汤清华 （鞍钢股份公司）
摘 要：笔者通过鞍钢高炉改造与建设的实践，参与国内一些高炉事故分析与学习，结合近年来我国高炉出现的：开炉后不久炉缸炭砖温度升高，炉缸烧穿事故频繁，铜冷却壁寿命不长等现象的调查与分析，提出了结构上的一些共性问题，如：炉缸炉壳结构，炉缸环炭从热面到冷面存在水平通缝，冷却结构，炭砖使用结构及质量，铜冷却壁使用等方面的认识，与炼铁同仁讨论，以其引起重视，起到抛砖引玉的作用。
1 引言 我国生产运行的高炉近些来出现了十余座15~19年高效长寿高炉，为实现高炉高效长寿做出了示范。但发展很不平衡，离设计的15~20年寿命相差仍很远。如：一批1000m³级的高炉开炉几个月就出现环炭温度超限，投产 2~4年内数座高炉炉缸烧穿；数座 2000m³级高炉开炉也出现环炭温升高，被迫采取强制护炉措施，不是炉缸烧穿就是提前大修，成本攀升；更为痛心的是花大价钱购买国外高档炭砖砌进高炉，10年内也有7座2500~4350m³大型高炉在投产 3~9年内烧穿；目前高炉平均寿命还难于突破7年。另一现象是花高成本选用的铜冷却壁也没有达到预期目标，使用仅6-8年就磨损烧坏，被迫提前成段或整体更换。 造成上述现象其原因是多方面的，一些学者认为主要原因是：（1）炭砖质量不好；（2）制造与工程质量差；（3）冶炼强度过高；（4）入炉有害杂质超标；（5）高炉结构上的一些通病，应当属于天生不足。笔者认同这些分析，但现实表现出的主要是第（5）点。
2 炉体结构上的一些认识 2.1 炉缸炉壳结构沿高度不收缩，是圆柱体而不是圆椎台体的 （1）炉缸直炉壳：见图1a，国内一批1080m³直炉壳炉缸高炉，没有长寿命的，某厂6座同样炉子，两年内烧穿3座，余3座也紧急大修。（2）风口段收缩炉壳：见图 1b，一批 1780~2900m3高炉，开炉不久环炭温度飙升，不是烧穿就是寿命尚没超过8年。（3）从铁口以上收缩炉壳：见图 1c，一些巨型高炉投产一年多环炭温度超限，采取降低冶炼强度和大剂量钒钛矿等护炉措施。 道理是显而易见，炉缸环炭在高炉投产后,炉缸产生了铁水，在铁水浸泡下的炭砖就像油漂在水中，比重不同轻者要上浮，（铁水比重/炭砖比重=7.6/1.55），当今众多圆柱型炉缸,靠的是炭砖与冷却壁之间的摩擦力来防止炭砖上浮，稍微上浮一点就造成砖缝逐渐变大，缝中钻入了 Fe、Zn 等，导热能力增大炭砖温度就会升高及炭砖加速侵蚀.如果是斜炉壳的话，有一种向下的分力来约束砖衬的上浮，磨擦力与斜面约束力共同阻止炭砖上浮，减轻砖缝变大；甚至在开炉不久就出现炉缸烧穿的高炉中，清理炉缸残物时发见很多整块炭砖。 还要注意的有：炭砖抗压强度是几十MPa，而抗折强度只有几MPa，紧靠冷却壁处的炭砖克服上浮是靠磨擦力，而同块炭砖内部同时受到上浮时所产生的剪切力，受力方向相反易使炭砖断裂。破损调查发现不论大、小砖砌筑的炉缸环炭都存在环裂，其原因是否与此有关，直得深入探讨。因此炉壳向上收缩应从炉底板位置开始才是正确的，有的从炉缸一段冷却壁开始收缩比不收缩的好，但不如从炉底板开始的好，这些都有生产实践得以证实的。
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