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现代炼铁高炉本体设计理念探讨

文摘 2024-10-28 03:54 英国

随着钢铁工业的高效化、绿色化发展，现代高炉生产对设备的耐久性和高效性提出了更高要求。针对高炉运行中常见的冷却壁损耗和炉缸侵蚀问题，现代高炉本体设计逐步从传统的单一冷却系统向综合性结构优化转变，以保障高炉长周期稳定运行并延长使用寿命。

传统的高炉设计往往侧重于单一的冷却手段，缺乏对高温高压条件下冷却壁损耗机理的深入分析，同时在炉缸侵蚀形态的控制上存在不足，未能充分解决后期维护的复杂性。因此，开发更加灵活的冷却系统和侵蚀控制技术，成为高炉设计的关键课题。

近期，中冶南方工程技术有限公司的潘钊彬研究员及其团队基于高炉冷却与侵蚀的数据分析，提出了现代高炉设计的关键理念，强调通过适度矮胖化高炉、上/下部分区冷却及复合“锅底”状侵蚀结构等设计思路，实现了炉体在不同热负荷条件下的长寿运行。

相关研究成果以“现代高炉本体设计理念探讨”为题目发表于《炼铁》期刊2022年第41卷第4期。论文作者为：潘钊彬, 秦漆, 方明新。

该论文的主要研究结果与结论如下：

高炉适度矮胖化设计可有效降低煤气流速，改善透气性，但矮胖比不宜过度，以免缩小间接还原区影响还原效率。
在冷却系统设计中，推荐使用“上/下部冷却调节”模式，避免纵向分段调水导致的冷却不稳定性。
铜冷却壁适用于高热负荷区域，但需根据具体工况决定使用区域，可用于边缘气流较稳定的部位。
提倡采用“隔热型”复合炉缸设计，以陶瓷杯复合炭砖实现炉底均衡侵蚀，有助于形成“锅底”状侵蚀形态，延长炉缸寿命。
通过合理配置冷却壁和炭砖材质，可实现炉缸的稳定侵蚀，延长高炉的整体寿命。

论文中的主要图片和表格如下：

表1. 不同级别高炉推荐高径比

表2. 武钢高炉死铁层深度及长寿状况

图1. 联合软水密闭循环冷却系统流程

表3. 不同级别高炉推荐炉缸高径比

表4. 铜冷却壁与铸铁冷却壁性能对比

图2. 高炉局部调节冷却方式

图3. 磨损失效后的铜冷却壁

图4. 高炉各区域冷却壁固定方式示意

图5. 炉底炉缸“象脚”状侵蚀及“锅底”状侵蚀示意

图6. 等厚铁口及局部加厚铁口示意

如果您需要论文原文，请在下方留言给我。

炼钢、炼铁、连铸、连轧——合称“钢铁连”。传播钢铁生产前沿技术，关注范围包括烧结球团、炼铁原料、高炉炼铁、非高炉炼铁、氢冶金、转炉炼钢、电炉炼钢、炉外精炼与铁水预处理、连续铸钢、近终形连铸、轧钢、低碳环保、钢铁材料、钢铁市场观察等。

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