長壽高爐設計指標及評價系統初探

張儀　朱紅生

摘要：長壽高爐技術對于鋼鐵企業來說是一項極其重要的技術，它能夠有效的降低冶煉的成本，是提供鋼鐵企業經濟效益的重要手段，所以長壽高爐的設計就顯得尤為重要。本文主要分析了高爐爐襯破損的原因，根據破損的原因提出了長壽高爐的設計指標和設計方案，以為相關人士提供借鑒。

關鍵詞：長壽高爐；設計指標；設計方案

隨著國際鋼鐵市場的競爭進一步加強，使得我國的鋼鐵行業面臨著前所未有的挑戰。由于生鐵的成本在鋼鐵生產中占據50%之多，所以在降低生產成本的同時提高生鐵的質量對于鋼鐵企業來說是一條必經之路，這樣才能夠提高鋼鐵企業的核心競爭力，從而在國際競爭中占據一席之地。而長壽高爐就是其能夠達到上述目的的重要措施，所以有必要對長壽高爐的性能和指標進行分析，才能切實的滿足實際生產需求[1]。

1.影響長壽高爐壽命的主要原因

1.1冷卻水

冷卻水的水質和穩定性都是影響高爐壽命的主要因素。冷卻水通常會在設備中留下大量的水垢，從而影響設備的壽命。水垢的形成主要受到Ca+、Mg+的濃度以及冷卻水的溫度控制，如果冷卻水中的Ca+、Mg+的濃度為恒定時，那么將冷卻水結垢的溫度成為臨界溫度，當冷卻水達到這個溫度時，這表示冷卻水的穩定性較差。此外，冷卻水結垢或者腐蝕還與冷卻水的PH值有關，所以在冷卻水中加入阻垢劑是常用的措施。水垢的存在使冷卻水管的內徑減少，加上水垢對于熱傳遞影響較大，還時常造成受熱不均勻，使得降低了冷卻水和冷卻壁的熱量交換，從而影響了整個高爐壽命。

1.2冷卻器

除了冷卻水，冷卻器同樣是影響高爐壽命的主要原因。熱應力應變與熱化學是造成冷卻器遭受侵蝕的主要因素，加上高溫環境，使得侵蝕的速度進一步加快，當冷卻器在高溫和不斷變化的溫度中，冷卻器熱面被燒損或者是冷卻器內部產生熱應力，使得冷卻器熱面出現裂縫，從而使堿金屬、CO、渣鐵水等進入到裂縫中，進而導致裂縫不斷擴大，然后導致冷卻器破壞，最終影響到整個高爐的壽命[2]。

1.3耐火材料

2.長壽高爐設計指標

鑒于國際鋼鐵市場的競爭壓力，在本世紀對于長壽高爐的設計壽命應該在15年，該壽命指標主要包含以下兩個方面：分別是經濟性指標和安全性指標。為了能夠確保高爐能夠安全穩定的運行15年或15年以上，對于高爐的設計，主要考慮高爐的冷卻系統、耐火材料、爐殼和爐缸爐底，主要的要求如下：對于冷卻水的選擇盡量選擇無垢無腐蝕的水，再者冷卻的形式采用分區密閉循環方式，其次是冷卻器熱面損壞臨界溫度保持在冷卻器的外部，然后是磚襯熱面損壞臨界溫度保持在磚襯外部，最后是要求爐殼沒有應力腐蝕、爐底爐缸采用碳磚加陶瓷杯設計、設計成本合理等[3]。

3.長壽高爐設計方案評價系統

3.1評價系統設計方案

4.結束語

長壽高爐對于鋼鐵企業來說，起著至關重要的作用，是提高鋼鐵企業核心競爭力的主要手段。鑒于此，本文主要分析了影響長壽高爐壽命的主要因素，在此基礎上結合影響長壽高爐壽命因素提出了長壽高爐的設計指標和設計方案評價系統，利用該系統能夠對高爐的設計方案模型進行仿真，計算出設計方案相關結果，從而得出關于該設計方案是否滿足實際需求。

參考文獻：

[1]顧飛，姚家瑜，馮根生等.長壽高爐設計的基本內容——高爐水處理技術——[C].//高爐長壽及快速修補技術研討會論文集.2011：101-105.

[2]周飛雄.對長壽高爐設計、施工與操作的體會[C].//高爐長壽及快速修補技術研討會論文集.2011：85-90.

[3]全強，馬魁鐸.長壽高爐設計的探討[C].//高爐長壽技術會議論文集.2014：1～8.

作者簡介：張儀（1967-），男，漢族，河北省邯鄲市人，本科，工程師，研究方向：鋼鐵冶金工藝設計。

朱紅生（1969-），漢族，河北省邯鄲市人，本科，工程師，研究方向：冶金機械設計。