使用优良的高级耐火材料,现在使用铜冷却壁后已不再需要使用性能优良的高级耐火材料,依靠生产过程中自己形成的渣皮来作为炉衬,即使在炉况波动时渣皮脱落也能很快再生,这是一种最积极、最合理的工艺方案。特别对于大喷煤比的高炉边缘煤气流强,炉腹、炉腰、炉身下部的热负荷更高,使用铜冷却壁就更安全。
炉身中部及炉身上部由于热负荷已大大降低,又是固体炉料通过的区域,还不能生成渣皮,因此不能使用铜冷却壁。因为铜的机械强度低,材质硬度小,不耐磨损,固体炉料对它的磨损将是一个严重的威胁,只能使用铸铁冷却壁。
炉缸部位是高炉的一个重要的薄弱环节,这里的侵蚀主要是渣铁流动对耐材进行冲刷以及高温热应力对耐材的破坏。保护炉缸的办法主要是提高耐材质量和强化炉缸冷却,使1150等温线尽可能地移向炉内,以便在耐材表面形成凝固层,保护耐材不受渣铁的侵蚀和降低耐材的温度,降低热应力的破坏作用。
炉缸处的热负荷并不很高(相对炉腰、炉腹及炉身下部来说),采用铜冷却壁,它极强的冷却能力对保护耐材来说有很大好处,但其耐材不能省
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表2 安装SMS铜冷却壁的高炉
T able2 BF equipped with S MS copper stave
厂名炉缸直径,m冷却区域安装排数,排制造年喷煤情况直接用炉壳安装汉伯恩钢厂4号高炉10炉身中部2块1979--
鲁罗尔特厂6号高炉-炉身下部2块1988--
蒂森公司施韦尔根厂2号高炉1419炉腹、炉腰11993是可
德国普劳萨格萨尔茨吉特厂B高炉1112炉腹、炉腰、炉身下部31993-可
瑞典钢铁公司通普拉特刘里2号高炉815炉腹、炉腰、炉身下部31995是可
比利时西德玛钢铁厂B高炉1015炉腹、炉腰、炉身下部11995是可
西班牙CSI钢铁公司B高炉1113炉腹、炉腰、炉身41996是可
比利时柯克内尔舍姆波B高炉9175炉身下部31996是可
蒂森公司施韦尔根厂1号高炉1316炉腹、炉腰31996是可
德国柯克内尔2EK O钢厂5A高炉9175炉腹、炉腰、炉身41996-可
LT V印地安那哈博厂4号高炉10炉腰、炉身下部31996-可
西班牙CSI钢铁公司A高炉1113炉腹、炉腰、炉身41997是否
德国布雷门钢厂2号高炉1210炉腰、炉身下部41996塑料可
伊斯帕特印度都维厂1号高炉1018炉腹、炉腰、炉身下部21996是可
法国敦刻尔克索拉克3号高炉1012炉身下部4块1996否
巴西图巴朗西德鲁季亚厂2号高炉810炉腹、炉腰、炉身下部31997-否
德国狄林根罗杰沙厂5号高炉1210炉缸下部31997是否
德国克虏伯荷西钢铁公司西法仑休特厂4号高炉917炉腹、炉腰31997是否
智利托恰阿诺豪奇帕托厂2号高炉710炉腹、炉腰21997-可
德国蒂森公司汉博恩厂4号高炉1017炉腹、炉腰、炉身下部31997是可
日本NKK京浜厂1号高炉1418炉身下部15块1997塑料可
美国钢铁公司格里厂4号高炉818炉身下部2块1997否
德国普劳萨格钢厂B高炉1112炉身下部1块1998-否
韩国浦项COREX熔融气化炉-炉身下部6块1998-否
日本住友金属公司和歌山厂5号高炉1111炉身下部5块1998-可
7号高炉918炉腰、炉身下部21998可
巴西蒙利维达钢铁厂A高炉810炉腹、炉腰、炉身下部41999是可
捷克特内尼克厂6号高炉812炉腹、炉腰、炉身下部31999可
比利时柯克内尔舍姆波6高炉913炉腹、炉腰、炉身下部61999否
美国钢铁公司不拉多克爱德加托马斯ET-3高炉8炉腹11999否
美国国家钢铁公司格里尼特城钢铁厂A高炉813环梁11999否
美国国家钢铁公司大湖厂B高炉8176炉腹、炉身下部21999否
西班牙希洪Aceralia公司5,6号高炉1113炉腹、炉腰、炉身下部41998可
去也不能降低质量要求,投资将有所增加。
6 结束语
铜冷却壁是新开发出来的新型冷却设备,其导热性好,冷却能力强,不易破损可重复使用,在高炉上使用效果良好,是一种长寿的冷却设备,国外已在普遍推广,它将对高炉长寿产生重大意义。
编辑 任 燕
(收稿日期:2000-11-01)
(上接第47页)
能需要大量的人力和物力,如何从各种数据源中挖掘数据规律,是笔者希望继续进行研究的课题。
参考文献
1 卢美律1数据库里的知识发现1科学,1997;49(6):25～282 胡侃,夏绍玮1基于大型数据仓库的数据采掘:研究综述1软件学报,1998;9(1):53～63
编辑 马凯利
(收稿日期:2000-10-27)
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周治中 新型高炉冷却设备———铜冷却壁
高炉冷却壁
高炉冷却壁 发布: 2016-01-05 15:43 来源: 网络专业资料。高炉冷却壁高炉冷却壁摘要:冷却壁是高炉重要的冷却设备,直接影响高炉炉体的使用寿命。本文综述了国内外冷却壁的制备技术... 高炉冷却壁 摘要：冷却壁是高炉重要的冷却设备，直接影响高炉炉体的使用寿命。本文综述了国内外冷却壁的制备技术、应用及其发展概况，分析了铸铁冷却壁、钢冷却壁和铜冷却壁的特点，并探讨了高炉冷却壁的未来发展趋势。 1. 前言 高炉冷却壁是高炉内衬的重要水冷件，安装在高炉的炉身、炉腰、炉腹、炉缸等部位，不但承受高温，还承受炉料的磨损、熔渣的侵蚀和煤气流的冲刷，必须具备良好的热强度、耐热冲击、抗急冷急热性等综合性能。冷却壁能有效地防止炉壳受热和烧红，高炉内衬砖被烧蚀后主要靠渣皮保护冷却壁本身，并维持高炉的安全生产。因此，冷却壁的材质及性能好
坏决定其工作寿命乃至高炉炉身的寿命。国内外钢铁企业的生产情况证明，高炉长寿的关键之一是实现冷却壁的长寿 [1，2]。因而提高冷却壁的质量和使用寿命是高炉长寿的1个重要研究课题。 从20世纪70年代开始，西方一些发达国家对高炉冷却壁进行了大量的研究及材质的更新。目前国外先进高炉的寿命可达15年以上，有的达20年以上，最近大修的部分高炉已将长寿目标定为30年[3]。我国对冷却壁的制造、应用技术研究始于20世纪80年代中期，20多年来我国高炉冷却壁技术取得了长足的进展，但高炉冷却壁的设计研究和制作工艺与高炉长寿的目标还有一定的差距。目前我国很多高炉一代炉役无中修寿命低于10年，仅少数高炉可实现10～15年。 高炉寿命的总体水平与国外先进水平相差较大[4]。 本文旨在总结国内外高炉冷却壁的制备技术和应用现状，分析各类冷却壁的特点，探讨未来高炉冷却壁今后的发展趋势。 2. 高炉冷却壁的种类、特点及其制备技术 冷却壁是高炉的关键部件，在高温状态下工作，工作条件恶劣。其破坏形式是在高温交变热应力作用下引起开裂漏水，使高炉被迫停炉大中修。要延长冷却壁使用寿命，必须选择合理的材质。下面以高炉冷却壁的材质为主线，概述其种类、特点和制备技术。 高炉冷却壁的种类及特点 根据制造材质，高炉冷却壁有铸铁冷却壁、钢冷却壁和铜冷却壁3大类。
高炉冷却壁安装方案
目录 1.编制依据 ............................................................................................................................... - 2 - 2. 工程简介 .................................................................................................................................... - 2 - 2.1 工程概况........................................................................................................................... - 2 - 2.2 工程特点........................................................................................................................... - 2 - 3. 施工部署及施工准备 ................................................................................................................ - 3 - 3.1施工平面规划.................................................................................................................... - 3 - 3.1.1冷却壁安装前后技术要求............................................................................................. - 3 - 3.1.2冷却壁安装钢平台......................................................................................................... - 3 - 3.2施工进度计划.................................................................................................................... - 3 -4．施工方法.................................................................................................................................... - 4 - 4.1施工部位及注意事项........................................................................................................ - 4 - 4.2冷却壁固定.......................................................................................... 错误！未定义书签。 5. 资源计划 .................................................................................................................................... - 5 - 5.1吊机选择............................................................................................................................ - 5 - 5.2施工小型机具使用计划.................................................................................................... - 5 - 5.3劳动力................................................................................................................................ - 7 - 6 质量管理...................................................................................................................................... - 7 - 6.1 质量管理体系................................................................................................................... - 7 - 6.2 质量控制标准................................................................................................................... - 7 - 6.3 质量保证措施................................................................................................................... - 7 - 7. 安全管理 .................................................................................................................................... - 8 - 7.1 安全管理体系................................................................................................................... - 8 - 7.2 安全管理目标................................................................................................................... - 8 - 7.3 安全保证措施................................................................................................................... - 8 - 8.文明施工 .................................................................................................................................... - 10 - 9.环境保护措施 ............................................................................................................................ - 10 -10．全应急救援预案 ................................................................................................................... - 11 - 10.1应急救援指挥小组........................................................................................................ - 11 - 10.2 紧急救护....................................................................................................................... - 11 - 10.3 发生高空坠落事故应急措施....................................................................................... - 12 -施工进度计划表............................................................................................................................ - 13 -施工场地平面规划图 ................................................................................................................... - 13 -
本标准代替YBT4073-1991高炉用铸铁冷却壁
ICS 77.180 YB H 99 中华人民共和国黑色冶金行业标准 YB/T4073—×××× 代替YB/T4073—1991 高炉用铸铁冷却壁 Cast iron staves for Blast Furnace （报批稿） ××××-××-××发布××××-××-××实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布
前言 本标准代替YB/T4073-1991《高炉用铸铁冷却壁》。 本标准与YB/T4073-1991标准有如下一些重要差别： ——本标准增加了铸铁冷却壁材质、品种及性能的主要技术参数。 ——侧重厚大断面、高韧性球墨铸铁冷却壁的特性，以附铸试块及实物性能为主，增加附录B《冷却壁解剖检验》的技术要求。 ——本标准强调了铸铁冷却壁铸入冷却水管的防渗碳处理、检验，增加了附录A《冷却水管防渗碳检验》的技术要求。 ——完善了冷却壁产品检验和验收规则。 本标准的附录A是规范性附录，附录B为资料性附录。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由冶金机电标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：鞍钢重型机械有限责任公司（原鞍钢集团机械制造公司） 本标准主要起草人：姜言埠、谢长发、宋恩余。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：YB/T4073-1991。
高炉用铸铁冷却壁 1 范围 本标准规定了高炉用铸铁冷却壁（灰铸铁、球墨铸铁冷却壁）的技术要求、试验方法、检验规则、质量证明书、标志、包装及运输。 本标准适用于各种容积的炼铁高炉用铸铁冷却壁。如有特殊要求,可在图样或专用技术文件中另行规定。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 223.5 钢铁及合金化学分析方法还原型硅钼酸盐光度法测定酸溶硅含量 GB/T 223.46 钢铁及合金化学分析方法火焰原子吸收光谱法测定镁量 GB/T 223.49 钢铁及合金化学分析方法萃取分离- 偶氮氯膦mA分光光度法测定稀土总量 GB/T 223.58 钢铁及合金化学分析方法亚砷酸钠-亚硝酸钠滴定法测定锰量 GB/T 223.62 钢铁及合金化学分析方法乙酸丁脂萃取光度法测定磷量 GB/T 223.68 钢铁及合金化学分析方法管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量 GB/T 223.69 钢铁及合金化学分析方法管式炉内燃烧气体容量法测定碳含量GB/T 228金属材料室温拉伸试验方法（eqv ISO 6892：1998） GB/T 229 金属夏比缺口冲击试验方法（eqv ISO 148：1983；ISO 83：1976） GB/T 231.1 金属布氏硬度试验第1部分：试验方法（eqv ISO 6506—1：1999） GB/T 699 优质碳素结构钢 GB/T 1348 球墨铸铁件 GB 3087 低中压锅炉用无缝钢管 GB/T 6060.1—1997 表面粗糙度比较样块铸造表面（eqv ISO 2632/Ⅲ：1979） GB/T 6414—1999 铸件尺寸公差与机械加工余量（eqv ISO 8062：1994） GB/T 7216 灰铸铁金相（neq ISO 945：1975） GB/T 8163 输送流体用无缝钢管（neq ISO 559：1991） GB/T 9439 灰铸铁件 GB/T 9441 球墨铸铁金相检验 JB/T 7945 灰铸铁力学性能试验方法 3 产品分类 3.1 按铸铁冷却壁结构形式分类:光面型冷却壁、镶砖型冷却壁、捣料型冷却壁。 3.2 按铸铁冷却壁冷却水管分类:单排管冷却壁、双排管冷却壁、多排管冷却壁。 3.3 按铸铁冷却壁本体材质分类:灰铸铁冷却壁、球墨铸铁冷却壁。 4 技术要求 4.1 高炉用铸铁冷却壁的本体材质可采用灰铸铁、球墨铸铁，如需方另有要求可协商确定。力学性能应符合表1、表2的规定，冲击值见表3。 4.2 高炉用铸铁冷却壁的金相组织应达到表4要求。
1280立米高炉冷却壁安装方案
徐州华宏特钢有限公司1#1380m3高炉冷却壁安装施工方案 编制： 审核： 批准： 河北冶金建设集团有限公司 二0一三年六月
目录 1、工程概况 (1) 2、编制依据 (1) 3冷却壁的安装工艺 (1) 3.1 炉体冷却壁安装 (1) 3.2 炉喉钢砖安装 (2) 4 质量保证措施 (3) 5 安全保证措施 (3)
1、工程概况 本方案为徐州华宏1380m3高炉冷却壁安装方案，共有16段，38种规格，共507块。最大重量为3973kg，最小重量为779kg。部分冷却壁为镶砖冷却壁，重量总计约1210吨。 2、编制依据 1、中钢设计院所发图纸。 2、《冶金机械设备安装工程——炼铁设备》GB208—85。 3、《冶金机械设备安装工程质量检验评定标准》YB9243—92。 3冷却壁的安装工艺 3.1 炉体冷却壁安装 1、安装前应对所有的冷却壁和冷却板进行水压试验及通球试验。水压试验采用1.5 Mpa，保压20分钟，泄露率不得超过3%，用0.75千克钢锤敲击冷却壁各部分不得有“冒汗”现象。通球试验采用Φ48mm直径的木球，用压缩空气将木球从冷却水管一头吹入，从另一头吹出，应畅通。运输或安装过程中有碰撞则必须重新检验。完毕后应封闭管口，防止杂物进入，并保护好管口螺纹。 下面为冷却壁分组试压示意图。
2、冷却壁依照图纸编号和水冷壁编号均匀分布安装。每一层中各块冷却壁之间的间隙设计值为30毫米，偏差为±10mm，每层之间的间隙为30mm，偏差为±1 0mm。安装标高以风口带为基准，各层之间的相对位置以冷却壁展开图中轴线为基准。 3、冷却设备吊装 1)冷却设备进炉的方案： a、冷却壁安装按照从一层逐步向上进行安装。 b、在炉壁标高▽+5.070米处南侧开孔，在孔南侧制作进料平台，利用25T履带吊 车将4块冷却壁吊至运输小车，通过运输小车将冷却壁运送至炉内操作平台。 c、先将第一块就位，可利用螺栓孔用倒链在炉外向炉皮拉到炉壳内表面，贴合就 位并穿入方头螺栓进行固定，之后第二块，依次四块全部就位。 d、每层就位后，调整各块冷却壁使其标高一致以及各种间隙符合技术要求。 2）冷却壁内操作人员站在制作活动吊盘上。在操作面上方均匀焊4个吊环，用4个5T倒链吊起吊盘。依次用倒链将吊盘升高，再向上依上述方法进行操作。 4．冷却壁安装固定螺栓时，每个螺栓要拧紧同等程度保证受力均匀。每安装完一层冷却壁将其吊耳去掉。 5、安装偏差 1)、每层冷却设备上平面标高与设计标高的偏差小于10 mm. 2)、冷却之间的水平和垂直间隙应均匀，与设计间隙的偏差小于lOmm; 3)、冷却壁与铁口框，渣口大套法兰，风口大套法兰之间最小间隙不小于lOmm。 6、各道焊缝必须焊满，不得有泄漏。烘炉后如有泄漏应补焊。 7、冷却壁安装完毕，待冷却系统配管完毕，对系统进行通水试验，检查有无泄漏及冷却水量，判断系统内有无堵塞。 3.2 炉喉钢砖安装 l、炉喉钢砖安装 1)、正式安装前在钢平台上对炉喉钢砖进行予组装，组装时放出大样，校核钢砖组成的内圆是否符合要求，予装合格后对其进行编号，以便于安装时按顺序安装。 2)、照放出的标高线，焊好托板的筋板，再焊托板。托板上平面标高为25.lOOm，误差<1.5mm。 3)、水冷炉喉钢砖最后两块不装，待炉喉钢砖安装完毕后再装最后两块水冷钢砖。
高炉冷却壁
高炉冷却壁 摘要：冷却壁是高炉重要的冷却设备，直接影响高炉炉体的使用寿命。本文综述了国内外冷却壁的制备技术、应用及其发展概况，分析了铸铁冷却壁、钢冷却壁和铜冷却壁的特点，并探讨了高炉冷却壁的未来发展趋势。 1. 前言 高炉冷却壁是高炉内衬的重要水冷件，安装在高炉的炉身、炉腰、炉腹、炉缸等部位，不但承受高温，还承受炉料的磨损、熔渣的侵蚀和煤气流的冲刷，必须具备良好的热强度、耐热冲击、抗急冷急热性等综合性能。冷却壁能有效地防止炉壳受热和烧红，高炉内衬砖被烧蚀后主要靠渣皮保护冷却壁本身，并维持高炉的安全生产。因此，冷却壁的材质及性能好坏决定其工作寿命乃至高炉炉身的寿命。国内外钢铁企业的生产情况证明，高炉长寿的关键之一是实现冷却壁的长寿[1，2]。因而提高冷却壁的质量和使用寿命是高炉长寿的1个重要研究课题。 从20世纪70年代开始，西方一些发达国家对高炉冷却壁进行了大量的研究及材质的更新。目前国外先进高炉的寿命可达15年以上，有的达20年以上，最近大修的部分高炉已将长寿目标定为30年[3]。我国对冷却壁的制造、应用技术研究始于20世纪80年代中期，20 多年来我国高炉冷却壁技术取得了长足的进展，但高炉冷却壁的设计研究和制作工艺与高炉长寿的目标还有一定的差距。目前我国很多高炉一代炉役无中修寿命低于10年，仅少数高炉可实现10～15年。高
炉寿命的总体水平与国外先进水平相差较大[4]。 本文旨在总结国内外高炉冷却壁的制备技术和应用现状，分析各类冷却壁的特点，探讨未来高炉冷却壁今后的发展趋势。 2. 高炉冷却壁的种类、特点及其制备技术 冷却壁是高炉的关键部件，在高温状态下工作，工作条件恶劣。其破坏形式是在高温交变热应力作用下引起开裂漏水，使高炉被迫停炉大中修。要延长冷却壁使用寿命，必须选择合理的材质。下面以高炉冷却壁的材质为主线，概述其种类、特点和制备技术。 2.1. 高炉冷却壁的种类及特点 根据制造材质，高炉冷却壁有铸铁冷却壁、钢冷却壁和铜冷却壁3大类。 2.1.1. 铸铁冷却壁 20世纪50年代初，我国高炉采用的是原苏联设计的冷却壁，冷却壁本体是一般铸铁，如HT150，HT200，内铸蛇形冷却水管，镶砖为粘土砖。20世纪70年代，我国的第二代冷却壁本体材质为低铬铸铁…引，冷却水管的进水管在下，水流垂直向上，排水管在上方，冷却壁镶砖为粘土砖。武钢、鞍钢、首钢的高炉在此期间均有应用。20世纪80年代，我国的第三代冷却壁本体采用铸态高韧性铁素体球墨铸铁，典型材质为QT400—18和QT400—20，冷却水管与第二代基本相同，镶砖采用嵌砌的方式。
中天7号高炉冷却壁八年零破损
摘要立足8年炉龄的中天钢铁7号高炉，采取一定长寿技术和管理措施，对中天钢铁7号高炉炉役后期在强化冶炼与高炉长寿方面所做的工作进行了总结分析，通过采用精料、加钛矿护炉、优化操作制度以及合理维护等操作技术措施，7号高炉在炉役后期实现了稳定顺行生产，延长了高炉寿命，单位炉容产铁量超过10000 t/m3，各项技术经济指标不断改善。关键词高炉长寿炉役后期 中天钢铁7号高炉始建于2011年，于12月16日顺利开炉，容积850m3，20个风口送风，炉前东西场两边各一铁口，炉缸使用的是北京瑞尔非金属材料有限公司提供的大块单元式风口组合砖，整体式陶瓷杯壁（带密闭隔热夹层），双向错台的陶瓷杯垫砖，见图1。上料系统采用斜桥小车上料，无料钟旋转溜槽多环布料；炉前东西出铁场均采用摆动沟罐位，冲渣系统采用环保底滤法，保证高炉出尽渣铁；高炉本体冷却采用工业水开路循环；鼓风机AV50—14，热风炉为顶然式，送风采用两烧一送原则。 截止2020年2月份已连续正常生产八年多时间，期间无特殊炉况发生，通过操作维护和加
强炉体监护工作高炉投产八年来无冷却壁烧损，打破了高炉炼铁生产过程中发生冷却壁烧损的历史，创造了“中天骄傲”。高炉利用系数已达3.8t/（m3·d）以上，燃料比520kg/t以下。截止目前，7号高炉在一代炉龄无大、中修情况下单位炉容产铁量突破1.06万吨，参照目前高炉长寿标准，7号高炉已经成功跨入世界钢铁企业长寿高炉行列，并且在全国同等立级高炉中多项技术经济指标名列前茅，尽管已处于炉役后期，仍然保持着稳定高产的生产状态。其中多年来主要经济指标如表1所示。由表中可以看出7号高炉各项指标在稳定不断进步。2020年因新型冠状肺炎疫情的影响，公司决定7号高炉2月3日降料面停炉，为后续开炉快速达产于3月5日开始炉内扒料，通过测量观察风口以上冷却壁镶砖基本还保留，炉缸除了东西铁口橡角区侵蚀到碳砖表面，其它侧壁区域陶瓷杯完整存在，见图2。停炉时风口组合砖状况至停炉时所有风口无变形，上翘现象；停炉时陶瓷杯壁砖的状况铁口中心线以上位置，陶瓷杯壁砖侵蚀最大位置，剩余杯壁厚度200mm，包括铁口上方的二层陶瓷杯壁砖。停炉时陶瓷杯垫状的状况由于停炉前高炉运行良好，高炉本体各处温度平稳，按照熔损计算，炉底陶瓷杯垫砖侵蚀度低，因此本次停炉后不准备对炉缸底部进行处理，辩证的说明高炉炉缸没有安全隐患，高炉还可延续生产。 1 操作制度
高炉冷却壁安装方案
目录 一、冷却壁安装概述 (1) 二、施工工艺流程及操作要点 (1) 三、施工材料与设备 (10) 四、质量控制 (11) 五、安全措施 (11) 六、环保措施 (12)
一、冷却壁安装概述 1.1概述 新3#高炉是钢铁有限公司节能技术减排改造项目，本工程工程量大、技术要求高、牵涉专业多、施工难度大、质量标准高、施工工期紧，其中冷却壁设备安装数量多、吨位大、工序复杂，为尽量缩短施工工期，安全优质按时完成该项施工任务，特制订本《冷却壁安装施工方案》。本座高炉炉身第1~5段采用灰铸铁（HT200）冷却壁。其中第1段43块；第2段42块；第3段42块；第4段42块；第5段26块。第6~8段采用铜冷却壁，每段各42块。第9~15段采用球墨铸铁（QT400-20）冷却壁。其中第9段40块；第10段38块；第11段36块；第12段34块；第13段32块；第14段30块；第15段为“C”型冷却壁，共36块。 二、施工工艺流程及操作要点 2.1铸铁冷却壁安装工艺流程（见工艺流程图2.1-1图）
工艺流程图 2.1-1图 2.2铜冷却壁安装工艺流程 2.2.1铜冷却壁的主要安装流程：吊装前旋入定位销、套入水管护套密封胶圈→铜冷却壁安装就位→旋入固定螺栓（第7段的固定螺栓可在吊装前预装）→套入固定螺栓斜垫片、平垫片、预紧螺母→调整铜冷却壁正确位置→扭紧螺母→固定螺栓与螺母、螺母与垫片、垫片与炉壳焊接→套入定位销焊接板—定位销与焊接板、焊接板与炉壳焊接→旋入测温管、套入焊接板、测温管与焊接板、焊接板与炉壳焊接→堵塞铜冷却壁之间的纵向和周向间隙→炉壳与铜冷却壁之间空隙灌浆→检查并清除外炉壳浆液溢出料→焊接螺栓密封罩→焊接波纹补偿器。 2.3水冷壁安装 2.3.1铸铁冷却壁安装应遵循下列要求 1、冷却壁运到现场安装前，应将冷却壁分类摆放，进行外观检查，并按设计文件要求对冷却壁逐块进行通球试压检验，符合要求后才能开始制作样板。 2、用经纬仪在炉壳内分出十字线（0°、90°、180°、270°），先保证冷却壁在炉壳内1/4范围匀布，再扩展到一周匀布，同时用样板在炉壳上预安装，并做好编号，要求与冷却壁相对应。 3、对于已开孔进行安装的冷却壁，应根据图纸结合专用器具实测冷却壁进出水管位置和螺栓孔位置，在炉壳上对已开的安装孔进行复核。 4、安装就位后的冷却壁可采用铁楔进行间隙调整，具体冷却壁
高炉冷却壁的传热学分析
钢铁 IRON & STEEL 1999年 第34卷 第5期 No.5 Vol.34 1999 高炉冷却壁的传热学分析* 程素森 薛庆国 苍大强 杨天钧 摘 要 应用传热学理论计算分析了高炉冷却水的稳定性、冷却水的水速、冷却水管与冷却壁本体的间隙及冷却壁的高度对长寿高效高炉冷却壁寿命的影响。 关键词 高炉 冷却系统 HEAT TRANSFER ANALYSIS OF BLAST FURNACE STAVE CHENG Susen XUE Qingguo CANG Daqiang YANG Tianjun (University of Science and Technology Beijing) ABSTRACT In this paper, effect of the cooling water stability, cooling water velocity, gap between cooling water pipe and stave and height of stave on the stave life is analyzed by heat transfer theory. KEY WORDS blast furnace, cooling system 1 前言 在1994年国际炼铁会议上，霍戈文公司(Hoogven)的专家提出了下一个世纪钢铁联合企业生存的条件之一是高炉寿命达到15年。日本千叶6号高炉(容积为4500m3)到1997年底已经连续生产20年6个月，创高炉长寿的世界记录。80年代以来国外新设计的高炉寿命一般在15年以上，而我国1000m3以上高炉的中修周期目前一般为4～5年，大修周期一般为9年左右。因此，就整体而言我国高炉寿命与国外相比仍有很大差距。 高炉是一个巨大的反应器，其寿命与许多因素有关，依据我国对高炉寿命的调查结果，冷却系统的设计和制造质量是影响高炉长寿的重要因素之一。过去高炉冷却系统的设计是根据经验或破损调查，随着计算技术及传热学理论及其应用的不断发展，加之人们对冷却器认识的不断深化，应用传热学数值计算对冷却器进行结构参数优化已经成为可能。 2 冷却系统的设计 冷却系统包括冷却水及冷却器。首先，冷却水质的好坏直接关系到冷却器能否达到设计的冷却效果，关系到能否保证冷却器不被烧坏。其次，合理的冷却水水速既可以保证冷却器的冷却能力，又可以降低能耗。冷却器结构参数的合理选取既可以保护炉墙免受炉内热流冲击破坏，又可以减少炉内热量损失，降低燃料消耗。 2.1 冷却水
高炉工程冷却壁安装方案
达州智源1—318Ｍ3高炉工程冷却壁 试 压 及 安 装 方 案 中国五冶达州项目部
目录 第一章概述 1.1编制依据 (5) 1.2工程简介 (5) 1.3 冷却壁安装参考规范 (5) 1.4 质量标准 (5) 第二章冷却壁安装方案 2.1 冷却壁试压 (6) 2.2 冷却壁安装技术要点 (6) 2.3 冷却壁安装工艺流程 (7) 2.4冷却壁安装工艺要点 (7) 2.5冷却壁安装临时平台需用材料汇总 (9) 2.6．试压需设备﹑材料﹑人员 (10) 第三章安全保证措施 3.1安全管理目标 (11) 3.2施工安全生产保证体系 (11)
第一章概述 1.1 编制依据 （1）招标文件规定及国家现行的规范和标准。 （2）本单位有关人员对工程建筑场地的勘察。 （3）本单位质量体系文件。 （4）本单位承担类似工程的经验。 （5）施工组织设计。 （6）业主提供的图纸资料。 1.2 工程简介 高炉系统工程中，冷却壁安装分为炉底、炉缸、炉腹、炉腰、炉身五部分八段共188块，最重的一块为2.028t,冷却壁总重约242t,为了保证工期的绝对性，制定合理的安装方案，对确保冷却壁安装的及时性非常重要。 1.3 冷却壁安装参考规范 1、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）； 2、《钢结构制作安装施工规范》YB9254-95； 3、《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50231-98）； 4、《炼铁机械设备工程安装施工验收规范》GB 50372—2006。 1.4 质量目标：工程质量达到合同规定的合格要求。
第二章冷却壁试压及安装方案 2．1冷却壁试压 冷却壁及支梁式水箱在安装之前应进行水压试验和外观检查，并进行通球试验，步骤如下： 1．采用8t吊车配合，按图纸编号将1-8层冷却壁分段试压，打压合格后用红油漆填上合格，并填写打压资料。 2．采用串联打压，每5块一组，发现压力表有下降现象，则对每块单独打压，不合格的打上记号，反之则全部合格。 3．试验使用的压力表，应经校核合格并有铅封或在校验合格有效期内；压力表的精度不低于1.5级；表盘的满刻度值应为最大被测压力的1.5倍。试验压力为1.2MPa（注：试验压力参考重庆钢铁集团有限公司冷却壁制造及安装总说明中第4.2条）水压试验应缓慢上升，待到试验压力后稳定10min，再将试验压力降至设计压力，停压30min以压力不降，无渗漏合格。 4．通球试验采用木球，木球的直径为钢管内径的76%，正反向都能顺利通过木球为合格。 5．试验结束后及时撤除压力表，阀门等设施，排尽积液并盖上管帽。 2.2 冷却壁安装技术要点 1．安装冷却壁应在铁口框﹑渣口﹑风口﹑法兰及进风弯管拉杆座﹑液压炮锚钩座等设备安装完毕后，才能进行。 2．在安装冷却壁前应根据实际管口及螺栓孔位置在炉壳上开孔。 3．每段冷却壁中有一块两边平行的合门用冷却壁，应在每段最
高炉冷却壁的制备技术及其进展
高炉冷却壁的制备技术及其进展 范晓明1,胡寿玉1,余光明2,金 凯2,钟 毅2,范宝柱2 (1.武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;2.武汉钢铁(集团)公司机械制造有限责任 公司,湖北武汉430083;) 摘 要:冷却壁是高炉重要的冷却设备,直接影响高炉炉体的使用寿命。本文综述了国内外冷却壁的制备技术、应用及其发展概况,分析了铸铁冷却壁、钢冷却壁和铜冷却壁的特点,并探讨了高炉冷却壁的未来发展趋势。 关键词:高炉;冷却壁;铸铁;钢;铜 中图分类号:T G 321.4 文献标识码:A 文章编号:100121447(2007)0420051204 Manufacture technology and progress of cooling staves for blast f urnace FAN Xiao 2ming 1,HU Shou 2yu 1,YU Guang 2ming 2,J IN Kai 2,ZHON G Y i 2,FAN Bao 2zhu 2 (1.School of Materials Science and Engineering of W HU T ,Wuhan 430070,China ;2.Machinery Manufact uring Co.Lt d.of WISCO ,Wuhan 430083,China ) Abstract :Cooling stave is an important equip ment of blast f urnace and has an effect on blast f urnace life directly.In t he paper ,t he manufact ure technology ,application and e 2volution of different cooling staves of blast f urnace are summarized home and abroad.The characteristics of cast iron stave ,steel stave and copper stave are analyzed and t he develop ment t rends of cooling stave in f ut ure are also discussed.K ey w ords :blast f urnace ;cooling stave ;cast iron ;steel ;copper 作者简介:范晓明(1957-),男,湖北洪湖人,教授,主要从事合金材料研究. 高炉冷却壁是高炉内衬的重要水冷件,安装在高炉的炉身、炉腰、炉腹、炉缸等部位,不但承受高温,还承受炉料的磨损、熔渣的侵蚀和煤气流的冲刷,必须具备良好的热强度、耐热冲击、抗急冷急热性等综合性能。冷却壁能有效地防止炉壳受热和烧红,高炉内衬砖被烧蚀后主要靠渣皮保护冷却壁本身,并维持高炉的安全生产。因此,冷却壁的材质及性能好坏决定其工作寿命乃至高炉炉身的寿命。国内外钢铁企业的生产情况证明,高炉长寿的关键之一是实现冷却壁的长寿[1,2]。因而提高冷却壁的质量和使用寿命是高炉长寿的1个重要研究课题。 从20世纪70年代开始,西方一些发达国家对高炉冷却壁进行了大量的研究及材质的更新。目前国外先进高炉的寿命可达15年以上,有的达20年以上,最近大修的部分高炉已将长寿目标定为30年[3]。我国对冷却壁的制造、应用技术研 究始于20世纪80年代中期,20多年来我国高炉冷却壁技术取得了长足的进展,但高炉冷却壁的设计研究和制作工艺与高炉长寿的目标还有一定的差距。目前我国很多高炉一代炉役无中修寿命低于10年,仅少数高炉可实现10～15年。高炉寿命的总体水平与国外先进水平相差较大[4]。 本文旨在总结国内外高炉冷却壁的制备技术和应用现状,分析各类冷却壁的特点,探讨未来高炉冷却壁今后的发展趋势。 1 高炉冷却壁的种类、特点及其制备技术 冷却壁是高炉的关键部件,在高温状态下工作,工作条件恶劣。其破坏形式是在高温交变热应力作用下引起开裂漏水,使高炉被迫停炉大中修。要延长冷却壁使用寿命,必须选择合理的材质。下面以高炉冷却壁的材质为主线,概述其种类、特点和制备技术。 ? 15?2007年 8月第35卷第4期钢铁研究 Research on Iron &Steel Aug.2007 Vol.35 No.4
1#高炉冷却壁
1#高炉冷却设备烧损原因分析及采取的对策 曹冶民李斌宜 （龙门钢铁集团有限责任公司） 摘要龙钢1#高炉由于设计、设备、冷却制度及操作等方面的原因，造成冷却设备烧损频繁，通过分析，制定出一系列对策，实践证明，效果显著。 关键词冷却设备烧损原因分析对策 1、概述： 龙钢1#高炉有效容积450m3,于2003年元月投产,使用的冷却设备有镶砖冷却壁、光面冷却壁、冷却板以及水冷炉喉钢砖。由于施工时间紧，设备有缺陷，炉顶设备及炉后上料系统故障频繁，冷却制度不合理及操作方面的影响等原因，造成炉身冷却板大面积烧坏，局部炉壳温度升高，发红、冒煤气甚至冒火星、喷渣，严重影响高炉的正常生产。 2、高炉冷却情况 2.1高炉本体冷却壁简况 1#高炉本体冷却采用半密闭循环冷却系统，壁板结合，密集式冷却，共有冷却壁460块，冷却板224块，水冷炉喉钢砖18块。从炉底向上共有19段冷却壁，第一至四段（炉底、炉缸区）为光面冷却壁；第五至十四段（炉腹、炉腰、炉身下部区）为镶砖冷却壁；第十五至十九段（炉身上部）为光面冷却壁；冷却板位臵从炉腰至炉身镶嵌在冷却壁夹缝中。冷却壁的分布情况见表（1）
表（1）1#高炉冷却壁分布情况 2.2冷却水循环系统简况 2.2.1冷却设备 从开炉至2004年5月以前,高炉本体各部位的冷却设备均工作正常,但是从2004年5月中旬炉身下部冷却板开始烧损,截至2006年4月,共计损坏冷却设备60块:其中炉身冷却板41块,占冷却板总数的18.3%，现已全部更换；炉腰冷却板2块,暂时无法更换;炉腹冷却壁3块,2块加外冷却水箱,1块加外喷水；炉喉钢砖损坏14块,现全部灌浆后封死。具体损坏时间及数目见表（2） 2.2.2炉体冷却系统运行情况 开炉初为了满足冷却要求, 高炉配备常压供水水泵3台，两 开一备；高压供水水泵2台，一开一备，水泵的具体参数见表（3）由于我公司使用的循环水为工业水，水质硬度大，无法达到 软水的要求，为了满足生产的需要，因此在冷却水中配加YH缓腐 阻垢剂和杀菌除藻剂。加入缓腐阻垢剂的主要作用是控制水中钙、镁离子浓度，降低冷却水的硬度。加入杀菌除藻剂主要是杀死水 中的藻类。开炉初炉体各部位的冷却参数见表（4）。
1080m3高炉冷却壁安装与吊盘使用方案
唐山新宝泰钢铁有限公司 3#高炉大修工程 冷却壁安装及吊盘使用 施工方案 中国二十二冶集团市政工程公司新宝泰项目部 2012/2/26
工程简介： 1.1工程名称：唐山新宝泰钢铁有限公司3#高炉大修工程 1.2工程地点：唐山市丰润区 1.3建设单位：唐山新宝泰钢铁有限公司 1.4设计单位：唐山钢铁设计研究院有限公司 1.5监理单位：唐山三环工程建设监理有限公司 1.6工程主要内容： 1.6.1高炉冷却壁： 冷却壁共有15段，该设计无炉喉缸砖，总计513块。单块最小重量为1725Kg,最大重量为6281Kg，总重量1323.316t。该冷却壁与常规冷却壁安装方式不同，1-4带光板冷却壁采用外部螺栓连接，冷却壁上为车制螺孔直接用于螺栓连接；5-12带镶砖冷却壁为无螺栓连接，采用冷却水管套管与炉壳外壁焊接连接；13-15带镶砖冷却壁，连接方式与1-4带相同。冷却壁底标高为5.145米，顶标高为33.500米。 2、施工机具一览表
2.施工前准备工作 2.1进行技术交底，下达施工工艺、质量要求、进度计划、安全措施等。 2.2准备吊装机械、运输车辆、吊装索具和其它机具 2.3待开始安装冷却壁时先将吊盘挂好。 2.4校对炉皮开孔与冷却壁的尺寸：用经纬仪在炉壳内分出十字线，（0°、90°、180°、270°）并对开孔的几何尺寸和角度进行校对。 2.5冷却壁的打压和通球试验均在厂家出厂前进行，现场检查合格证和厂家打压通球试验记录，合格后方可接收。 2.6冷却壁安装前在现场进行试压和通球，试验合格经甲方、监理签字后才可以安装 3.吊盘的制作及使用 吊盘作为安装冷却设备最重要的工具，其安全性和实用性是最主要的功能。本吊盘主要用于高炉冷却壁的安装，在炉壳开始安装时，
《铸造设备与工艺》期刊2010年总目次
2010年第6期铸造设备与工艺 《铸造设备与工艺》2010年总目次 ·总目次· ·刊庆专题· 现代铸造厂的建设与铸造行业的技术进步（续完···················） 胡群芳（1-1） ·设备研究· 粘土砂铸造造型线的选用与生产维··护贾瑛（1-10） 金属件铸型数控加工制造技术应用研········究 陈少凯，单忠德，刘 丰，程正伟（2-1） 浅谈中频炉炉龄的提·········高张广贺（2-3）延长中频感应炉酸性炉衬寿命的措···施蔺亚琳（2-6）机械手抛丸机在铸件清理中的应用与改············进 张利欣，尹德秀，张 利（2-8）铸石生产线应用机械手脱模的研···········究 王 浩，张安义，武 宇（2-11） ·铸造设备· 我国铸造装备生产及使用基本情·况刘小龙，邝鸥（3-1）工频感应电炉修炉工艺及炉胆结构的改·进和丽云（3-5）“一拖三”中频感应电炉的节能与应···用吉耀庭（3-6）旧砂再生中激振力对旧砂搓磨力度的理论分···············析 孙耀天，吴 剑（3-9） 电炉熔化烟气治理工艺及过程控········制 詹昌俊，姜成东，杨继忠，史磊（3-12）抛丸机中抛丸器的优化设计再·····议徐金鸿（4-1）铸造装备应用物联网系统的可行性分··析吴剑（4-7）插装阀在静压造型线液压系统中的应·用王志锋（4-10）DC 两线电感式接近开关在造型线上的应用 ···········李汉宁，吴军，黄凌建（4-12）冲天炉的尾气除尘与节········能张明（5-1） 现代化大批量汽车铸件生产线砂处理系统建设体···················会 吴毅（5-4）新建中小规模铸造工厂的设计和管···理丛培邦（5-8）重视中频感应炉熔炼的冶金功·····能钱 立（6-1） 浅谈电磁干扰对PLC 控制系统运行的影·响郑海彪（6-3）ABB 机器人在铸造组芯整体浸涂上的应· 用祝庆智（6-5） 现代连续式混砂机的液料系············统 朱以松，李伟，董 鄂（6-8） ·消失模与V 法铸造· 应用消失模技术提高铸件生产的经济效···········益 阴世河，阴世悦，吴祖禹（1-15）消失模白模黏结剂选··用应根鹏，郑又春，章舟（2-13） 铸造高铬铸铁复合锤········头 章舟，李艳明，应根鹏，厉三余（2-19） 防止消失模铸造盲孔塌箱的方····法周祚超（2-21）用V 法铸造工艺生产铸钢件的气孔缺陷分析与防··················治 周德钢（3-25）应用消失模铸造工艺生产煤机柱窝铸钢件的工···········艺 秦国治，马纪江，阎喜红（3-26） V 法铸造用EVA 吹塑膜与流延膜的热成型性能 及各向异性比····较高明，李倩，叶升平（3-27） 富氧送风技术在消失模铸造中的应·····用 秦国治，马纪江，王辉，程兴惠，余辉（5-27） 国内消失模铸造关键性功能型设备和生产线的现状和展········望 高成勋，孙黄龙，戴亚坤，刘伟明（5-28）主离合器壳体消失模铸·······造曹炜波（6-29） 浅谈消失模生产耐磨铸件的体········会 刘清信，石卫东，张付成，郑伟静（6-31）发动机缸体消失模铸········造祁交九（6-34）碳钢轮毂的消失模铸·····造高成勋，刘伟明（6-36） ·铸造工艺· 冷芯盒设备问题产生废芯的原因分析及解决措········施 刘屹，杨春霞，王国强，姚红（1-36） 铸钢大型渣罐的生产与质量控··········制 马金元，马越，郝海文，等（1-39） 借助数学公式法求解铸件的冒口尺··寸子澍（1-41）高强度马氏体不锈钢铸件的铸·造郭建明，夏建忠（2-32）随流孕育处理对WD615汽缸盖组织和断面均匀性的影·响 许景峰，杨华，田普昌，张敏之，张杰，谢瑞财（2-34） 中频无心感应电炉炉衬的气动筑炉与维···············护 陈晓光，杨贵成（3-15） 陶瓷过滤片在低压铸造铝合金汽车轮中的应···············用 王 岩，邢秋林（3-18） 厚大断面球铁轴承盖的生···········产 杨恒远，徐培好，杨 华（3-20） 轧钢机牌坊的铸造生产工···········艺 郭洪涛，郭林，刘波（3-22）潮模砂气冲造型13B 车钩工艺实···践张代河（4-14）LJ465Q-1A 发动机曲轴箱热芯盒模具的优化设··················计 尹志鹏（4-19） 合成铸铁生产缸体铸件的工艺技········术 叶天汉，陈翌庆，苏勇，黄光伟（4-21） 中频感应电炉熔炼铸态铁素体球墨铸铁工··················艺 陈晓光（4-24）YC6113柴油机蠕墨铸铁缸盖铸件的质量控····制 邓劲珊，刘治军，刘春雷，蔡俊涛，宾小丽（4-27）利用垂直分型技术生产高品质球墨铸铁·件裴兵（4-30）对HTAC 燃烧机制下金属镁还原罐内温度分布的数值模········拟孙阳，柴跃生，侯冰洋，张敏刚（4-32） 浅析热芯盒水冷射砂板漏水原因及改进设计方···········案 张聚辉，姜青河，孙志扬（5-14） ⅰ 铸造设备与工艺 FOUNDRY EQUIPMENT AND TECHNOLOGY 2010年第6期 Dce.2010№62010年12 月