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扭轉(zhuǎn)高爐一代爐齡短，且頻繁出現(xiàn)事故現(xiàn)象
高爐長壽是一個(gè)系統(tǒng)工程，它由設(shè)計(jì)、筑爐、檢測(cè)、操作等多方面因素綜合形成的結(jié)果。有關(guān)這方面的解釋，我們已在過去幾次會(huì)議介紹過，因篇幅限制，不再重復(fù)，現(xiàn)在高爐建成投產(chǎn)以后如何來維護(hù)，克服存在問題而避免事故，延長高爐壽命。 調(diào)研表明生產(chǎn)中決定壽命的是兩個(gè)部位：高爐中部的爐身下部，爐腰爐腹部位和高爐下部爐缸側(cè)壁部位。前者表現(xiàn)為渣皮頻繁脫落，銅冷卻壁大量過早燒壞而被迫停爐。后者表現(xiàn)為側(cè)壁溫度身高異常，殘余厚度300mm左右，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)漏鐵，甚至燒穿而被迫停爐。 3.1 高爐中部問題
生產(chǎn)中這部位要維持穩(wěn)定的渣皮來保護(hù)。因此對(duì)影響渣皮的因素要做全面了解，并采取有效的措施來保護(hù)，經(jīng)過我們的研究，影響渣皮的因素較多，分析如下： （1）爐氣溫度對(duì)渣皮的影響 
爐氣溫度溫度升高導(dǎo)致爐氣與冷卻壁熱面熱量交換增大，冷卻壁本體溫度升高，不利于爐渣在冷卻壁表面的凝結(jié)； 銅冷卻壁本體測(cè)溫?zé)犭娕嫉臏囟饶芤欢ǔ潭壬戏磻?yīng)冷卻壁熱面狀況及掛渣情況，但其測(cè)量值低于冷卻壁本體最高溫度，因此不能以之作為判斷冷卻壁是否安全工作的標(biāo)準(zhǔn)。 
爐氣溫度溫度升高導(dǎo)致爐氣與冷卻壁熱面熱量交換增大，渣皮厚度逐漸減薄；煤氣溫度頻繁波動(dòng)導(dǎo)致渣皮厚度頻繁變化，易引起渣皮整體脫落。 （2）冷卻制度對(duì)渣皮的影響 
銅冷卻壁對(duì)冷卻水流速的變化比較敏感：在水流速值較小時(shí)（<1.5m/s），增大水流速能顯著降低冷卻壁本體溫度，保護(hù)冷卻壁;而水流速較大時(shí)(>1.5m/s)，水速的增大對(duì)冷卻壁的降溫效果很微弱。 爐氣溫度越高，增大水速對(duì)冷卻壁的降溫效果越明顯。 
冷卻水溫度的降低能顯著降低銅冷卻壁本體溫度，冷卻水溫度每降低1℃，壁體溫度也將降低約1℃。 在水流速值已經(jīng)較大時(shí)，應(yīng)采取降低冷卻水進(jìn)水溫度的方式來調(diào)節(jié)冷卻壁本體溫度，而非盲目追求高水速。 
由于渣皮導(dǎo)熱率很小（約1.2~2.0W/(m·K)），因此冷卻水流速及冷卻水溫度的變化對(duì)渣皮厚度的影響很小； 調(diào)整冷卻制度的意義在于調(diào)整冷卻壁本體溫度，保護(hù)冷卻壁不被燒壞，而非調(diào)整渣皮厚度。 （3）爐渣性質(zhì)對(duì)渣皮的影響 
爐渣在冷卻壁熱面凝固的臨界溫度定義為“掛渣溫度”； 掛渣溫度越高，冷卻壁本體溫度越低；較高的掛渣溫度能提高冷卻壁對(duì)爐氣溫度的適應(yīng)能力： 掛渣溫度1050℃：臨界溫度1370℃； 掛渣溫度1100℃：臨界溫度1395℃； 掛渣溫度1150℃：臨界溫度1430℃； 
掛渣溫度越高，渣皮厚度越大，但渣皮厚度隨爐溫波動(dòng)而顯著變化； 掛渣溫度越低，渣皮厚度越小，但渣皮厚度隨爐溫波動(dòng)的變化較小； 掛渣溫度不宜過高，也不宜過低，應(yīng)保證適宜的掛渣溫度以保證厚度合適且穩(wěn)定的渣皮。 
爐渣導(dǎo)熱率越高，渣皮的厚度越大； 對(duì)于不同的爐料結(jié)構(gòu)，所能形成的渣皮厚度不同，爐料結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)，應(yīng)多關(guān)注冷卻壁渣皮厚度的變化及冷卻壁本體溫度的變化 （4）鑲磚材質(zhì)對(duì)渣皮的影響 
爐氣溫度較低時(shí)，鑲磚導(dǎo)熱率的變化對(duì)冷卻壁本體溫度影響較小； 爐氣溫度較高時(shí)，鑲磚導(dǎo)熱率的變化對(duì)冷卻壁本體溫度的影響較大，且爐溫越高，影響越明顯。 
鑲磚導(dǎo)熱率變化對(duì)筋肋位置渣皮厚度的影響較小，但對(duì)燕尾槽位置渣皮厚度有較大影響； 燕尾槽內(nèi)鑲磚被爐渣取代后，筋肋和燕尾槽位置渣皮厚度均明顯減小； 銅冷卻壁熱面爐襯可不采用優(yōu)質(zhì)耐火材料，但燕尾槽內(nèi)應(yīng)采用導(dǎo)熱率較高，且壽命較長的鑲磚。 （5）渣皮厚度變化對(duì)其穩(wěn)定性的影響 
冷卻壁本體應(yīng)力值隨著渣皮厚度的增大呈現(xiàn)先下降，后上升的趨勢(shì)，在計(jì)算條件下，渣皮厚度約20mm時(shí)冷卻壁本體應(yīng)力值最小； 在各渣皮厚度條件下，冷卻壁本體應(yīng)力均隨著爐氣溫度的升高而升高； 冷卻壁渣皮厚度并非越大越好，而應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)以降低冷卻壁本體應(yīng)力，延長冷卻壁使用壽命。 
銅材與爐渣的結(jié)合能力很弱，因此冷卻壁主要依靠爐渣與鑲磚的結(jié)合實(shí)現(xiàn)掛渣； 渣-磚界面應(yīng)力值隨著渣皮厚度的增大呈現(xiàn)先下降，后上升的趨勢(shì)，在計(jì)算條件下，渣皮厚度約28mm時(shí)渣-磚界面應(yīng)力值最小； 為保證爐渣與鑲磚穩(wěn)定結(jié)合，應(yīng)保持渣皮厚度在合適的范圍內(nèi)且維持穩(wěn)定。 （6）水速變化對(duì)渣皮穩(wěn)定性的影響 
冷卻水流速增大后，冷卻壁熱面溫度降低，但渣層的溫度梯度增大，導(dǎo)致渣層應(yīng)力值有所上升，但上升幅度很小； 在渣皮厚度較小時(shí)，水流速的增大對(duì)渣-磚界面應(yīng)力的影響較大；渣皮厚度較大時(shí)，水速的變化基本不影響壁體及渣-磚界面應(yīng)力的大小。 渣-磚界面應(yīng)力的頻繁波動(dòng)易導(dǎo)致渣皮脫落，因此應(yīng)盡量保持水流速的穩(wěn)定（尤其在渣皮厚度較小時(shí)）。 （7）爐型結(jié)構(gòu)對(duì)渣皮的影響 
“等效爐腹角”：風(fēng)口頂端和爐腹-爐腰折點(diǎn)連線與水平線之間夾角； 在經(jīng)過軟熔帶整流前，隨著等效爐腹角的增大，煤氣流速逐漸增大，對(duì)冷卻壁沖刷加強(qiáng)，影響渣皮穩(wěn)定性及冷卻壁壽命。 采用薄壁爐襯后，無法依靠操作形成合理操作爐型，原始設(shè)計(jì)爐型即為操作爐型，目前國內(nèi)許多高爐存在爐腹角過大的問題，可依靠加長風(fēng)口進(jìn)行調(diào)整，即調(diào)整“等效爐腹角”。 
軟熔帶位置越高，冷卻壁熱面煤氣流速越大，對(duì)冷卻壁的沖刷作用越強(qiáng)，影響渣皮穩(wěn)定性及冷卻壁壽命。 不同的軟熔帶形狀及位置均會(huì)影響冷卻壁熱面煤氣流速，對(duì)冷卻壁穩(wěn)定掛渣產(chǎn)生影響。 通過調(diào)研搞清楚影響因素，我們提出渣皮的合理操作措施的建議如下： ①.上部調(diào)劑：利用合理的裝料制度控制邊緣煤氣流，打開中心，減少邊緣煤氣流對(duì)渣皮的沖刷，并提高煤氣利用率。 ②.選擇合理的爐料結(jié)構(gòu)，調(diào)整軟熔帶位置，保證合理的煤氣流分布； ③.選用合理的造渣制度，控制爐渣的流動(dòng)性及掛渣溫度； ④.下部調(diào)劑：適當(dāng)縮小風(fēng)口面積和風(fēng)口長度，并適當(dāng)采用斜風(fēng)口，使鼓風(fēng)動(dòng)能增加，吹透中心，抑制邊緣煤氣流； ⑤.噴煤和富氧合理結(jié)合：富氧后風(fēng)口回旋區(qū)體積減小，邊緣發(fā)展；增加噴煤量可使?fàn)t缸煤氣量增大，回旋區(qū)體積增大，利于中心發(fā)展。因此，可在條件允許的情況下提高富氧，并配合以合理的噴煤量。 ⑥.高風(fēng)溫操作：高風(fēng)溫帶入熱量替代了部分焦炭燃燒熱量，CO減少，爐缸溫度較高而爐身、爐腰、爐腹溫度下降，利于渣皮穩(wěn)定存在。 ⑦.冷卻水速的增大和冷卻水溫的降低對(duì)銅冷卻壁本體降溫效果明顯，但對(duì)渣皮厚度的調(diào)整作用不大。水速和水溫的波動(dòng)易引起爐渣和壁體鑲磚結(jié)合位置應(yīng)力的波動(dòng)，因此應(yīng)盡量保證水速及水溫的穩(wěn)定。
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