黄炳荣

北海诚德金属压延有限公司

摘  要  新建一座大型高炉或对一座进行改造性大修，耗资巨大，多达上亿元。因而高炉使用寿命直接关系到钢铁工业的经济效益，高炉长寿也就顺理成章成为现代化高炉追求的目标根据高炉炉身、炉腰、炉腹的侵蚀机理，探讨高炉寿命问题。

关键词  高炉  寿命  炉衬  

一、 高炉建设时的设计及高炉质量

1、 高炉设计对高炉寿命的影响

一座长寿的高炉必定是精心设计、建造和仔细操作与维护的结果。高炉炉龄主要由炉衬寿命决定，而炉衬寿命取决于设计和建造质量的最优化。

2、高炉建造材料对高炉寿命的影响

高炉建造各部耐火材料的选择

炉身上部 

该部位内衬破损的主要原因是：炉料在下降过程中对内衬的冲击和磨损；煤气流在上升过程中的冲刷；碱金属、锌蒸汽和沉积碳的侵蚀等。 

炉身上部应该选择抗磨性、抗冲刷以及抗碱金属蒸汽侵蚀的耐火材料。该部位是碳沉积适合的400~700℃的范围。可选择高致密度的粘土砖或浸磷酸粘土砖或高铝转。 

炉身中下部及炉腰

该部位内衬破损的主要原因是：碱金属、锌蒸汽和沉积的侵蚀；初成渣的侵蚀；热震引起的剥落；高温煤气流的冲刷等。 

选择耐火材料，既要考虑抗渣性、防热震，又要防高温煤气流的冲刷。这一部位正好是碳对CO2、O2、H2O等的反应温度区范围，所以不宜使用碳砖（包钢含F炉料冶炼时例外）。在条件允许时，这一部位建议采用半石墨化碳—碳化硅砖，这种砖抗碱侵蚀能力强、稳定性高，气孔率低、导热性能好。也可选用氮结合的碳化硅砖或烧成铝碳砖。 

炉腹 

该部位内衬破损的主要原因是：渣铁水的冲刷；高温煤气流的冲刷等。炉腹主要靠渣皮工作，选择耐火材料应考虑耐冲刷和容易挂渣皮的耐火砖。这一部位建议采用刚玉莫来石砖、铝碳砖或高铝转。这些砖耐火度、荷软温度高、体积密度大且致密。 

炉缸风口带 

该部位内衬破损主要原因是：渣铁水的侵蚀；碱金属的侵蚀；高温煤气流的冲刷等。该部位采用刚玉莫来石砖或棕刚玉砖，或者采用热压碳砖NMA或NMD砖。 

铁口以上炉缸 

该部位内衬破损的主要原因是：碱金属的侵蚀；热应力的破坏；CO2、O2、H2O的氧化；渣铁水的溶蚀和流动冲刷等。这一部位内衬破损是多种因素综合作用的结果，既有化学的、热力的，也有机械的作用。在渣铁水接触的热面建议选用陶瓷耐火材料即刚玉莫来石砖或棕刚玉砖，在冷面选用致密碳砖或石墨化、半石墨化碳砖。也可选用小块微孔碳砖。 

铁口以下的炉缸及炉底 

这一部位内衬破损的主要作用是铁水的冲刷、渗透侵蚀等。选择耐火材料时，应重点考虑防止铁水的溶蚀和渗透侵蚀。建议在铁口以下的炉缸部位选用刚玉莫来石砖或棕刚玉砖；炉底上层应该用铝碳砖保护；在炉底致密碳砖，接近炉底冷却层，铺一层石墨化碳砖。

二、生产过程中的操作管理技术  

高炉长寿是降低成本，提高生产率的关键。高炉的炉体、炉缸和炉底破损，影响了高炉使用寿命和冶炼强化程度。尤其是炉役后期，炉墙变薄、漏水、漏气现象增多，应采用必要的检测手段，即使预报高炉各部位的冷却水温差和热流强度的变化情况并及时采取相应措施，对稳定高炉生产，保证高炉安全生产，延长高炉使用寿命具有实际意义。高炉冷却水进出水温的变化，能够间接反映出高炉炉内的物料和冶炼状况，也是计算高炉炉壁热负荷能力的重要参数。通过在线实时监测水温差的变化，可检测到高炉冷却壁的使用状态，及时对冷却壁进行维护，可提高高炉的使用寿命、减少高炉炉缸是个的发生。通过对温度曲线、热流强度趋势的分析，为高炉冶炼顺行提供知道，最终提高炼铁高炉利用系数，降低能耗，提高产量，提高高炉使用寿命。

三、高炉寿命后期的寿命延长技术和修补技 

高炉长寿是一个系统工程，对于已建成并投产的高炉，其长寿是关键主要取决于生产中维护措施的落实与效果的好坏。除了上述重点介绍外，一些日常维护技术的紧密配合和充分发挥也很重要，比如炉身硬质造壁、炉身降料线喷补、炉身钢砖保护与更新、炉缸压浆、炉身热负荷管理、建立数学模型控制高炉操作稳定、强化炉前作业管理与一次性开口技术的应用等等。只有将以上这些长寿技术有机地结合在一起，形成一个系统维护工程，才能将高炉长寿工作做得更好，才有可能实现20年以上炉龄的生产实绩。

四、炉体维护技术  

 用含钛物料护炉，是由于在高温条件下还原生成TiC、TiN或Ti(C、N)等高熔点化合物，沉积在炉缸炉底，对其形成保护层。我国高炉已成功应用了含钛物料护炉技术，钒钛矿、含钛球团等护炉剂在高炉长寿实践中都取得了很好的效果，采用风口喷吹含钛物料、含钛精粉炮泥护炉也正在研究试验。应该指出，高炉炉役末期，采用含钛物料护炉是延长高炉寿命的主要技术措施，但由于采用炉缸炉底内衬结构不同，开始护炉的时间也存在差异。首钢3号高炉连续工作10年尚未进行护炉操作，这也从某种程度上证实了热压炭砖技术体系的合理性。    

我国高炉炉体快速修补技术已经得到推广应用。炉衬遥控喷补、压浆等炉衬修补技术已成为现阶段延长高炉风口以上区域寿命的重要技术措施。微型冷却器、冷却壁水管再造等冷却壁修复技术也日渐成熟。 

五、结束语  

延长高炉寿命，是我国炼铁工业发展的必然趋热。为达高炉长寿，开发高炉用冷却系统、冷却设备及耐火材料。近几年国内外都在进行这方面的研究工作，取得了很大效果。我们应结合国内实情，利用高炉检修，首先将水质改进，采用软水(或纯水)，恰当选用先进技术和先进设备，有计划有步骤跨入世界先进行列。

六、参考文献

[1] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M]. 冶金工业出版社, 2003. 

[2] 张殿有.高炉操作技术[M].冶金工业出版社,2006. 

[3] 张玉柱.高炉炼铁[M].冶金工业出版社,1995.