【正文】 B：鑄鐵磚 9 高 爐 主 要 業(yè) 績 冶煉強度， t/m3d 利用系數(shù)， t/m3d 燃料比， kg/t 焦炭， kg/t 小焦丁， kg/t 煤粉， kg/t 爐頂煤氣溫度， ℃ 爐頂煤氣 CO2 爐頂煤氣 CO 爐頂煤氣 H2 爐頂煤氣 N2 利用率 CO2/(CO2+CO) 主要裝料制度 9 生產(chǎn)在出現(xiàn)過的失常事故 A：爐缸堆積 B：爐缸大涼，凍 結 C：冷卻器燒壞 D：爐缸漏鐵燒穿 請您為 影響本廠高爐壽命的因素排序或打分（百分制，分數(shù)越高，影響越大） 28 A：爐型設計問題（ ）； B：耐火材料選擇與布置（ ）； C：冷卻系統(tǒng)不合理（ ）； D：原料影響（ ）； E：高爐操作因素（ ） 。 20 4 關于 高風溫 技術 的調研 問卷 公司名稱 ： _________________________________________________(蓋章 ) 地 址： _________________________________________________ 姓 名 ： _______________________ 職務職稱 ： _______________________ 聯(lián)系電話 ： _______________________ 郵 編 ： _______________________ 您 廠所有熱風爐基本參數(shù) 高爐編號 1 2 3 4 爐容， m3 熱風爐座數(shù)，座 熱風爐類型 1 座熱風爐總蓄熱面 1 座熱風爐格子磚總重 格子磚類型 格子磚參數(shù) 格孔直徑， mm б， m2/m3(單位加熱面 ) φ， m2/m3（面積 ) Uk， m3/m3(磚體積 ) S 當 ， mm(當量厚度 ) Uk/б， m2/m3 格子磚上段（段 數(shù)）及材料品種 格子磚中段（段數(shù)）及材料品種 格子磚下段（段數(shù)）及材料品種 1m3高爐有效容積的加熱面， m2 1m3高爐熱風爐具有加熱面， m2 每座熱風爐所用燃燒器 類型 耐材品種 燃燒強度 空氣過剩系數(shù) 21 熱風爐設計 t 拱 生產(chǎn)中實際 t 拱 熱風爐設計風溫 t 風 生產(chǎn)中實際達到風溫 t 風 高爐風量， m3/min 高爐產(chǎn)量， t/天 高爐燃料比， kg/t 每座高爐球式熱風爐座數(shù)，座數(shù) 類型（落地、架空） 熱風爐全高， mm 熱風爐外徑（上 /下） mm 熱風爐內徑（上 /下） mm 球 床 高度， mm 球 床 斷面積， m2 耐材 球總類和直徑（上 /下） 每座熱風爐裝球量， t 每座熱風爐的加熱面， m2 每 m3高爐有效容積加熱面， m2 每 m3高爐古風加熱面， m2 每 m3高爐有效容積的裝球量 裝球量 /加熱面， t/m2 設計風溫 實際 風溫 換球周期（半年、 3 年） 換球原因： 球床阻力太大燒爐困難 球床渣化 熱風壓力損失太大 拱頂溫度低 注： 1）格子磚種類指五孔圓孔 /方孔，七孔圓孔 /方孔， 19 孔圓孔， 19 孔六角形孔??等?？傊?，對高爐長壽技術，必須從鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的高度予以重視。 9) 護爐技術。 3) 高爐冷卻制度（冷卻水量）選擇。 2） 事故原因調查 對于已經(jīng)發(fā)生的事故，需要從原料、設計、生產(chǎn)操作等多個方面對事故的原因進行分析，盡量確定事故發(fā)生的原因。主要的調研內容包含以下幾個方面： 1） 該企業(yè)自身對長壽技術的總結及應用 17 目前的長壽高爐體 現(xiàn)出集中分布的趨勢，即某些企業(yè)的高爐普遍壽命水平較高。鑄鐵冷卻壁在使用過程中要求冷卻水管內不能形成任何形式的結垢，否則其熱阻會明顯升高，引起冷卻壁破損。磚壁合一，取消凸臺，可以保證光滑的爐型 b) 板壁結合結構。國內外高爐長壽技術發(fā)展特點及趨勢如下： 1） 采用全爐體冷卻 從爐底至爐喉全部采用冷卻器。 主要的高爐失常類型有： 1) 爐缸凍結； 2) 爐缸堆積； 3) 爐缸爐底燒穿； 4) 爐墻結厚與結瘤； 5) 爐前事故； 6) 惡性管道與頑固懸料； 7) 高爐煤氣事故； 8) 高爐爆炸事故。 m3 我國的高爐長壽水平與 主流的高爐長壽目標差距還很大，一般一代爐役（無中修）壽命低于 10 年，僅少數(shù)高爐可實現(xiàn) 10~15 年的長壽目標。 3) 提升高爐耐火材料的質量。在長期的煉鐵工作實踐中，煉 鐵工作者逐漸認識到，沒有哪一項獨立技術能夠確保實現(xiàn)高爐長壽，高爐長壽應該是一項綜合的系統(tǒng)工程，只有高水平的高爐設計、施工、操作、配料、檢測和控制管理等的高度協(xié)調、統(tǒng)一，才能達到長壽目的。世界鋼產(chǎn)量的飛速增長，給地球的資源及環(huán)境帶來了極大的壓力，節(jié)約資源和能源，減輕地球環(huán)境負荷已成為各種模式的鋼廠必須履行的基本準則，實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展將是冶金工作者 21 世紀的奮斗目標。 3) 高爐接受高風溫的能力問題。 7) 熱風爐操作制度的優(yōu)化。 3) 強化安全。熱風爐燃料化學熱不足，高溫熱源供應短缺是造成我國熱風溫度長期徘徊的主要原因之一。俄羅斯卡魯金式頂燃熱風爐和寶鋼外燃式熱風爐穩(wěn)定地提供 1200℃以上風溫達 20 年以上。 2） 燃燒 全高爐煤氣達到拱頂溫度 1350~1400℃ 隨著高爐操作水平的提 高，部分企業(yè)的燃料比已經(jīng)降到 450~480kg/t，因而高爐煤氣熱值不足 3000kJ/m3，采用全高爐低熱值煤氣燃燒，火焰溫度只有1200℃，不能提供 1280℃的風溫。②高熱效率，總熱效率≥ 85％。針對我國 80％以上高爐熱風爐使用全高爐煤氣，而高爐煤氣熱值隨燃料比的降低而日趨貧化，其熱值不足將成為限 制風溫提高的主要因素之一。我們不提倡此法； 4） 精心操作 首先要找準高爐的基本操作制度，特別是要搞好上下部調劑，保持合 理煤氣分布，以保證爐況順行。理論研究表明，當風口前燃燒溫度超過 1970℃時，焦炭灰分中的 SiO2 將大量還原為 SiO，它隨煤氣上升，在爐腹以上溫度較低部位重新凝結為細小顆粒的 SiO2 和 SiO，并沉積于爐料的空隙之間，致使料柱透氣性嚴重惡化，高爐不順，易發(fā)生崩料或懸料。風溫提高，熱風帶入爐缸熱量增加、同時燃燒碳量減少使煤氣發(fā)生量減少，煤氣往上攜帶的熱量減少，結果，爐缸溫度提高、爐身和爐頂溫度降低； 3) 風溫提高使燃燒碳量減少，使煤氣中 CO 量減少，同時爐身溫度降低使間接還原減少，從而使直接還原度提高； 4) 風溫提高時，爐內煤氣壓差增加，使爐料下降條件變壞，不利于爐料順行； 5) 風溫提高，熱風帶入 爐熱量增加，風口前燃燒碳量能得到減少，使焦比能得到降低。 高爐高風溫具有降低焦比、降低燃料比和降低生產(chǎn)成本等作用，是煉鐵節(jié)能的關鍵技術，據(jù)統(tǒng)計每提高風溫 100℃，可降低焦比 3％ ~7％。國外先進高爐風溫在 1250℃以上， 20xx 年國內高爐的平均風溫 1125℃，與國際先進比較，尚有較大風溫差距。 提高風溫后降低焦比是多種因素共同作用的結果，其原因主要有下列幾方面： 1) 鼓風帶入的物理熱增加了爐內非焦炭的熱量收入，代替了一部分由焦炭燃燒所產(chǎn)生的熱量，因而可使焦比降低； 2) 由于風溫提高后焦比降低，一方面是單位生鐵生成的煤氣量減少，爐頂煤氣溫度下降，煤氣帶走的熱損失減少，另一方面使造渣量減少，爐渣帶走的熱損失也減少因而可進一步降低焦比； 3) 由于風溫提高后焦比降低，使高爐產(chǎn)量相應增加，單位生鐵熱損失減少，因而有促進了焦比降低 ； 4) 風溫提高后，爐內高溫區(qū)下移，中溫區(qū)擴大，有利于間接還原的發(fā)展，利于焦比降低； 5) 風溫提高后，鼓風動能增大，有利于吹透中心，活躍爐缸，改善煤氣能量利用，從而能降低焦比。 風溫的條件 如上所述，在一定冶煉條件下，當風溫過高時，不僅所產(chǎn)生的節(jié)焦效果將減弱，還將對爐況順行產(chǎn)生不利影響。其次，操作中要精心調節(jié)，早動、少動，以減少爐況 4 波動，并應盡可能采用固定風溫（固定在最高水平）調節(jié)噴吹量或鼓風濕度的操作方法。此外，被調查的高爐僅 30％的熱風爐實現(xiàn)了雙預熱，在缺少高熱值煤氣的條件下，通過助燃空氣和煤氣預熱方式提高物理熱量，彌補化學燃燒熱量的不足，這將是提高風溫度的實施措施方法。③長壽命，一代壽命≥ 25 年。 利用前置換熱器或小熱風爐加熱助燃空氣；高爐熱風爐自身預熱助燃空氣；利用煙道廢氣、高爐煤氣和助燃空氣的雙預熱等新工藝都可提高燃燒溫度。高風溫熱風爐的管路系統(tǒng)中，要重視關鍵部位的材料使用和結構設計，可基本保證 1200℃以上高風溫時管道送風安全。 現(xiàn)代高爐冶煉技術的進步，給熱風爐提 高風溫帶來了高溫熱源短缺的困難。對膨脹節(jié)位移和高爐、熱風爐系統(tǒng)各部位的溫度進行實時在線監(jiān)測。通過縮短熱風爐燃燒期、送風期和換爐時間以及增加換爐次數(shù)等措施，實現(xiàn)高風溫操作。由于受原燃料質量的影響，爐況經(jīng)常出現(xiàn)不順或波動等問題，即使熱風爐能提高再高的風溫，也會由于高爐自身的因素而使高風溫的使用受到限制。 在目前仍然占據(jù)主要地位的“高爐 轉爐”煉鋼生產(chǎn)流程中，煉鐵工序的能耗占整個鋼鐵制造流程總能耗的 70%，這就決定了只有穩(wěn)定均衡生產(chǎn)，高爐煉鐵才能取得較好的效果，高爐長壽逐漸成為現(xiàn)代化高爐追求的目標。因此，高爐長壽的必要條件包括： 10 1) 合理的爐體結構，包括冷卻形式、合理的爐型等，屬于設計問題； 2) 耐火材料質量、結構和冷卻設備質量； 3) 建設時施工質量； 4) 高爐操作對爐體的維護狀況。高爐不同部位的工作條件不同，爐襯侵蝕機理不同，因此對耐火材料質量的要求也不同。國際上煉鐵高爐壽命也尚未達到上述目標。 d1 大分 2 號 5245 ~ 11826 千葉 6 號 4500 ~ 6023 13385 倉敷 2 號 2857 ~ 4457 15600 光陽 1 號 3800 ~ 15 4300 11316 光陽 2 號 3800 ~ 5151 13555 霍戈文 6 號 2678 1986~20xx 16 3400 12696 霍戈文 7 號 4450 1991~20xx 4910 11034 漢博恩 9 號 2132 1988~20xx 18 3200 15000 迪林根 5 號 2631 ~ 2040 7754 從表 1 和表 2 可知，在世界范圍內，高爐長壽的目標尚未完全實現(xiàn)，高爐的穩(wěn)定、順行及安全生產(chǎn)仍舊是冶金工作者努力的重要方向。 大量事實表明，影響現(xiàn)代高爐一代爐役壽命的薄弱環(huán)節(jié)主要集中在兩個區(qū)域： 1) 爐腹、爐腰至爐身中下部； 2) 爐缸、爐底區(qū)域（鐵口、渣口又是爐缸的薄弱之處）。例如日本君津 3 號高爐爐缸采用了 6 段灰鑄鐵光面冷卻壁，爐腹、爐腰、爐身中下部采用了 9 段高韌性鐵素體球墨鑄鐵冷卻壁，爐身上部 S5 冷卻壁至水冷爐喉鋼磚之間采用了 3 段球墨鑄鐵冷卻壁。水島 4 號高爐將可更換的銅冷卻板與外置灰鑄鐵冷卻壁的銅冷卻壁結合使用取得了 20 年的實績。銅冷卻壁使用工業(yè)水冷卻時，其水速必須大于2m/s，水的硬度須小于 8，避免產(chǎn)生硬質垢，并需定期進行殺菌滅藻。這說明這些企業(yè)對高爐長壽技術有一定的積累，在延長爐齡方面有著大量的經(jīng)驗，將這些經(jīng)驗總結并推廣，會極大地促進高爐長壽技術的發(fā)展。 3） 總結經(jīng)驗教訓 通過對事故的調查，總結經(jīng)驗，擴展高爐長壽技術。 4) 爐缸爐底結構選擇。如鈦渣護爐技術延長爐缸壽命效果分析、使鈦渣護爐發(fā)揮作用的方法（加入方式）及爐缸爐底形成穩(wěn)定保護層等。 19 3 調研方式 及進度安排 調研方式 1) 通信調研 由 中國金屬學會煉鐵分會 組織，將調研 問卷 印發(fā)到各煉鐵廠（包括重點、民營、地方企業(yè)）。 2）耐材品種指硅磚，低蠕變高鋁磚，普通高鋁磚，粘土磚。 22 請?zhí)顚憻犸L爐使用的煤氣參數(shù) 煤氣參數(shù) 參數(shù)內容 成分 濕度 溫度 煤氣熱值 熱風爐工作制度（ ） A： 二燒一送（二燒二送） B： 一燒兩送 C：交叉并聯(lián)（ 4 座高樓）或半交叉并聯(lián)（ 3 座高爐） 熱風爐燒爐制度（ ） A：固