爐缸侵蝕多樣且原因各異?

　　高爐爐缸侵蝕類型主要分為蘑菇狀侵蝕、象腳狀侵蝕、鍋底狀侵蝕、寬臉狀侵蝕和局部漏斗狀侵蝕。其中，蘑菇狀侵蝕、象腳狀侵蝕和漏斗狀侵蝕屬于爐缸的異常侵蝕，出現長壽問題的爐缸主要表現為這3種侵蝕形狀。長壽高爐爐缸通常表現為鍋底狀或寬臉狀侵蝕。蘑菇狀、象腳狀侵蝕在爐底一般相對較輕，而在爐缸側壁侵蝕相對較重。鍋底狀、寬臉狀侵蝕在爐底一般相對較重，而在爐缸側壁相對較輕。漏斗狀侵蝕為爐缸局部異常侵蝕，投產后不久即出現爐缸長壽問題的高爐多表現為此種侵蝕。通常情況下，爐缸的侵蝕形狀與冷卻強度、入爐原燃料質量、鼓風動能、爐缸中心死焦堆透液性、高爐冶煉強度等有關。?

　　高爐爐缸出現異常侵蝕的原因主要包括：爐缸結構設計不合理，耐材質量不達標，施工質量差，原燃料質量差，有害元素（鋅、堿金屬、鉛等）入爐量嚴重超標，基本制度不合理，烘爐時間不足和開爐達產過快，日常檢測、維護和護爐措施不到位等。若存在一個或多個這樣的因素時，高爐爐缸就會出現長壽問題。?

　　延長爐缸壽命須全面調控?

　　高爐爐缸能否長壽，主要是3個因素的綜合作用：一是設計施工，這是長壽的基礎；二是生產期間的操作；三是監測和維護。而且高爐爐缸長壽工作是一項系統工程，涉及到的環節多，任何一個環節出現問題都可能給爐缸長壽造成致命的損害。因此，高爐爐缸長壽要從基礎做起，全面調控。??

　　爐缸死鐵層設計。小高爐爐缸直徑小，上部料柱的壓力較小，鼓風動能大，死焦堆容易浮起，渣鐵環流較弱；大高爐則與小高爐正好相反，爐缸活躍性相對較差，死焦堆容易沉著在爐底，渣鐵環流較強。因此，大、小高爐死鐵層深度是有差別的。小高爐死鐵層深度一般按爐缸直徑的20%來設計，大高爐按爐缸直徑的25%~30%設計比較合適，如原燃料質量差，還可設計得深些。國內外部分大高爐死鐵層深度見附表。有觀點認為：隨死鐵層深度增加，環炭和爐底炭磚交界部位的炭磚所受的鐵水靜壓力會增加，從而會加劇象腳狀、蘑菇狀侵蝕。但靜壓力增加的影響要比鐵水環流的影響小得多，所以，降低鐵水環流才是控制象腳狀、蘑菇狀侵蝕的根本。?

　　爐缸結構設計及耐材材質選擇。國內高爐爐底一般采用大塊炭磚平砌，最下層采用石墨炭磚，向上依次采用1層半石墨磚+2層超微孔炭磚或1層半石墨磚+1層微孔炭磚+1層超微孔炭磚等結構形式。國內高爐爐缸環炭主要采用大塊炭磚和小塊炭磚兩種結構形式，均有很好的長壽業績。UCAR炭磚是高導熱的設計理念，但近年國內多座使用UCAR炭磚的高爐出現了爐缸長壽問題，原因是對設計理念認識不深，爐缸結構設計不合理，相關配套設施不匹配，忽視施工質量。對于大高爐爐底，厚度可適當減薄，大高爐爐底炭磚總厚度控制在1.2m～1.6m較為合適，確定爐底炭磚厚度還應參考原燃料條件、爐缸直徑大小等因素。?

　　爐缸冷卻壁與爐殼之間25mm~30mm的縫隙按傳統設計一般采用無水絕熱澆注料填充，以利于爐缸保溫。實際上，爐缸損失的熱量大部分由爐缸冷卻水帶走，通過爐殼散發的熱量很少。從高爐長壽的角度出發，應用無水高導熱澆注料代替無水絕熱料，以備爐缸出現異常侵蝕時，增加爐殼噴水提高冷卻強度之用。?

　　爐缸冷卻系統設計。冷卻系統的冷卻能力要與爐缸耐材相匹配，冷卻壁的綜合導熱系數要大于爐缸耐材砌體的導熱系數。對于大塊炭磚爐缸，采用優質光面灰鑄鐵冷卻壁（基體導熱系數34W/(m·K)）即可滿足要求。而如果冷卻壁內砌UCAR炭磚的NMD磚（導熱系數40W/(m·K)~60W/(m·K)），在鐵水環流侵蝕比較嚴重的爐缸2、3段冷卻壁部位，選用導熱系數更高的軋制銅（導熱系數360W/(m·K)）或鑄銅（基體導熱系數300W/(m·K)）冷卻壁更合理些。?

　　爐缸冷卻壁的設計要滿足冷卻壁的冷卻比表面積（冷卻壁的冷卻比表面積=冷卻水管外徑之和/冷卻壁寬度）大于1的要求，寶鋼及國外一些長壽高爐爐缸冷卻壁的冷卻比表面積往往達到1.20以上。冷卻水管的設計要盡量做到細管密排，這樣既有利于提高冷卻效果，又有利于在相同冷卻強度的情況下大大節省水量。?

　　采用軟水或純水冷卻的大高爐爐缸冷卻壁，壁體溫度和冷卻水的溫差應保持在5℃以內。爐缸冷卻水量的大小主要以冷卻水速的大小為調整依據，只要能滿足爐缸、爐底冷卻水速在2.0m/s以上既可。?

　　施工質量。為保證施工質量，爐缸砌筑應盡量避免冬季施工；實在避不開冬季施工，耐材和施工現場要采取提溫措施。大塊炭磚結構的爐缸，炭磚的吊運盡量采用吸盤，不要用卡孔；炭磚表面的測溫電偶孔開槽盡量要小，搗料要實；炭素搗料層要嚴格按施工規范進行搗打，鋪料前要將環縫清理干凈，鋪料厚度要均勻，鋪完料要找平，每次鋪料厚度控制不超過100mm，且搗打后的體積壓縮率要確保在40%以上，密度取樣均應達到1.65g/cm3以上。UCAR環炭爐缸結構的磚縫較多，應嚴格按照UCAR磚施工規范砌筑。?

　　烘爐質量。烘爐時應減小冷卻壁的水量，力爭使冷卻壁溫度達到60℃。大塊環炭爐缸的冷卻壁與炭磚間的搗料層以焦油、瀝青為結合劑，因焦油的固化溫度高，搗料層在一代高爐生產中不會固化，可以保持較好的柔軟性，吸收炭磚的膨脹壓力，因此，烘爐時搗料層不必達到太高的溫度。UCAR磚之間靠炭素膠泥受熱固化后形成的碳鍵結合成一個整體。炭素膠泥固化需首先加熱至100℃保溫4小時，接著在120℃~130℃保溫16小時。?

　　降低渣鐵環流侵蝕。渣鐵環流侵蝕是導致爐缸象腳狀、蘑菇狀異常侵蝕最主要的原因，應采取以下措施：一是高爐控制合適的冶煉強度。實踐表明，冶煉強度與爐缸侵蝕具有明顯的正相關性。二是活躍爐缸，減小中心死焦堆。三是維持規整爐型，避免爐缸堆積，謹慎采用螢石、錳礦洗爐。四是控制合理的渣鐵流速和鐵口深度，實現均衡穩定出鐵。????

　　控制堿金屬、鋅等在高爐內的循環富集。高爐內的堿金屬主要通過爐渣排出爐外，通過適當增加渣量、降低爐渣堿度和爐溫，可實現有效排堿。鋅主要通過高爐煤氣排出爐外，通過適當發展中心氣流，控制高爐布袋灰和轉爐污泥等高鋅料的配加，可有效降低鋅在高爐內的循環富集。?

　　加強爐缸監測，及時采取護爐措施。建立全面的爐缸長壽監控體系，對爐缸炭磚溫度、爐缸冷卻壁溫度、爐殼溫度、爐缸水溫差等進行動態跟蹤監測。爐缸出現長壽問題時，采取以下護爐措施：一是配加鈦礦等含鈦礦物護爐，采用高鈦球護爐更為合理，鐵水含鈦量控制在0.100%~0.200%。二是加強爐缸冷卻，爐殼或冷卻壁溫度升高時，采取外部噴水冷卻。三是調整下部送風制度。四是進行爐缸灌漿，降低氣隙熱阻，在開爐半年或一年內就應開始進行灌漿維護，灌漿孔處壓力一般控制在不大于10kg/cm2。五是休風涼爐，涼爐時間要以熱流強度回到警戒值以下為原則，復風時要將危險部位對應的部分風口堵上。?

　　總之，爐缸長壽是綜合技術的集成，是包括設計、采購、施工、烘爐、操作、檢測、維護等多環節的系統工程。爐缸的設計要遵循傳熱理論，增加死鐵層的深度是趨勢。耐材的采購不能盲目追求低成本，要把質量放在第一位，做好進廠檢測和驗收。施工必須嚴格按規范進行，做到檢查到位。原燃料質量要與爐容有效對應，要高度重視焦炭質量。高爐操作下部要吹活中心，上部要控制較少的中心焦量。另外，要定期檢驗有害元素含量，嚴格控制入爐量。爐缸要形成動態的侵蝕模型，做到有效監控、及時護爐。?

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