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          首頁>新聞中心>冶金技術

          高爐冷卻設備及結構

          2021-08-30 16:45:00

            高爐冷卻是形成保護性渣皮、鐵殼、石墨層的重要條件,它降低耐火爐襯本身的溫度,給以直接的保護。它還保護了爐殼等結構件的強度。

            高爐用的冷卻介質有:水、風、汽水混合物。最普遍用的是水,它熱導率大,熱容量大,便于運送,成本便宜。風比水導熱性差,在熱流強度大時冷卻器易過熱,故多用在冷卻強度不太大的地方。使用風冷的成本比水貴,但安全可靠,故高爐爐底多用空氣冷卻。用汽水混合物冷卻的優點是,汽化潛熱較大,可以大量節省水,又可回收低壓蒸汽,在高爐上正在大量應用。
            水冷設備有噴水冷卻、冷卻壁和冷卻水箱等專用冷卻設備,也有風口、渣口、熱風閥等專用設備的冷卻。
            噴水冷卻結構輕便,簡單易行,我國大中型高爐多作為備用冷卻手段,小高爐用的較多。國外在大中型高爐下部,有采用爐殼內砌碳磚外噴水冷的,效果也不錯。—般噴水孔直徑為58mm,噴射方向宜向上傾斜45°60°,爐腹的噴水還要設置數圈防濺板,其下緣距爐殼的縫隙不大于1015mm。
            冷卻壁是高爐冷卻系統重要的冷卻設備,它主要用在高爐爐身、爐腰、爐腹、爐缸等部位,它的使用效果、壽命長短直接關系到高爐的正常生產及一代壽命。所以,各國普遍注重冷卻壁材質的選擇、結構的改進等工作,目的都是為了延校冷卻壁的使用壽命。
            冷卻壁是包在爐襯外面,用螺栓固定在爐殼上的壁形冷卻器。它用HT1533灰鑄鐵鑄入20號鋼的冷拔無縫鋼管,鋼管外徑為3444.5mm、壁厚4.56mm,做成中心間距為100200mm的蛇形管,一般鑄鐵保護層厚度為2530mm,所以光面冷卻壁的厚度通常為80110mm。水管的引出部分必須鑄入保護套管,并和爐殼焊接,以防開爐后冷卻壁上脹把水管切斷。
            為了避免鑄造時高溫鐵水對鋼管滲碳而導致脆裂,要在管壁除銹后涂上石英粉涂層,再放入鑄型,鐵水溫度以降到1220℃以下再澆鑄為宜。對光板冷卻壁由于鑄鐵導熱性良好,水管不必布置過密。
            光板冷卻壁一般是用在爐缸部位,經多數高爐使用驗證,能夠滿足要求。
            鑲磚冷卻壁與光板冷卻壁比較,耐磨、耐沖刷,易于生成渣皮。一般鑲磚的面積約為50%左右,厚度150~230mm,過薄容易脫落,過厚則導致鑄鐵筋與鑄鐵板之間鑄造應力太大而開裂,且熱流一旦波動時會燒壞鐵筋。鑲磚冷卻壁的熱工方面,鑄造筋的表面溫度是一個重要參數,一般以不大于500℃為宜,熱流越大,鑲磚越厚,鑲磚面積越大,導致鑄鐵筋溫度升高而燒壞。日本對冷卻壁的研究開發經歷了第一代、第二代、第三代、第四代的過程。
            這種改進對冷卻壁冷卻的較大爐子起了促進作用。新日鐵從原始(第一代)的冷卻壁至第二代是增強角冷卻和強制水冷替代汽冷。新日鐵冷卻壁(第二代)作了如下改進:冷卻壁內的水管彎曲半徑盡量縮小;使用鐵素體墨鑄鐵代替高鉻鑄鐵;鑲磚材質由黏土磚改為高鋁磚;將支撐砌筑的“1”形部位用單獨系統的水管冷卻,經過實際應用后,冷卻壁4個角部的損壞有所改善、但是上、下段冷卻壁間損壞仍較多。
            第三代冷卻壁的主要特點是:添加了一個短的耐火材料支撐凸臺和一個螺旋管底座,用來防止前管故障。同時增減了角部水管,增加了背部蛇形管,鑄在冷卻壁內的耐火材料改為SiC質。第四代把斜肋條從AB線到AC線延長了220mm,用耐火材料就地澆鑄。
            我國寶鋼3號高爐除爐腹上部、爐腰和爐身下部4段冷卻壁由新日鐵制造以外,其余14段冷卻壁均由寶鋼設計和制造,從爐底至爐喉的18段冷卻壁按照不同區域的工作條件和工藝要求,采用了不同的結構型式:
            1.爐底、爐缸砌筑了導熱性良好的碳磚,因此這部分的冷卻設備采用了高冷卻強度的新式橫型冷卻壁、鐵口冷卻壁、風口冷卻壁。
            2.爐腹、爐腰和爐身中、下部熱負荷高、溫度波動大、熱震劇烈、堿金屑侵蝕嚴重,是工作條件最殘酷的區域,所以采用了新日鐵第三代冷卻壁,在爐身中下部采用了帶凸臺的第三代和第四代冷卻壁。
            3.爐身上部砌體因受爐料的磨損以及裝料時溫度波動而遭到損壞。因此,爐身上部也采用了冷卻壁。
            鑲磚冷卻壁用途多而廣,它是大多數高爐的主要冷卻部件。因此,它格外受到煉鐵工作者的高度重視,也隨之成為人們研究的主要內容之一。
           

          來源:冶金技術網

          編輯:溫曉霞

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