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山东泰钢1780m3高炉炉体长寿设计与实践
作者：何士义等
来源：《中国科技纵横》2014年第04期
【摘 要】 本文介绍了山东泰钢1780m3高炉炉体设计特点，针对影响高炉一代寿命的薄弱环节，在设计上采取了一系列的关键技术。高炉投产以来，炉况稳定顺行，生产指标良好，炉体冷却设备无破损，炉底炉缸工作状态良好。 【关键词】 炉体 设计 长寿 炉型
山东泰山钢铁公司在淘汰其南区5座小高炉的基础上新建2座1780m3高炉，由中冶京诚工程技术有限公司设计，2座高炉设计年总产量303万吨，分别于2011年12月和2012年3月投产。高炉以“先进、实用、长寿、高效”为设计原则，大量采用国内外高炉先进、成熟技术。目前2座高炉在入炉矿综合品位57.4%，风温1210℃的情况下，平均利用系数在2.4t/（m3·d）以上，入炉焦比369kg/t，煤比158kg/t，煤气利用率49.5%。开炉至今高炉生产指标良好，炉体冷却设备运行稳定无破损，炉底炉缸工作状态良好。 1 高炉本体设计特点
为满足高炉高效、长寿的要求，在设计方面采用了一系列成熟、可靠的技术，同时又充分考虑泰钢的操作习惯，最终确定炉体的设计方案，其主要特点如下：
（1）采用砖壁合一的薄壁炉衬结构，并在高热负荷区采用铜冷却壁解决炉腹、炉腰至炉身下部区域冷却设备易损坏的难题[1]；（2）采用成熟的、适当矮胖炉型，同时考虑薄炉衬与厚炉衬高炉炉型设计差异，适当加大炉腰直径，减小炉身和炉腹角，适当加深死铁层等，其目的是改善料柱透气性，延长高炉寿命；（3）炉腹铜冷却壁与风口带铸铁冷却壁合理衔接技术[1]的运用，极大的提高了冷却壁挂渣的稳定性，降低了冷却设备的损坏几率；（4）采用优质耐火材料和可靠的结构设计来提高炉底炉缸的寿命；（5）软水密闭循环系统以及合理的冷却结构是长寿的重要保障；（6）采用了完善、可靠的高炉检测系统。 2 合理的高炉内型
高炉内型设计不但要确定砌筑内型的合理性，而且要与生产后的操作内型相适应。砖壁合一的薄壁高炉炉型基本上就是操作炉型，在一代炉役内其操作炉型基本维持不变，因此在设计时就应该考虑炉型对高炉顺行、稳定、高产和煤气利用率的影响，为此，在总结同类容积高炉内型尺寸的基础上，结合泰钢的操作习惯和原燃料条件，确定了本高炉的炉型尺寸。 从炉型来看，考虑了薄炉衬与厚炉衬高炉炉型设计差异，适当加大炉腰直径，减小炉身和炉腹角；考虑泰钢的操作习惯和原燃料条件，对炉型进行了适当矮胖处理，其目的是改善料柱
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透气性，有利于实现高产；适当加深了死铁层深度，本次死铁层深度是炉缸直径的21.5%，有利于减轻铁水环流对炉缸耐火材料的冲刷，减轻炉缸处的“蒜头状”侵蚀。 3 炉体冷却结构
3.1 炉腹、炉腰至炉身下部区域铜冷却壁的应用
炉腹、炉腰、炉身下部是实现高炉长寿的关键部位。此区域处于软熔带区，炉料磨损冲刷、渣铁化学侵蚀、软融带根部反复上下移动产生的热震等破坏同时存在，是高炉工况最恶劣的区域之一。实践证明采用铜冷却壁是解决该区域长寿的最有效手段。此高炉在炉腹、炉腰、炉身下部设计4段带肋铜冷却壁，壁体厚度115mm，冷镶150mm厚微孔铝炭砖。 3.2 炉腹铜冷却壁与风口铸铁冷却壁的合理衔接
砖壁合一的薄炉衬高炉，铜冷却壁与铸铁冷却壁的厚度以及砌砖要求的差别较大，因此出现了二者的衔接过渡问题[2]，尤其是炉腹铜冷却壁与风口冷却壁之间的衔接。过分追求炉腹铜冷却壁砖衬的热面与高炉内型线一致，以及炉腹区铜冷却壁的安装角度与设计的炉腹角保持一致容易导致衔接不合理，造成冷却壁结合部的烧损。
此高炉炉腹区域采用一段反凸台铜冷却壁和特殊设计的风口区铸铁冷却壁相衔接，凸台本身也