【正文】 [10] 梁中渝. 煉鐵學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，.[11] 萬新. 煉鐵廠設(shè)計(jì)原理[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2009.[12] 郝素菊．高爐煉鐵設(shè)計(jì)原理[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2003. [13] 萬新等．煉鐵設(shè)備及車間設(shè)計(jì)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2007.[14] 劉德樓，董龍果，劉繼安. 濟(jì)鋼1750m179。高爐技術(shù)特點(diǎn)[J].煉鐵，.[15] 翟勇強(qiáng). 水鋼1350m179。高爐工藝裝備特點(diǎn)[J]. 貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，.致 謝光陰似箭，轉(zhuǎn)眼之間三年的大學(xué)生活即將結(jié)束?；厥走@三年走過的路，無不充滿汗水和拼搏。無論是在思想或是學(xué)業(yè)上的每一次進(jìn)步，都離不開老師、同學(xué)和朋友們的熱情幫助。在設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向一直關(guān)心和指導(dǎo)我的王永斌老師表示衷心的感謝。自畢業(yè)設(shè)計(jì)以來，從論文的開題、計(jì)劃任務(wù)書、前期資料收集整理到論文的撰寫、修改、定稿，都得到導(dǎo)師的極大幫助，導(dǎo)師的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、忘我的工作精神、高瞻遠(yuǎn)矚的指導(dǎo)思想都給了我莫大的啟發(fā)，使我終身受益。附錄高爐長壽技術(shù)的發(fā)展 【摘要】 本文從高爐長壽的必要性出發(fā)，分析了國內(nèi)外高爐壽命的現(xiàn)狀和影響高爐長壽的主要因素，提出了現(xiàn)代高爐長壽技術(shù)發(fā)最的最新趨勢。綜合應(yīng)用多種技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高爐長壽的關(guān)鍵?！娟P(guān)鍵詞】 高爐；控制；長壽The Development Of Blast Furnace Longevity Technology[Abstract] The paper analyzied the current situation of the domestic and foreign blast furnace and the main factors of the longevity of blast furnace,put forward the latest trends of mordern blast furnace longevity technology. Integrated application of a variety of technology is a key to carry out the longevity of blast furnace. [Keywords] blast furnace。 control。 longevity1 前言高爐長壽是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它是鋼鐵企業(yè)的整體技術(shù)和管理水平的主要標(biāo)志，需要從高爐的設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、高爐操作和維護(hù)等方面的工作來延長高爐的壽命。高爐的壽命直接影響鋼鐵聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)秩序和總體的經(jīng)濟(jì)效益。高爐大修停產(chǎn)，會使企業(yè)生產(chǎn)鏈斷開，造成煉鐵前后工序均要減產(chǎn)，給企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，產(chǎn)品質(zhì)量下降，設(shè)備作業(yè)率下降，經(jīng)濟(jì)效益大幅度下滑；同時(shí)還要為大修高爐支付巨額資金，一座大型高爐的大修費(fèi)用在1億元左右。高爐長壽的重大意義，不僅在煉鐵工序本身，而且也會給整個(gè)鋼鐵企業(yè)帶來巨大效應(yīng)，包括生產(chǎn)成本降低，能源消耗減少，污染物排放減少，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的高效化生產(chǎn)、連續(xù)化和緊湊化生產(chǎn)得以延續(xù)進(jìn)行。延長高爐壽命不僅可以節(jié)約高爐大修引起的直接費(fèi)用，還可以避免因高爐大修停產(chǎn)帶來的損失，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。2 現(xiàn)代高爐的長壽目標(biāo)根據(jù)現(xiàn)有煉鐵科學(xué)的發(fā)展的新技術(shù)和新工藝，高爐長壽已實(shí)現(xiàn)下列目標(biāo)：高爐一代爐齡（不進(jìn)行中修）在20年以上；高爐日常能處于高效化、自動化、連續(xù)化、長壽化，生產(chǎn)過程環(huán)境友好的穩(wěn)定生產(chǎn)狀態(tài)，；采取一切有效的技術(shù)措施最大限度的縮短高爐大修工期，優(yōu)化停爐和開爐操作技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)停爐和快速達(dá)產(chǎn)，減少因高爐大修對聯(lián)合企業(yè)的不利影響。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，鋼鐵工業(yè)也迅猛的發(fā)展，我國的鋼鐵產(chǎn)量以居世界前列，但是我們的煉鐵技術(shù)遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)，我國絕大多數(shù)高爐都沒有達(dá)到上述目標(biāo)，特別是一些中小高爐壽命普遍處于低水平階段，個(gè)別小高爐壽命在5年以下。因此提高我國高爐的壽命是我們鋼鐵界的重要任務(wù)。3 影響高爐長壽的因素高爐是否能長壽取決于三個(gè)因素：（1）高爐新建時(shí)采用的長壽技術(shù)，如合理的爐型、優(yōu)良的設(shè)備制造質(zhì)量、高效的冷卻系統(tǒng)、優(yōu)質(zhì)的耐材和良好的施工水平，以及大修設(shè)計(jì)。這是高爐是否能實(shí)現(xiàn)長壽的基礎(chǔ)和根本，是高爐長壽的先天因素，如果這種先天因素不好，要想通過改善高爐操作和爐體維護(hù)技術(shù)等后天措施來獲得長壽，將變得十分困難，而且還要以投入巨大的維護(hù)資金和損失產(chǎn)量為代價(jià)。因此要提高高爐長壽水平必須提高高爐的設(shè)計(jì)、建設(shè)水平。（2）穩(wěn)定的高爐操作工藝和優(yōu)質(zhì)的原料條件。高爐煉鐵是以精料為基礎(chǔ)的，精料水品對高爐生產(chǎn)指標(biāo)影響占70%左右，對高爐長壽的影響也是十分重要的，精料水平提高不但有利于提高噴煤比，提高爐料的透氣性，使煤氣流分布均勻、穩(wěn)定，減少邊緣煤氣流對爐墻的沖刷，而且精料水平高了，爐料帶進(jìn)高爐的堿金屬以及氟化物對爐襯的破壞也將減少，降低了磚襯結(jié)瘤的可能性，使高爐得以長期順行。（3）有效的爐體維護(hù)技術(shù)。高爐建設(shè)時(shí)應(yīng)在爐底、爐缸、爐腹、爐腰、爐身內(nèi)襯設(shè)置一定數(shù)量的測溫裝置，科直接掌握相應(yīng)部位內(nèi)襯的溫度，其靈敏度和可靠性均高于冷卻水溫差，冷卻設(shè)備漏水時(shí)要及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理，冷卻壁損壞嚴(yán)重時(shí)，可在相應(yīng)部位插入冷卻棒，壓入硬質(zhì)耐火泥，維持正常生產(chǎn)，當(dāng)冷卻壁大面積損壞時(shí)，可在中修時(shí)進(jìn)行更換。4現(xiàn)代高爐長壽思想如下：、確保高爐各部位同步長壽。從爐底到爐喉全部采用冷卻器，無冷卻盲區(qū)，并針對不同部位的不同特點(diǎn)，選用不同材質(zhì)的冷卻系統(tǒng)和耐材。在爐腹和爐身下部區(qū)域采用自我造襯、自我保護(hù)的無過熱冷卻設(shè)備——銅冷卻壁技術(shù)，在此區(qū)域淡化耐材爐襯的作用，依靠形成穩(wěn)定渣皮來保護(hù)銅冷卻壁，開爐前僅噴涂一層普通耐火涂料來防止開爐時(shí)的爐料磨損；在高爐爐缸側(cè)壁區(qū)域使用熱壓小塊碳磚、優(yōu)質(zhì)微孔碳磚配合冷卻壁貨陶瓷杯來延長使用壽命。（達(dá)到爐缸直徑的20%左右），減少爐缸內(nèi)鐵水環(huán)流對爐缸側(cè)壁的侵蝕。、高煤比、低維護(hù)費(fèi)用的基礎(chǔ)上取得的長壽業(yè)績，爐役壽命和單位爐容產(chǎn)量應(yīng)作為高爐產(chǎn)量作為高爐長壽同時(shí)追求的目標(biāo)。、維護(hù)爐體是實(shí)現(xiàn)高爐長壽的重要保證。5 現(xiàn)代長壽高爐的發(fā)展趨勢現(xiàn)代設(shè)計(jì)的高爐注重整體優(yōu)化設(shè)計(jì)；強(qiáng)調(diào)高效冷卻設(shè)備和優(yōu)質(zhì)耐材爐襯的有效匹配，無冷卻盲區(qū)，并針對高爐不同部位的不同特點(diǎn)，選用不同材質(zhì)的冷卻系統(tǒng)和耐材，其目的是實(shí)現(xiàn)高爐各部位的同步長壽。影響現(xiàn)代高爐一代爐齡的薄弱環(huán)節(jié)主要集中在如下幾個(gè)區(qū)域：爐腹、爐腰至爐身下部，以及爐缸區(qū)域。國內(nèi)外高爐長壽技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)及趨勢如下：（1）全爐體冷卻從爐底至爐喉全部采用冷卻器。例如日本君津3號高爐爐缸采用了六段灰鑄鐵光面冷卻壁，爐腹?fàn)t腰爐身中下部采用了九段高韌性鐵素體球墨鑄鐵冷卻壁，爐身上部S5冷卻壁至水冷爐喉之間采用了三段球墨鑄鐵冷卻壁。（2）無料鐘爐頂設(shè)備采用了無料鐘爐頂設(shè)備能實(shí)現(xiàn)高爐上部爐料分布及煤氣流分布的靈活調(diào)節(jié)，通過控制煤氣流分布來控制爐身熱負(fù)荷，使高爐煤氣流分布穩(wěn)定合理，從而實(shí)現(xiàn)高路長壽。（3）爐體的冷卻設(shè)備主要趨向于采用冷卻壁式，采用冷卻板式的高爐減少冷卻板屬于點(diǎn)式冷卻，具有操作爐型不規(guī)則、爐殼開孔多、易漏煤氣，冷卻板之間的爐殼易發(fā)紅、爐體后期維護(hù)費(fèi)用高等缺點(diǎn)。爐腹、爐腰至爐身下部是整個(gè)高爐工況條件最惡劣的區(qū)域之一，爐料磨損沖刷、爐渣化學(xué)侵蝕、軟融帶根部反復(fù)上下移動產(chǎn)生的熱震等破壞機(jī)制同時(shí)存在。在爐腹、爐腰至爐身下部高熱負(fù)荷區(qū)安裝銅冷卻壁是實(shí)現(xiàn)長壽的最佳選擇，在高利用系數(shù)的操作條件下可確保此區(qū)域的壽命達(dá)1520年而且無需使用價(jià)格昂貴的耐材，高爐爐體的維護(hù)工作大大減少。國外高爐在此區(qū)域大多選擇了銅冷卻壁，我國部分新建的高爐也在此區(qū)域安裝了銅冷卻壁。（4）爐身中部冷卻系統(tǒng)與耐材結(jié)構(gòu)軟熔帶以上的爐身中部，爐溫高達(dá)7001000度，隨著噴煤量提高，邊緣氣流發(fā)展，該區(qū)域的熱負(fù)荷急劇升高，但此區(qū)域沒有形成渣皮的條件，是爐襯磨損最嚴(yán)重的區(qū)域，是現(xiàn)代高爐長壽的難點(diǎn)之一。目前主要采用的冷卻系統(tǒng)與耐材如下：1）新日鐵第四代冷卻壁結(jié)構(gòu)。磚壁合一，取消凸臺，可以保證光滑的爐型。2）板壁結(jié)合結(jié)構(gòu)。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(jié)合使用取得了20年的實(shí)績。3）一些中、小型高爐爐身中部采用不易開裂、耐磨的耐熱鑄鋼，實(shí)驗(yàn)取得了良好效果。（5）爐缸爐底區(qū)域的長壽技術(shù)爐底及爐缸磚襯的侵蝕情況將決定高爐一代爐役的壽命，但其殘余厚度又無法直接觀測和修復(fù)。目前獲得爐缸長壽保護(hù)層主要有兩種方法：1)強(qiáng)化冷卻理論。近些年?duì)t缸側(cè)壁耐材使用具有高導(dǎo)熱系數(shù)的熱壓，小塊碳磚或超微孔碳磚，其低孔隙度能阻止鐵水和渣的滲透，具有高抗堿性能，可吸收部分熱應(yīng)力，配以高效的水冷系統(tǒng)，能將爐缸的熱流i玨速傳遞給冷卻系統(tǒng)帶出爐外，從而在爐缸側(cè)壁爐襯耐材的熱面形成一層穩(wěn)定的凝結(jié)保護(hù)層，抵抗?fàn)t缸側(cè)壁的”象腳型”侵蝕。本鋼4號、5號高爐、鞍鋼10號高爐等相繼成功地采用了鑄鐵冷卻壁內(nèi)砌NMA．NMD熟壓小塊碳磚結(jié)構(gòu)。2)陶瓷杯結(jié)構(gòu)。在爐缸碳磚熱面外砌筑優(yōu)質(zhì)耐材保護(hù)層，—般采用在爐缸碳磚熱面附加一層抗鐵水侵蝕能力強(qiáng)、低導(dǎo)熱的的優(yōu)質(zhì)莫來石或剛玉等耐火材料陶瓷杯，它既可在幾年內(nèi)保護(hù)碳磚免遭渣鐵的直接侵蝕，又降低了碳磚的工作溫度，將800陀等溫線控制在陶瓷杯以內(nèi)，避免碳磚過早發(fā)生脆化侵蝕，起到了延長爐底、爐缸壽命的作用。（6）出鐵口區(qū)域的長壽技術(shù)良好的出鐵口區(qū)維護(hù)是高爐長壽的關(guān)鍵之一。出鐵口的保護(hù)層主要是伸入爐缸內(nèi)部由炮泥形成的蘑菇狀出鐵口泥包。因此日常精心維護(hù)出鐵口區(qū)，使用具有抗沖刷能力的炮泥，精確控制炮泥用量，經(jīng)常將出鐵口的深度保護(hù)在上限是必要的。特別要重視在出鐵口末端形成伸進(jìn)爐缸內(nèi)約1米長的蘑菇狀出鐵口泥包保護(hù)殼，使鐵水始終從出鐵口周圍的爐缸壁回流到蘑菇狀泥包保護(hù)殼末端再進(jìn)入出鐵口，較深的鐵口可排出爐缸中心的鐵水，減輕鐵水環(huán)流對蘑菇狀泥包保護(hù)殼的沖刷，成功地維護(hù)好該泥包保護(hù)殼是高爐長壽的關(guān)鍵。調(diào)查表明，爐缸周邊的鐵水環(huán)流強(qiáng)烈沖刷爐缸壁，特別是在出鐵口處造成“象腳”型侵蝕，克服爐缸中過強(qiáng)的周邊流的主要方法是增加死鐵層的深度，爐缸中鐵水的殘留量增加后+爐缸壁的鐵水流速大大減低。最近幾年的發(fā)展趨勢是將高爐死鐵層深度逐漸增大為爐缸直徑的20%左右。（7）高爐冷卻設(shè)備的水質(zhì)監(jiān)控冷卻水水質(zhì)及穩(wěn)定性對冷卻設(shè)備的傳熱效果及高爐長壽起著重要的作用。鑄鐵冷卻壁要求水質(zhì)的含氧量低。一般采用軟水或純水密閉循環(huán)冷卻技術(shù)。鑄鐵冷卻壁在使用過程中要求冷卻水管內(nèi)不能形成任何形式的結(jié)垢，否則其熱阻會明顯升高，引起冷卻壁破損。銅冷卻壁使用工業(yè)水冷卻時(shí)，其水速必須大于2m/s，水的硬度須小于8，避免產(chǎn)生硬質(zhì)垢，并需定期進(jìn)行殺菌滅藻。（8）高爐爐底、爐缸在線監(jiān)測技術(shù)通常在爐底、爐缸兩個(gè)區(qū)域的每一層冷卻器或耐火材科熱面下碳磚中都預(yù)埋了若干支在線監(jiān)測熱刮禺，監(jiān)測碳磚溫度。將測定的溫度信息用數(shù)學(xué)模型解析，轉(zhuǎn)換成爐墻耐火材料殘余厚度畫面。在爐底及爐缸側(cè)壁柱面上每隔2m之內(nèi)就應(yīng)設(shè)置監(jiān)測電偶，并對關(guān)注度高的出鐵口等重點(diǎn)部位密集配置監(jiān)測電偶，確保爐缸侵蝕狀況在線監(jiān)測模型能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，才能在高爐生產(chǎn)的中后期有效避免爐底及爐缸燒穿漏鐵水或爆炸等惡性事故發(fā)生。6 結(jié)論我國高爐的大型化和高爐長壽技術(shù)應(yīng)用和推廣已是我國鋼鐵工業(yè)走向新型化工業(yè)道路的必然選擇。高爐長壽技術(shù)是—項(xiàng)綜合技術(shù)，影響高爐壽命的原因諸多，除了本文介紹的現(xiàn)代長壽高爐的設(shè)計(jì)思想和最新發(fā)展趨勢之外，還包括一些有先天性唰困(如耐材質(zhì)量、施工質(zhì)量、冷卻設(shè)備的質(zhì)量和形式等)。綜合應(yīng)用上述行之有效的技術(shù)是現(xiàn)代高爐實(shí)覡長壽的關(guān)鍵。參考文獻(xiàn)：1 杜洪縉．高爐長壽綜合技術(shù)分析【期刊論文】上海金屬 2004,26(2).2 , Stein Callenfels, Laar 高爐爐襯和冷卻技術(shù)【期刊論文】鋼鐵 2004,39(10).3 杜鶴桂．煉鐵環(huán)境控制及高爐長壽的重要環(huán)節(jié)【期刊論文】鋼鐵2004,21(2).4 張壽榮．高爐長壽技術(shù)展望【期刊論文】鋼鐵研究2009,37(4).5 吳澤勇 王春祿．高爐長壽探討【期刊論文】鋼鐵2001.6 王祺，劉洋．淺析高爐長壽的主要因素和發(fā)展趨勢【期刊論文】科技風(fēng)2010(3).7 周渝生，曹傳根，甘飛芳．高爐長壽技術(shù)的最新進(jìn)展【期刊論文】鋼鐵2003,38(11).8 何新澤，李文一．包鋼4號高爐長壽實(shí)踐淺析【期刊論文】包鋼科技 2001,27(3).9 李左丹．高爐長壽技術(shù)的應(yīng)用【期刊論文】包鋼科技20009,35.10 王穎生，沈海波，王景志．通過2號高爐破損調(diào)研探索首鋼高爐長壽途徑【期刊論文】煉鐵.11 蔡善詠．梅山高爐長壽技術(shù)實(shí)踐及發(fā)展【會議論文】2003中國鋼鐵年會論文集.12 程素森，左海濱，全強(qiáng)，楊天鈞．長壽高爐爐缸爐底的設(shè)計(jì)【會議論文】2003中國鋼鐵年會論文集.13 馬金芳，王建民，王尉平，鄭敬先，盧文凱，黃晉，錢世崇，尤文全，楊李宗．一種高爐爐缸爐底內(nèi)襯結(jié)構(gòu)【專利】.14 B,Sundelin Heat Transfer Modelling of a Blsat 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