长寿高炉设计指标及评价系统初探

张仪　朱红生

摘要：长寿高炉技术对于钢铁企业来说是一项极其重要的技术，它能够有效的降低冶炼的成本，是提供钢铁企业经济效益的重要手段，所以长寿高炉的设计就显得尤为重要。本文主要分析了高炉炉衬破损的原因，根据破损的原因提出了长寿高炉的设计指标和设计方案，以为相关人士提供借鉴。

关键词：长寿高炉；设计指标；设计方案

随着国际钢铁市场的竞争进一步加强，使得我国的钢铁行业面临着前所未有的挑战。由于生铁的成本在钢铁生产中占据50%之多，所以在降低生产成本的同时提高生铁的质量对于钢铁企业来说是一条必经之路，这样才能够提高钢铁企业的核心竞争力，从而在国际竞争中占据一席之地。而长寿高炉就是其能够达到上述目的的重要措施，所以有必要对长寿高炉的性能和指标进行分析，才能切实的满足实际生产需求[1]。

1.影响长寿高炉寿命的主要原因

1.1冷却水

冷却水的水质和稳定性都是影响高炉寿命的主要因素。冷却水通常会在设备中留下大量的水垢，从而影响设备的寿命。水垢的形成主要受到Ca+、Mg+的浓度以及冷却水的温度控制，如果冷却水中的Ca+、Mg+的浓度为恒定时，那么将冷却水结垢的温度成为临界温度，当冷却水达到这个温度时，这表示冷却水的稳定性较差。此外，冷却水结垢或者腐蚀还与冷却水的PH值有关，所以在冷却水中加入阻垢剂是常用的措施。水垢的存在使冷却水管的内径减少，加上水垢对于热传递影响较大，还时常造成受热不均匀，使得降低了冷却水和冷却壁的热量交换，从而影响了整个高炉寿命。

1.2冷却器

除了冷却水，冷却器同样是影响高炉寿命的主要原因。热应力应变与热化学是造成冷却器遭受侵蚀的主要因素，加上高温环境，使得侵蚀的速度进一步加快，当冷却器在高温和不断变化的温度中，冷却器热面被烧损或者是冷却器内部产生热应力，使得冷却器热面出现裂缝，从而使碱金属、CO、渣铁水等进入到裂缝中，进而导致裂缝不断扩大，然后导致冷却器破坏，最终影响到整个高炉的寿命[2]。

1.3耐火材料

2.长寿高炉设计指标

鉴于国际钢铁市场的竞争压力，在本世纪对于长寿高炉的设计寿命应该在15年，该寿命指标主要包含以下两个方面：分别是经济性指标和安全性指标。为了能够确保高炉能够安全稳定的运行15年或15年以上，对于高炉的设计，主要考虑高炉的冷却系统、耐火材料、炉壳和炉缸炉底，主要的要求如下：对于冷却水的选择尽量选择无垢无腐蚀的水，再者冷却的形式采用分区密闭循环方式，其次是冷却器热面损坏临界温度保持在冷却器的外部，然后是砖衬热面损坏临界温度保持在砖衬外部，最后是要求炉壳没有应力腐蚀、炉底炉缸采用碳砖加陶瓷杯设计、设计成本合理等[3]。

3.长寿高炉设计方案评价系统

3.1评价系统设计方案

4.结束语

长寿高炉对于钢铁企业来说，起着至关重要的作用，是提高钢铁企业核心竞争力的主要手段。鉴于此，本文主要分析了影响长寿高炉寿命的主要因素，在此基础上结合影响长寿高炉寿命因素提出了长寿高炉的设计指标和设计方案评价系统，利用该系统能够对高炉的设计方案模型进行仿真，计算出设计方案相关结果，从而得出关于该设计方案是否满足实际需求。

参考文献：

[1]顾飞，姚家瑜，冯根生等.长寿高炉设计的基本内容——高炉水处理技术——[C].//高炉长寿及快速修补技术研讨会论文集.2011：101-105.

[2]周飛雄.对长寿高炉设计、施工与操作的体会[C].//高炉长寿及快速修补技术研讨会论文集.2011：85-90.

[3]全强，马魁铎.长寿高炉设计的探讨[C].//高炉长寿技术会议论文集.2014：1～8.

作者简介：张仪（1967-），男，汉族，河北省邯郸市人，本科，工程师，研究方向：钢铁冶金工艺设计。

朱红生（1969-），汉族，河北省邯郸市人，本科，工程师，研究方向：冶金机械设计。