8.6  水温和水温差

高炉各部位的热流强度与水速、水温、进出口水温差有着直接关系。进水温度是与大气温度和回水状态有关。一般企业是：夏季天为30～35℃，冬天为23～25℃。表5为冷却设备进出水温差参考值。

表5  冷却水温控制值 ，℃

8.7  水冷炉底

水冷炉底较风冷炉底冷却强度大，能耗低。目前，国内外大型高炉普遍采用水冷炉底形式。其供水方式可有两种，一种由炉缸排水供给，另一种为由炉体给水总管供水。

6         高炉炉体维护

对炉体各部位炉衬进行监测，控制炉内煤气流的边缘发展，进行喷补炉衬和科学维护等手段均可有延长高炉寿命的效果。

6.1    建立完善的监控设施

对冷却水温差进行监测十分重要。目前大部分高炉是用人工监测。水温差是直接反映出相应部位冷却壁承受热负荷的状态，可判断炉衬破损的情况。因此，要求每个班均要对冷却壁水温差情况变化进行观察记录，及时进行分析。对超过允许范围水温差变化部位要及时采取相应措施。尤其是炉缸部位的水温差升高要及时进行科学判断，可采取清洗冷却壁，提高供水压力，增加供水量，减少冷却壁供水串联数量等措施。对冷却壁水温差值超过规定值时，可堵相应部位风口，布料适当加重边缘矿石，改用新水强化冷却；以至于提高炉温，进行钒钛矿护炉等措施。

高炉建设时应在炉底、炉缸、炉腹、炉腰、炉身内衬均应设置一定数量的测温装置，可直接掌握相应部位内衬的温度、侵蚀情况，其灵敏度和可靠性均高于冷却水水温差。

6.2    冷却设备破损监测和处理

冷却设备破损漏水要及时发现，及时进行处理。冷却设备破损后漏水会直接影响到炉缸炭砖的寿命。碳和石墨在氧化气氛中可氧化成气态，400℃就能被氧化，500℃和水发生气化作用，700℃时开始和CO₂发生反应，均生成CO气体，而使炭砖破损。碳化硅在高温条件下也会缓慢发生氧化作用。炉缸中漏水，是氧的主要来源。不少大修后发现炉缸炭砖破损严重的部位，大多数是在生产过程中曾有过大量漏水的记录。所以，对于冷却设备漏水，一定要及时进行处理。特别是风口坏，更要及时换掉。

冷却壁损坏严重时，可在相应部位插入冷却棒（柱形铸铜冷却器），压入硬质耐火泥，可维持高炉正常生产。冷却壁大面积破损，可在中修时进行更换。新冷却壁背后要灌浆，表面要喷涂一层耐火材料，要防止出现板间的间隙。对已坏冷却壁的再生法：用直径小于进水管的波纹管（耐压、不锈钢）穿入冷却壁内管之中。两管之间用导热性好的耐火材料填充。

6.3    炉衬喷涂修补

在高炉生产的后期，炉衬破损较严重，难以维持合理操作炉型，冷却设备也容易暴露出来，易损坏。为此，有必要停炉，控料线，进行散状耐火材料喷补（有普通喷补、长枪喷补和遥控喷补3种方法），在残存砖或冷却器表面附着一定厚度的耐材，可替代重新砌筑的耐火砖衬，恢复炉型。为使喷补料粘附力强，可在底板上安装一些铆钉或铁网。湿法喷补要少用水，或不用水，可提高其强度。喷补维持的效果可在6个月至1年以上。北京联合荣大、苏州眠泰克和美固美克等企业均有较好的技术业绩。

6.4    灌浆修补法

对炉皮发红，煤气串通严重的部位，炉缸冷却壁水温差高的部位可以进行灌浆。利用特殊压入设备，在一定压力下，通过管道把特定的耐火材料从炉子外部输送到需要维护的部位，达到充填空隙和修补炉衬的作用。这是可以在不停炉情况下对炉衬进行维修。只限于局部位置，量也比较小。灌浆压入维修有充填式维修和造衬式维修两种。

9.5.炉缸浇注

风口大套以下,铁口中心线以上的炉墙进行整体浇注,使用一种高强度,高导热,耐渣铁侵蚀的新型炉缸内衬材料,在炭砖破坏较严重的情况下,可形成一个新的炉衬.其厚度可在200-400mm。施工前要先清理好,一些疏松的物质也要清理掉. 支好模具后进行浇注, 浇注后要进行烘烤.选用美固美特的浇注料,可实现数年的正常生产.

7         高炉操作维护

高炉长寿是一项系统工程，要贯穿于高炉生产的全过程之中，在生产过程中要对炉体进行精心维护和操作。对开炉初期、生产中期和炉役后期的3个阶段要采取不同的维护手段，来促进高炉长寿。

7.1    合理开炉操作

开炉时使用铁品位低、渣量大的炉料，以生产大量炉渣，很快形成渣皮，保护炉衬，防止煤气流的冲刷。

开炉时要有一定时间的高炉温阶段，使炉缸内形成稳定的渣铁沉积，以利于保护炉缸、炉底；也有利于炉衬内的水份得以充分地蒸发、溢出。目前，我国有些高炉开炉实行快速达产，是不利于炉衬水份蒸发和砖衬逐渐膨胀定位，是不利于高炉长寿的。

7.2     改善炉料质量，为优化高炉操作创造好条件

炉料转鼓强度高，粒度均匀，含有害杂质少，冶金性能好，可使高炉实现高效化生产。炉料质量高，就会使炉料和软熔带透气性好，煤气流分布均匀，煤气压力损失少，有利于高炉进行强化冶炼。

7.3     进行科学布料，控制边缘煤气流发展

使用无料钟炉顶设备可以实现大矿批，正分装，中心加焦，定点布料等方式上料。工长操作完全可以控制炉内边缘煤气流的过分发展，降低煤气对炉墙的冲刷，是有利于高炉长寿。

高炉炉役后期，炉型不规则，边缘煤气流不易控制，渣皮不稳定，局部区域炉皮发红，冷却设备易破损，高炉生产不好操作。这时，工长们就要充分利用好上下部调剂相结合的手段，使用可以促进延长高炉寿命的操作手段进行工作。例如，在布料矩阵变化不大的前提下，逐步扩大布矿区域，力求料面趋于平坦，适度发展中心气流，抑制边缘煤气流；在冷却壁、风口易坏的部位换上长风口，缩小风口直径，提高风速和鼓风动能，改善炉缸工作状况等。

一些中小高炉采用大风量、高冶炼强度，实现高产，会过分发展边缘煤气流，破坏炉墙，使高炉寿命降低。现在，要转变高炉炼铁经营理念，不能再追求高产，要追求低燃料比，低成本，高炉长寿。

7.4     进行钒钛矿护炉

在炉缸冷却壁水温差超过规定范围时，要进行综合技术分析：水温差升高的冷却壁进出水量是否正常？周边的冷却壁水温差是否也随之有变化？水温差升高的速度和发展趋势如何？要查看水温差变化的历史记录，并要用表面温度计对相应部位的炉皮温度进行测量等现象进行综合判断。如确认，该冷却壁水温差升高能够真实地反映出该部位炉衬侵蚀严重后，要及时采取一切有效措施，尽快将水温差值降下来。包括对该地区冷却壁进行清扫，加大通水压力和水量，甚至可用清洁冷水专门进行冷却；对该部分炉内施实灌浆；堵相应部位风口，改炼高标号生铁等。使用钒钛矿进行护炉是对炉缸、炉底炉衬进行保护的有效方法。

钒钛矿护炉的机理：TiO₂在高炉内可还原成为TiC、TiN及其连接固熔体Ti（CN）。由于Ti的碳、氮化物熔化温度很高，纯TiC为3150℃、TiN为2950℃，Ti（CN）固熔体的熔点也很高，它们对炉缸、炉底的内衬均起到保护作用。为使高炉能继续保持正常生产，在烧结矿中加入3％左右的钒钛磁铁精粉，或使用5～7kg/t钒钛块矿入炉，就可以产生护炉的效果。

在开始阶段，钒钛磁铁矿用量占含铁炉料的2.5％左右，生铁中的Ti含量在0.10％～0.15％。维持一段时间，待水温差有所下降，并相对稳定时，逐步降低钒钛矿用量，最后维持在每吨生铁含Ti在5kg/t左右即可。在此期间，冷却壁的水温差应维持在0.8℃以下。

8         建立高炉长寿工作的预案制

在高炉长期生产过程中会遇到一些突发事件和特殊情况，各炼铁企业应对一些重大突发事件和特殊情况处理的预备方案。预备处理方案是经过科学慎密的思考下制定出来的。执行预案制会使企业的生产和经济损失少，高炉仍可得到长寿。对高炉长寿有影响的特殊情况列举以下几种情况：

·突然停水、停电对冷却设备的保护处理。

·炉墙结厚、结瘤处理如何保护好耐火内衬。

·炉缸堆积的洗炉处理如何操作。

·铁口出水的判断和处理。

·炉役后期的炉缸维护，特别是对局部水温差升高的判断和处理等。

9         高炉安全生产

炉缸渗铁或烧穿都是会有征兆的，需要操作人员仔细观察，尽早发现，最明显的就是炉缸冷却壁水温差异常升高，炉缸侧壁的热电偶温度异常升高。造成升高的原因有两类：一类是点升高，另一类是面升高，因此要认真观察和分析是点升高还是面升高，点升高是铁水或煤气沿缝隙窜出来造成的，面升高绝大多数是砖衬被侵蚀，操作人员应根据情况认真观察分析，得出科学结论，采取不同措施处理。

冷却壁出现水温差升高、异常情况的处理：

（1）出现水温差异常升高后，就可根据热电偶显示数据，计算炉墙残留厚度，如无热电偶则可通过冷却壁的水流量和温差，算出热流，再除以冷却壁面积得到热流强度，再算残余厚度。如果残余厚度小于300mm就应停炉大修了；如果大于此值，就要采取必要措施来护炉，应采取以下应急措施：

① 堵温度高处的风口；

② 加大冷却水量，最好降低进水温度，或提高水压；

③ 降低高炉冶炼强度，例如短期降20%左右；

④ 加含Ti料护炉，一般应达到铁水中含Ti：0.15%~0.2%，砖衬残余厚度较薄时可短时加大到0.25%。另外，同时应将铁水含硅提高到0.45%以上，要使铁水中Ti+Si=0.6%左右（不应低于0.5%），以利于铁水中形成TiC，TiN和石墨碳析出形成保护层；

⑤ 严重时应凉炉，凉炉前应使铁水含Ti在0.2%或0.25%。

（2）加强出铁管理，降低出铁速度，保证铁口长度。

（3）水温差升高的局部进行灌浆处理，效果会更好。

（4）部分高炉是由于炉料有害杂质含量过高，使炉缸炭砖被破坏，造成的水温差升高，应短时大幅度降低炉料中有害杂质含量，加强护炉。