長(zhǎng)壽高爐設(shè)計(jì)指標(biāo)及評(píng)價(jià)系統(tǒng)初探

張儀　朱紅生

摘要：長(zhǎng)壽高爐技術(shù)對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)極其重要的技術(shù)，它能夠有效的降低冶煉的成本，是提供鋼鐵企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，所以長(zhǎng)壽高爐的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。本文主要分析了高爐爐襯破損的原因，根據(jù)破損的原因提出了長(zhǎng)壽高爐的設(shè)計(jì)指標(biāo)和設(shè)計(jì)方案，以為相關(guān)人士提供借鑒。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)壽高爐；設(shè)計(jì)指標(biāo)；設(shè)計(jì)方案

隨著國(guó)際鋼鐵市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步加強(qiáng)，使得我國(guó)的鋼鐵行業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。由于生鐵的成本在鋼鐵生產(chǎn)中占據(jù)50%之多，所以在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)提高生鐵的質(zhì)量對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)是一條必經(jīng)之路，這樣才能夠提高鋼鐵企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，從而在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地。而長(zhǎng)壽高爐就是其能夠達(dá)到上述目的的重要措施，所以有必要對(duì)長(zhǎng)壽高爐的性能和指標(biāo)進(jìn)行分析，才能切實(shí)的滿足實(shí)際生產(chǎn)需求[1]。

1.影響長(zhǎng)壽高爐壽命的主要原因

1.1冷卻水

冷卻水的水質(zhì)和穩(wěn)定性都是影響高爐壽命的主要因素。冷卻水通常會(huì)在設(shè)備中留下大量的水垢，從而影響設(shè)備的壽命。水垢的形成主要受到Ca+、Mg+的濃度以及冷卻水的溫度控制，如果冷卻水中的Ca+、Mg+的濃度為恒定時(shí)，那么將冷卻水結(jié)垢的溫度成為臨界溫度，當(dāng)冷卻水達(dá)到這個(gè)溫度時(shí)，這表示冷卻水的穩(wěn)定性較差。此外，冷卻水結(jié)垢或者腐蝕還與冷卻水的PH值有關(guān)，所以在冷卻水中加入阻垢劑是常用的措施。水垢的存在使冷卻水管的內(nèi)徑減少，加上水垢對(duì)于熱傳遞影響較大，還時(shí)常造成受熱不均勻，使得降低了冷卻水和冷卻壁的熱量交換，從而影響了整個(gè)高爐壽命。

1.2冷卻器

除了冷卻水，冷卻器同樣是影響高爐壽命的主要原因。熱應(yīng)力應(yīng)變與熱化學(xué)是造成冷卻器遭受侵蝕的主要因素，加上高溫環(huán)境，使得侵蝕的速度進(jìn)一步加快，當(dāng)冷卻器在高溫和不斷變化的溫度中，冷卻器熱面被燒損或者是冷卻器內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，使得冷卻器熱面出現(xiàn)裂縫，從而使堿金屬、CO、渣鐵水等進(jìn)入到裂縫中，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫不斷擴(kuò)大，然后導(dǎo)致冷卻器破壞，最終影響到整個(gè)高爐的壽命[2]。

1.3耐火材料

2.長(zhǎng)壽高爐設(shè)計(jì)指標(biāo)

鑒于國(guó)際鋼鐵市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)壓力，在本世紀(jì)對(duì)于長(zhǎng)壽高爐的設(shè)計(jì)壽命應(yīng)該在15年，該壽命指標(biāo)主要包含以下兩個(gè)方面：分別是經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和安全性指標(biāo)。為了能夠確保高爐能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行15年或15年以上，對(duì)于高爐的設(shè)計(jì)，主要考慮高爐的冷卻系統(tǒng)、耐火材料、爐殼和爐缸爐底，主要的要求如下：對(duì)于冷卻水的選擇盡量選擇無(wú)垢無(wú)腐蝕的水，再者冷卻的形式采用分區(qū)密閉循環(huán)方式，其次是冷卻器熱面損壞臨界溫度保持在冷卻器的外部，然后是磚襯熱面損壞臨界溫度保持在磚襯外部，最后是要求爐殼沒(méi)有應(yīng)力腐蝕、爐底爐缸采用碳磚加陶瓷杯設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)成本合理等[3]。

3.長(zhǎng)壽高爐設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)系統(tǒng)

3.1評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

4.結(jié)束語(yǔ)

長(zhǎng)壽高爐對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，起著至關(guān)重要的作用，是提高鋼鐵企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的主要手段。鑒于此，本文主要分析了影響長(zhǎng)壽高爐壽命的主要因素，在此基礎(chǔ)上結(jié)合影響長(zhǎng)壽高爐壽命因素提出了長(zhǎng)壽高爐的設(shè)計(jì)指標(biāo)和設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)能夠?qū)Ω郀t的設(shè)計(jì)方案模型進(jìn)行仿真，計(jì)算出設(shè)計(jì)方案相關(guān)結(jié)果，從而得出關(guān)于該設(shè)計(jì)方案是否滿足實(shí)際需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧飛，姚家瑜，馮根生等.長(zhǎng)壽高爐設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容——高爐水處理技術(shù)——[C].//高爐長(zhǎng)壽及快速修補(bǔ)技術(shù)研討會(huì)論文集.2011：101-105.

[2]周飛雄.對(duì)長(zhǎng)壽高爐設(shè)計(jì)、施工與操作的體會(huì)[C].//高爐長(zhǎng)壽及快速修補(bǔ)技術(shù)研討會(huì)論文集.2011：85-90.

[3]全強(qiáng)，馬魁鐸.長(zhǎng)壽高爐設(shè)計(jì)的探討[C].//高爐長(zhǎng)壽技術(shù)會(huì)議論文集.2014：1～8.

作者簡(jiǎn)介：張儀（1967-），男，漢族，河北省邯鄲市人，本科，工程師，研究方向：鋼鐵冶金工藝設(shè)計(jì)。

朱紅生（1969-），漢族，河北省邯鄲市人，本科，工程師，研究方向：冶金機(jī)械設(shè)計(jì)。