高爐煉鐵生產(chǎn)工藝

1、高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程煉鐵廠2012年1月18日高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程 高爐煉鐵是用還原劑（焦炭、煤等）在高溫下將高爐煉鐵是用還原劑（焦炭、煤等）在高溫下將鐵礦石或含鐵原料還原成液態(tài)生鐵的過(guò)程。鐵礦石或含鐵原料還原成液態(tài)生鐵的過(guò)程。 高爐煉鐵系統(tǒng)組成由高爐本體、供料系統(tǒng)、上料高爐煉鐵系統(tǒng)組成由高爐本體、供料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、煤氣除塵系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、煤氣除塵系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、噴煤系統(tǒng)組成。噴煤系統(tǒng)組成。1 1、高爐本體系統(tǒng)、高爐本體系統(tǒng)（1 1）高爐內(nèi)型）高爐內(nèi)型 高爐本體是冶煉生鐵的主體設(shè)備，它是由耐火材高爐本體是冶煉生鐵的主體

2、設(shè)備，它是由耐火材料砌筑的豎立式圓筒形爐體，最外層是由鋼板制料砌筑的豎立式圓筒形爐體，最外層是由鋼板制成的爐殼，在爐殼和耐火材料之間有冷卻設(shè)備。成的爐殼，在爐殼和耐火材料之間有冷卻設(shè)備。 五段式高爐內(nèi)型如下圖。五段式高爐內(nèi)型如下圖。（2）高爐冶煉的基本過(guò)程）高爐冶煉的基本過(guò)程 高爐生產(chǎn)過(guò)程就是將鐵礦石在高溫下冶煉成生鐵高爐生產(chǎn)過(guò)程就是將鐵礦石在高溫下冶煉成生鐵的過(guò)程。全過(guò)程是在爐料自上而下、煤氣自下而的過(guò)程。全過(guò)程是在爐料自上而下、煤氣自下而上的運(yùn)動(dòng)、相互接觸過(guò)程中完成的。上的運(yùn)動(dòng)、相互接觸過(guò)程中完成的。 高爐生產(chǎn)所用的原料是含鐵的礦石包括燒結(jié)礦、高爐生產(chǎn)所用的原料是含鐵的礦石包括燒結(jié)礦、球團(tuán)

3、礦和天然富礦石；燃料主要是焦炭；輔助原球團(tuán)礦和天然富礦石；燃料主要是焦炭；輔助原料為熔劑和洗爐劑等。通過(guò)上料系統(tǒng)和爐頂裝料料為熔劑和洗爐劑等。通過(guò)上料系統(tǒng)和爐頂裝料系統(tǒng)按一定料批、裝入順序從爐頂裝入爐內(nèi)，從系統(tǒng)按一定料批、裝入順序從爐頂裝入爐內(nèi)，從風(fēng)口鼓入經(jīng)熱風(fēng)爐加熱到風(fēng)口鼓入經(jīng)熱風(fēng)爐加熱到10001300的熱風(fēng)，的熱風(fēng)，爐料中的焦炭在風(fēng)口前與鼓入熱風(fēng)中的氧發(fā)生燃爐料中的焦炭在風(fēng)口前與鼓入熱風(fēng)中的氧發(fā)生燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生高溫和還原性氣體，這些還原性氣燒反應(yīng)，產(chǎn)生高溫和還原性氣體，這些還原性氣體在上升過(guò)程中加熱緩慢下行的爐料，并將鐵礦體在上升過(guò)程中加熱緩慢下行的爐料，并將鐵礦石中的鐵氧化物還原成為金

4、屬鐵石中的鐵氧化物還原成為金屬鐵高爐煉鐵工藝流程高爐煉鐵工藝流程 礦石溫度升高到軟化溫度后，已熔融部分的液滴礦石溫度升高到軟化溫度后，已熔融部分的液滴向下滴落，礦石中未被還原的成分形成熔渣，實(shí)向下滴落，礦石中未被還原的成分形成熔渣，實(shí)現(xiàn)渣鐵分離。已熔化的渣鐵聚集于爐缸內(nèi)，發(fā)生現(xiàn)渣鐵分離。已熔化的渣鐵聚集于爐缸內(nèi)，發(fā)生諸多反應(yīng)，最后調(diào)整鐵液的成分和溫度達(dá)到終點(diǎn)，諸多反應(yīng)，最后調(diào)整鐵液的成分和溫度達(dá)到終點(diǎn)，定期從爐內(nèi)排放熔渣和鐵水。上升的高爐煤氣流，定期從爐內(nèi)排放熔渣和鐵水。上升的高爐煤氣流，由于將能量（熱能和化學(xué)能）傳遞給爐料而溫度由于將能量（熱能和化學(xué)能）傳遞給爐料而溫度逐漸降低，最終形成高爐

5、煤氣從爐頂導(dǎo)出管排出。逐漸降低，最終形成高爐煤氣從爐頂導(dǎo)出管排出。整個(gè)過(guò)程取決于風(fēng)口前焦炭的燃燒，上升煤氣流整個(gè)過(guò)程取決于風(fēng)口前焦炭的燃燒，上升煤氣流與下行爐料間進(jìn)行的一系列的傳熱、傳質(zhì)以及干與下行爐料間進(jìn)行的一系列的傳熱、傳質(zhì)以及干燥、蒸發(fā)、揮發(fā)、分解、還原、軟熔、造渣、滲燥、蒸發(fā)、揮發(fā)、分解、還原、軟熔、造渣、滲碳、脫硫等物理化學(xué)變化。因此，高爐實(shí)質(zhì)是一碳、脫硫等物理化學(xué)變化。因此，高爐實(shí)質(zhì)是一個(gè)爐料下行、煤氣上升兩個(gè)逆向流運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)器。個(gè)爐料下行、煤氣上升兩個(gè)逆向流運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)器。 1）高爐冶煉過(guò)程的五帶）高爐冶煉過(guò)程的五帶 高爐冶煉過(guò)程可分為五個(gè)主要區(qū)域，這五個(gè)區(qū)域高爐冶煉過(guò)程可分為五個(gè)

6、主要區(qū)域，這五個(gè)區(qū)域稱為五帶或五層，即：塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、稱為五帶或五層，即：塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、風(fēng)口帶及渣鐵帶（渣鐵存儲(chǔ)區(qū)）。在下行的爐料風(fēng)口帶及渣鐵帶（渣鐵存儲(chǔ)區(qū)）。在下行的爐料與上升的煤氣流相向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，原料的吸熱、與上升的煤氣流相向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，原料的吸熱、熔化、還原、渣鐵的形成、各種熱交換等在五個(gè)熔化、還原、渣鐵的形成、各種熱交換等在五個(gè)區(qū)域中依次進(jìn)行。區(qū)域中依次進(jìn)行。 塊狀帶：塊狀帶： 爐料以塊狀存在的區(qū)域。在爐內(nèi)料柱的上部，礦爐料以塊狀存在的區(qū)域。在爐內(nèi)料柱的上部，礦石與焦炭始終保持著明顯的固態(tài)層次而緩緩下行，石與焦炭始終保持著明顯的固態(tài)層次而緩緩下行，但層狀逐漸趨

7、于水平，且厚度也逐漸變薄。但層狀逐漸趨于水平，且厚度也逐漸變薄。 軟熔帶：軟熔帶： 爐料由開始軟化到軟化終了的區(qū)域。此區(qū)域是由爐料由開始軟化到軟化終了的區(qū)域。此區(qū)域是由許多固態(tài)焦炭層和粘結(jié)在一起的半熔融的礦石層許多固態(tài)焦炭層和粘結(jié)在一起的半熔融的礦石層組成，焦炭與礦石相間層次分明。由于礦石呈軟組成，焦炭與礦石相間層次分明。由于礦石呈軟熔狀透氣性極差，上升的煤氣流主要從像窗口一熔狀透氣性極差，上升的煤氣流主要從像窗口一樣的焦炭層通過(guò)，因此又稱其為樣的焦炭層通過(guò)，因此又稱其為“焦窗焦窗”。軟熔。軟熔帶的上緣是軟化線，即礦石開始軟化的溫度；下帶的上緣是軟化線，即礦石開始軟化的溫度；下緣是熔化線，即礦

8、石熔化的溫度，它和礦石的軟緣是熔化線，即礦石熔化的溫度，它和礦石的軟熔溫度區(qū)間相一致；其最高部位稱為軟熔帶頂部，熔溫度區(qū)間相一致；其最高部位稱為軟熔帶頂部，其最低部位與爐墻相連接，稱為軟熔帶的根部。其最低部位與爐墻相連接，稱為軟熔帶的根部。 滴落帶：滴落帶： 礦石熔化后呈液滴狀滴落的區(qū)域，它位于軟熔帶礦石熔化后呈液滴狀滴落的區(qū)域，它位于軟熔帶之下，礦石熔化后形成的渣鐵像雨滴一樣穿過(guò)固之下，礦石熔化后形成的渣鐵像雨滴一樣穿過(guò)固態(tài)焦炭層而滴落進(jìn)入爐缸。態(tài)焦炭層而滴落進(jìn)入爐缸。 風(fēng)口帶：風(fēng)口帶： 即風(fēng)口前端的區(qū)域。風(fēng)口前的焦炭受到鼓風(fēng)動(dòng)能即風(fēng)口前端的區(qū)域。風(fēng)口前的焦炭受到鼓風(fēng)動(dòng)能的作用在劇烈地回旋運(yùn)

9、動(dòng)中燃燒，形成一個(gè)半的作用在劇烈地回旋運(yùn)動(dòng)中燃燒，形成一個(gè)半空狀態(tài)的焦炭回旋區(qū)，這個(gè)小區(qū)域是高爐中唯空狀態(tài)的焦炭回旋區(qū)，這個(gè)小區(qū)域是高爐中唯一存在的氧化性氣氛的區(qū)域。一存在的氧化性氣氛的區(qū)域。 渣鐵帶（渣鐵存貯區(qū)）：渣鐵帶（渣鐵存貯區(qū)）： 液體渣鐵貯存的區(qū)域，位于爐缸的下部，主要是液體渣鐵貯存的區(qū)域，位于爐缸的下部，主要是液態(tài)渣鐵以及浸入其中的焦炭。鐵滴穿過(guò)渣層液態(tài)渣鐵以及浸入其中的焦炭。鐵滴穿過(guò)渣層以及渣鐵界面后最終完成必要的渣鐵反應(yīng)，得以及渣鐵界面后最終完成必要的渣鐵反應(yīng)，得到合格的生鐵。到合格的生鐵。高爐內(nèi)五帶示意圖高爐內(nèi)五帶示意圖（3）爐襯破損機(jī)理）爐襯破損機(jī)理 1）爐底）爐底 根據(jù)高

10、爐停爐大修前爐底破損狀況和生產(chǎn)中爐底根據(jù)高爐停爐大修前爐底破損狀況和生產(chǎn)中爐底溫度等檢測(cè)結(jié)果知道，爐底破損分兩個(gè)階段，初溫度等檢測(cè)結(jié)果知道，爐底破損分兩個(gè)階段，初期是鐵水滲入將磚漂浮而形成鍋底形深坑，第二期是鐵水滲入將磚漂浮而形成鍋底形深坑，第二階段是熔結(jié)層形成后的化學(xué)侵蝕。階段是熔結(jié)層形成后的化學(xué)侵蝕。 鐵水滲入的條件：一是爐底砌磚承受著液體渣鐵水滲入的條件：一是爐底砌磚承受著液體渣鐵、煤氣壓力、料柱重量的鐵、煤氣壓力、料柱重量的1012%；二是砌磚；二是砌磚存在磚縫和裂縫。存在磚縫和裂縫。 爐底坑下的磚襯在長(zhǎng)期的高溫高壓下，部分軟爐底坑下的磚襯在長(zhǎng)期的高溫高壓下，部分軟化重新結(jié)晶，形成熔結(jié)

11、層?；匦陆Y(jié)晶，形成熔結(jié)層。 熔結(jié)層中磚與磚已燒結(jié)成一個(gè)整體，能抵抗鐵水熔結(jié)層中磚與磚已燒結(jié)成一個(gè)整體，能抵抗鐵水的滲入，并且坑底面的鐵水溫度也較低，磚縫已的滲入，并且坑底面的鐵水溫度也較低，磚縫已不再是鐵水滲入的薄弱環(huán)節(jié)，這時(shí)爐襯損壞的主不再是鐵水滲入的薄弱環(huán)節(jié)，這時(shí)爐襯損壞的主要原因轉(zhuǎn)化為鐵水中的碳將磚中二氧化硅還原成要原因轉(zhuǎn)化為鐵水中的碳將磚中二氧化硅還原成硅，并被鐵水所吸收的化學(xué)侵蝕。硅，并被鐵水所吸收的化學(xué)侵蝕。 生產(chǎn)實(shí)踐表明：采用爐底冷卻的大高爐爐底侵蝕生產(chǎn)實(shí)踐表明：采用爐底冷卻的大高爐爐底侵蝕深度約深度約12m，而沒有爐底冷卻的高爐侵蝕深度，而沒有爐底冷卻的高爐侵蝕深度可達(dá)可達(dá)4

12、5m。 從爐底破損機(jī)理看出，影響爐底壽命的因素：首從爐底破損機(jī)理看出，影響爐底壽命的因素：首先是它承受的高壓，其次是高溫，再次是鐵水和先是它承受的高壓，其次是高溫，再次是鐵水和渣水在出鐵時(shí)的流動(dòng)對(duì)爐底的沖刷，爐底的磚襯渣水在出鐵時(shí)的流動(dòng)對(duì)爐底的沖刷，爐底的磚襯在加熱過(guò)程中產(chǎn)生溫度應(yīng)力引起磚層開裂，此外在加熱過(guò)程中產(chǎn)生溫度應(yīng)力引起磚層開裂，此外在高溫下渣鐵也對(duì)磚襯有化學(xué)侵蝕作用，特別是在高溫下渣鐵也對(duì)磚襯有化學(xué)侵蝕作用，特別是渣液的侵蝕更為嚴(yán)重。渣液的侵蝕更為嚴(yán)重。 2）爐缸）爐缸 爐缸下部是盛渣鐵液的地方，且周期地進(jìn)行聚積爐缸下部是盛渣鐵液的地方，且周期地進(jìn)行聚積和排出，所以渣鐵的流動(dòng)、爐內(nèi)渣

13、鐵液面的升降，和排出，所以渣鐵的流動(dòng)、爐內(nèi)渣鐵液面的升降，大量的煤氣流等高溫流體對(duì)爐襯的沖刷是主要的大量的煤氣流等高溫流體對(duì)爐襯的沖刷是主要的破壞因素，特別是鐵口附近的爐襯是沖刷最厲害破壞因素，特別是鐵口附近的爐襯是沖刷最厲害的部位。高爐爐渣偏堿性而常用的耐火磚偏酸性，的部位。高爐爐渣偏堿性而常用的耐火磚偏酸性，故在高溫下化學(xué)性渣化，對(duì)爐缸磚襯是一個(gè)重要故在高溫下化學(xué)性渣化，對(duì)爐缸磚襯是一個(gè)重要的破壞因素。整個(gè)高爐的最高溫度區(qū)域是爐缸上的破壞因素。整個(gè)高爐的最高溫度區(qū)域是爐缸上部的風(fēng)口帶，此處爐襯內(nèi)表面溫度高達(dá)部的風(fēng)口帶，此處爐襯內(nèi)表面溫度高達(dá)13001900，所以磚襯的耐高溫性能和相應(yīng)的，所

14、以磚襯的耐高溫性能和相應(yīng)的冷卻措施都是非常重要的。爐缸部位受的壓力雖冷卻措施都是非常重要的。爐缸部位受的壓力雖不算很大，但它是難以對(duì)付的側(cè)向壓力，故仍然不算很大，但它是難以對(duì)付的側(cè)向壓力，故仍然不可忽視。不可忽視。 3）爐腹）爐腹 此處距風(fēng)口帶近，故高溫?zé)釕?yīng)力作用很大。由于此處距風(fēng)口帶近，故高溫?zé)釕?yīng)力作用很大。由于爐腹傾斜故受著料柱壓力和崩料、坐料時(shí)沖擊力爐腹傾斜故受著料柱壓力和崩料、坐料時(shí)沖擊力的影響。另外還承受初渣的化學(xué)侵蝕。由于初渣的影響。另外還承受初渣的化學(xué)侵蝕。由于初渣中中FeO、MnO以及自由以及自由CaO含量較高，并且含量較高，并且FeO、MnO、CaO與磚襯中的與磚襯中的SiO

15、2反應(yīng)，生產(chǎn)低熔點(diǎn)化反應(yīng)，生產(chǎn)低熔點(diǎn)化合物，使磚襯表面軟熔，在液態(tài)渣鐵和煤氣流的合物，使磚襯表面軟熔，在液態(tài)渣鐵和煤氣流的沖刷下而脫落。往往開爐不久這部分爐襯便被完沖刷下而脫落。往往開爐不久這部分爐襯便被完全侵蝕掉，而是靠冷卻壁上的渣皮維持生產(chǎn)。全侵蝕掉，而是靠冷卻壁上的渣皮維持生產(chǎn)。 4）爐身）爐身 爐身中下部溫度較高，熱應(yīng)力的影響較大，同爐身中下部溫度較高，熱應(yīng)力的影響較大，同時(shí)也受到初渣的化學(xué)侵蝕以及堿金屬和鋅的化學(xué)時(shí)也受到初渣的化學(xué)侵蝕以及堿金屬和鋅的化學(xué)侵蝕。侵蝕。 爐料中的堿金屬和鋅，一般以鹽類存在，進(jìn)入高爐料中的堿金屬和鋅，一般以鹽類存在，進(jìn)入高爐后在高溫下分解為氧化物，在高爐下

16、部被還原爐后在高溫下分解為氧化物，在高爐下部被還原為金屬鉀、鈉、鋅，并揮發(fā)隨煤氣上升，在上升為金屬鉀、鈉、鋅，并揮發(fā)隨煤氣上升，在上升過(guò)程中又被氧化為過(guò)程中又被氧化為K2O、Na2O、ZnO，部分氧化，部分氧化物沉積到爐料上再循環(huán)，部分沉積在爐襯上，還物沉積到爐料上再循環(huán)，部分沉積在爐襯上，還有一部分隨煤氣排出爐外，這就是堿循環(huán)。沉積有一部分隨煤氣排出爐外，這就是堿循環(huán)。沉積在爐襯上的這部分堿金屬和鋅的氧化物與爐襯中在爐襯上的這部分堿金屬和鋅的氧化物與爐襯中的的Al2O3、SiO2反應(yīng)生成低熔點(diǎn)的硅鋁酸鹽，使反應(yīng)生成低熔點(diǎn)的硅鋁酸鹽，使?fàn)t襯軟熔并被沖刷而損壞。爐襯軟熔并被沖刷而損壞。 碳素沉積

17、也是爐身部位爐襯損壞的一個(gè)原因。碳素沉積也是爐身部位爐襯損壞的一個(gè)原因。碳素沉積反應(yīng)（碳素沉積反應(yīng)（2CO=CO2+C）在）在400700之之間進(jìn)行最快，而整個(gè)爐身的爐襯卻正好處于這一間進(jìn)行最快，而整個(gè)爐身的爐襯卻正好處于這一溫度范圍。溫度范圍。 當(dāng)碳素沉積在磚縫和裂縫中時(shí)，在長(zhǎng)期的高溫影當(dāng)碳素沉積在磚縫和裂縫中時(shí)，在長(zhǎng)期的高溫影響下，會(huì)改變結(jié)晶狀態(tài)，體積增大，脹壞磚襯，響下，會(huì)改變結(jié)晶狀態(tài)，體積增大，脹壞磚襯，這對(duì)強(qiáng)度較差的耐火磚和泥漿不飽滿的爐襯來(lái)說(shuō)，這對(duì)強(qiáng)度較差的耐火磚和泥漿不飽滿的爐襯來(lái)說(shuō)，作用更為明顯。在爐身上部，爐料比較堅(jiān)硬，下作用更為明顯。在爐身上部，爐料比較堅(jiān)硬，下降爐料的磨損

18、和夾帶著大量爐塵的高速煤氣流的降爐料的磨損和夾帶著大量爐塵的高速煤氣流的沖刷是這部位爐襯損壞的主要原因。爐身部位是沖刷是這部位爐襯損壞的主要原因。爐身部位是整個(gè)高爐的薄弱環(huán)節(jié)，這里的工作條件比下部好，整個(gè)高爐的薄弱環(huán)節(jié)，這里的工作條件比下部好，但由于沒有渣皮保護(hù)，壽命反而較短。但由于沒有渣皮保護(hù)，壽命反而較短。 5）爐喉）爐喉 爐喉受到爐料落下時(shí)的撞擊作用，故都用金屬保爐喉受到爐料落下時(shí)的撞擊作用，故都用金屬保護(hù)板加以保護(hù)，又稱爐喉鋼磚，但它仍會(huì)在高溫護(hù)板加以保護(hù)，又稱爐喉鋼磚，但它仍會(huì)在高溫下失去強(qiáng)度和由于溫度分布不均勻而產(chǎn)生熱變形，下失去強(qiáng)度和由于溫度分布不均勻而產(chǎn)生熱變形，爐內(nèi)煤氣流頻繁

19、變化時(shí)損壞更為嚴(yán)重。爐內(nèi)煤氣流頻繁變化時(shí)損壞更為嚴(yán)重。 高爐內(nèi)襯破損實(shí)例高爐內(nèi)襯破損實(shí)例 6）最終決定爐襯壽命的因素有：）最終決定爐襯壽命的因素有： 1）爐襯質(zhì)量，是決定爐襯壽命的關(guān)鍵因素，如耐）爐襯質(zhì)量，是決定爐襯壽命的關(guān)鍵因素，如耐火磚的化學(xué)成分、物理性質(zhì)、外形公差等?；鸫u的化學(xué)成分、物理性質(zhì)、外形公差等。 2）砌筑質(zhì)量，砌縫大小及是否均勻，膨脹縫是否）砌筑質(zhì)量，砌縫大小及是否均勻，膨脹縫是否合理，填料是否填實(shí)等。合理，填料是否填實(shí)等。 3）操作因素，如開爐時(shí)的烘爐質(zhì)量，正常操作時(shí)）操作因素，如開爐時(shí)的烘爐質(zhì)量，正常操作時(shí)各項(xiàng)操作制度是否穩(wěn)定、合理。各項(xiàng)操作制度是否穩(wěn)定、合理。 4）爐型結(jié)

20、構(gòu)尺寸是否合理，如爐身角、爐腹角等。）爐型結(jié)構(gòu)尺寸是否合理，如爐身角、爐腹角等。 另一方面高爐內(nèi)也存在著保護(hù)爐襯的因素，如合另一方面高爐內(nèi)也存在著保護(hù)爐襯的因素，如合理的冷卻設(shè)備、渣皮的形成、爐殼的存在，都有理的冷卻設(shè)備、渣皮的形成、爐殼的存在，都有助于爐襯的保護(hù)，減弱了高溫?zé)釕?yīng)力的破壞。助于爐襯的保護(hù)，減弱了高溫?zé)釕?yīng)力的破壞。 （4）高爐爐襯砌筑）高爐爐襯砌筑 1）爐底。）爐底。 有全陶瓷質(zhì)、全碳磚和綜合爐底三種結(jié)構(gòu)形式。有全陶瓷質(zhì)、全碳磚和綜合爐底三種結(jié)構(gòu)形式。 高爐爐底的設(shè)計(jì)主要著眼于傳熱學(xué)，使用碳磚高爐爐底的設(shè)計(jì)主要著眼于傳熱學(xué)，使用碳磚并結(jié)合冷卻，出現(xiàn)了永久型爐底，即綜合爐底和并結(jié)合

21、冷卻，出現(xiàn)了永久型爐底，即綜合爐底和全碳磚爐底?？可岬霓k法，在爐底及早形成一全碳磚爐底?？可岬霓k法，在爐底及早形成一個(gè)熔結(jié)層，使侵蝕限制在此范圍。實(shí)質(zhì)是用鐵水個(gè)熔結(jié)層，使侵蝕限制在此范圍。實(shí)質(zhì)是用鐵水的凝固溫度（一般為的凝固溫度（一般為1150）的等溫線（或面）的等溫線（或面）筑成一道擋鐵墻。高爐開爐后，隨著鐵水侵蝕線筑成一道擋鐵墻。高爐開爐后，隨著鐵水侵蝕線的下移，的下移，1150等溫線也下移，但前者移動(dòng)快，等溫線也下移，但前者移動(dòng)快，最后二者重合，爐底形成了穩(wěn)定的最后二者重合，爐底形成了穩(wěn)定的“鐵殼鐵殼”保護(hù)保護(hù)層。只要熱平衡不被破壞，保護(hù)層會(huì)層。只要熱平衡不被破壞，保護(hù)層會(huì)“永久永久

22、”保保持下去。持下去。 較合理的是帶爐底冷卻的綜合爐底，它在基墩較合理的是帶爐底冷卻的綜合爐底，它在基墩上面是水冷（風(fēng)冷）管碳搗層上平砌上面是水冷（風(fēng)冷）管碳搗層上平砌45層或立層或立砌碳磚，再上面周圍是環(huán)砌的碳磚直到渣口之下，砌碳磚，再上面周圍是環(huán)砌的碳磚直到渣口之下，而中心是立砌著的高鋁磚或粘土磚。環(huán)砌著的碳而中心是立砌著的高鋁磚或粘土磚。環(huán)砌著的碳磚和中心高鋁磚多為咬砌，而高鋁磚的膨脹率高磚和中心高鋁磚多為咬砌，而高鋁磚的膨脹率高于碳磚，致使碳磚被頂起，引起上下層間的縫隙于碳磚，致使碳磚被頂起，引起上下層間的縫隙張開，鐵水和煤氣更易侵入，應(yīng)改為正臺(tái)階或平張開，鐵水和煤氣更易侵入，應(yīng)改為正

23、臺(tái)階或平砌式的方法砌筑。根據(jù)不同部位采用不同性能的砌式的方法砌筑。根據(jù)不同部位采用不同性能的碳磚。鐵口以下容易受到嚴(yán)重侵蝕的部位用抗?jié)B碳磚。鐵口以下容易受到嚴(yán)重侵蝕的部位用抗?jié)B透性特好的微孔碳磚；爐底最低層用高導(dǎo)熱性透性特好的微孔碳磚；爐底最低層用高導(dǎo)熱性CSiC磚；其余部位用普通碳磚或微孔碳磚。同磚；其余部位用普通碳磚或微孔碳磚。同時(shí)增加鐵口以下爐底周邊碳磚的長(zhǎng)度，以抵抗鐵時(shí)增加鐵口以下爐底周邊碳磚的長(zhǎng)度，以抵抗鐵和堿金屬對(duì)此處的強(qiáng)烈滲透和侵蝕；磚與磚之間和堿金屬對(duì)此處的強(qiáng)烈滲透和侵蝕；磚與磚之間改過(guò)去寬縫為細(xì)縫（改過(guò)去寬縫為細(xì)縫（0.5mm以下）砌筑。以下）砌筑。 綜合爐底的砌筑。高爐爐體

24、的金屬結(jié)構(gòu)安裝完綜合爐底的砌筑。高爐爐體的金屬結(jié)構(gòu)安裝完畢后，要檢查基墩表面的標(biāo)高與水平，爐底冷卻畢后，要檢查基墩表面的標(biāo)高與水平，爐底冷卻管與熱電偶管安裝是否合格，冷卻壁相互之間的管與熱電偶管安裝是否合格，冷卻壁相互之間的間隙不小于間隙不小于10mm，冷卻壁與冷卻水箱安裝與試，冷卻壁與冷卻水箱安裝與試壓是否合格，爐子中心的偏移程度是否合格，爐壓是否合格，爐子中心的偏移程度是否合格，爐殼上開孔件周圍是否焊接嚴(yán)密等。然后測(cè)量并設(shè)殼上開孔件周圍是否焊接嚴(yán)密等。然后測(cè)量并設(shè)置砌磚用主控制線（每層十字中心線位置，爐底置砌磚用主控制線（每層十字中心線位置，爐底抹灰層標(biāo)高），在冷卻壁之間的間隙里、冷卻壁抹

25、灰層標(biāo)高），在冷卻壁之間的間隙里、冷卻壁與鐵口框、渣口大套之間的縫隙填好鐵屑填料，與鐵口框、渣口大套之間的縫隙填好鐵屑填料，再在爐殼與冷卻壁之間的縫隙中灌漿，最后在清再在爐殼與冷卻壁之間的縫隙中灌漿，最后在清掃干凈的基墩表面上抹灰找平，對(duì)有爐底冷卻管掃干凈的基墩表面上抹灰找平，對(duì)有爐底冷卻管的高爐則在露出于耐熱混凝土之上的半圓管處做的高爐則在露出于耐熱混凝土之上的半圓管處做碳搗層，厚度為碳搗層，厚度為200400mm，并進(jìn)行搗打和刮，并進(jìn)行搗打和刮平作業(yè)。平作業(yè)。 碳磚上下層不咬砌，每一層先在中心線的中心碳磚上下層不咬砌，每一層先在中心線的中心點(diǎn)上，砌好中心碳磚并定位，從中心開始砌兩端點(diǎn)上，砌

26、好中心碳磚并定位，從中心開始砌兩端碳磚。碳磚。 環(huán)形碳磚的砌法是以爐子的十字中心線和碳磚環(huán)形碳磚的砌法是以爐子的十字中心線和碳磚的內(nèi)圓線為依據(jù)，從鐵口中心開始干排，當(dāng)左右的內(nèi)圓線為依據(jù)，從鐵口中心開始干排，當(dāng)左右兩側(cè)排了兩側(cè)排了1015塊后，開始吊走鐵口中心線處的塊后，開始吊走鐵口中心線處的兩塊，將第三塊緊靠中心線處的碳磚依次砌筑，兩塊，將第三塊緊靠中心線處的碳磚依次砌筑，放射縫縫隙為放射縫縫隙為2mm，水平縫為，水平縫為2.5mm，在磚的端，在磚的端部塞上木楔，每砌部塞上木楔，每砌46塊磚用千斤頂從兩側(cè)同時(shí)塊磚用千斤頂從兩側(cè)同時(shí)頂緊，以保持磚縫符合要求。頂緊，以保持磚縫符合要求。 爐底中心立

27、砌的高鋁磚；每層都按十字形砌法。爐底中心立砌的高鋁磚；每層都按十字形砌法。為使砌體磚縫錯(cuò)開，上下相鄰兩層的十字中心線為使砌體磚縫錯(cuò)開，上下相鄰兩層的十字中心線應(yīng)相互錯(cuò)開應(yīng)相互錯(cuò)開22.545， 而最上面一層磚縫要與出鐵口中心線相錯(cuò)而最上面一層磚縫要與出鐵口中心線相錯(cuò)22.545。 環(huán)形碳磚與立砌高鋁磚的配層，是綜合爐底砌環(huán)形碳磚與立砌高鋁磚的配層，是綜合爐底砌筑質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。高鋁磚應(yīng)與碳磚有相同的層筑質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。高鋁磚應(yīng)與碳磚有相同的層高，由于碳磚斷面尺寸為高，由于碳磚斷面尺寸為400mm400mm，相，相應(yīng)的高鋁磚應(yīng)特制成的磚型尺寸應(yīng)的高鋁磚應(yīng)特制成的磚型尺寸40015090mm。采用

28、正臺(tái)階形或平砌式。施。采用正臺(tái)階形或平砌式。施工順序?yàn)椋合绕霏h(huán)形碳磚，后砌高鋁磚，最后進(jìn)工順序?yàn)椋合绕霏h(huán)形碳磚，后砌高鋁磚，最后進(jìn)行膨脹縫內(nèi)的碳搗。行膨脹縫內(nèi)的碳搗。 2）爐缸。）爐缸。 爐缸爐襯比爐底薄，以加強(qiáng)冷卻來(lái)維護(hù)生成渣爐缸爐襯比爐底薄，以加強(qiáng)冷卻來(lái)維護(hù)生成渣皮和由鐵水中析出并不很厚的石墨層。皮和由鐵水中析出并不很厚的石墨層。 現(xiàn)代高爐爐缸多用碳磚。碳磚砌到渣口中心線或現(xiàn)代高爐爐缸多用碳磚。碳磚砌到渣口中心線或風(fēng)口和渣口之間，碳磚與高鋁磚交接處應(yīng)避開渣風(fēng)口和渣口之間，碳磚與高鋁磚交接處應(yīng)避開渣液面。爐缸側(cè)墻厚為液面。爐缸側(cè)墻厚為6851350mm，到風(fēng)口一般，到風(fēng)口一般減薄至減薄至57

29、0mm。 環(huán)形碳磚的砌法與爐底相同，水平縫與放射縫環(huán)形碳磚的砌法與爐底相同，水平縫與放射縫全為薄縫。渣口以下的碳磚從出鐵口中心向兩邊全為薄縫。渣口以下的碳磚從出鐵口中心向兩邊砌筑，而渣口區(qū)域的碳磚則從渣口中心向兩邊砌砌筑，而渣口區(qū)域的碳磚則從渣口中心向兩邊砌筑。在爐缸內(nèi)壁、鐵口、渣口、風(fēng)口孔洞側(cè)壁等筑。在爐缸內(nèi)壁、鐵口、渣口、風(fēng)口孔洞側(cè)壁等處的碳磚表面上，應(yīng)砌上粘土磚或高鋁磚保護(hù)層，處的碳磚表面上，應(yīng)砌上粘土磚或高鋁磚保護(hù)層，以防開爐時(shí)氧化。以防開爐時(shí)氧化。 粘土磚或高鋁磚的砌法，都是平砌成互相交錯(cuò)粘土磚或高鋁磚的砌法，都是平砌成互相交錯(cuò)的同心圓環(huán)，相鄰接的放射縫和垂直縫應(yīng)錯(cuò)開，的同心圓環(huán)，相

30、鄰接的放射縫和垂直縫應(yīng)錯(cuò)開，磚縫厚度為磚縫厚度為0.5mm（使用磷酸鹽泥漿時(shí)可寬些）。（使用磷酸鹽泥漿時(shí)可寬些）。 鐵口、渣口、風(fēng)口一般采用錯(cuò)臺(tái)砌法或拱頂砌鐵口、渣口、風(fēng)口一般采用錯(cuò)臺(tái)砌法或拱頂砌法?，F(xiàn)代高爐一般使用組合磚砌筑。法?，F(xiàn)代高爐一般使用組合磚砌筑。 3）爐腹、爐腰與爐身。）爐腹、爐腰與爐身。 爐腹主要靠渣皮工作，所以常用的結(jié)構(gòu)是一環(huán)爐腹主要靠渣皮工作，所以常用的結(jié)構(gòu)是一環(huán)厚厚345mm或或230mm的高鋁磚（或粘土磚），以的高鋁磚（或粘土磚），以便在開爐時(shí)保護(hù)鑲磚冷卻壁的表面不被燒壞。砌便在開爐時(shí)保護(hù)鑲磚冷卻壁的表面不被燒壞。砌筑時(shí)要緊靠冷卻壁或爐殼錯(cuò)臺(tái)砌筑，并保證垂直筑時(shí)要緊靠冷

31、卻壁或爐殼錯(cuò)臺(tái)砌筑，并保證垂直縫錯(cuò)開，與爐缸平砌的磚環(huán)相同，磚縫小于縫錯(cuò)開，與爐缸平砌的磚環(huán)相同，磚縫小于1mm 爐腰結(jié)構(gòu)有厚墻、薄墻和過(guò)渡形式。爐腰磚襯爐腰結(jié)構(gòu)有厚墻、薄墻和過(guò)渡形式。爐腰磚襯砌筑應(yīng)和預(yù)期達(dá)到的操作爐型和使用的冷卻器結(jié)砌筑應(yīng)和預(yù)期達(dá)到的操作爐型和使用的冷卻器結(jié)合起來(lái)考慮。合起來(lái)考慮。 采用厚墻爐腰爐襯易被煤氣流沖刷和侵蝕掉，使采用厚墻爐腰爐襯易被煤氣流沖刷和侵蝕掉，使?fàn)t腹高度向上擴(kuò)展，徑向增大，而且爐腰高度越爐腹高度向上擴(kuò)展，徑向增大，而且爐腰高度越大，爐襯越厚，爐腹向上延伸得越高，在徑向的大，爐襯越厚，爐腹向上延伸得越高，在徑向的擴(kuò)展也越大，使設(shè)計(jì)爐型與操作爐型出入較大。擴(kuò)

32、展也越大，使設(shè)計(jì)爐型與操作爐型出入較大。如采用薄墻爐腰則可避免上述弊端，使?fàn)t型固定，如采用薄墻爐腰則可避免上述弊端，使?fàn)t型固定，但當(dāng)原設(shè)計(jì)爐型與合理操作爐型出入太大，則會(huì)但當(dāng)原設(shè)計(jì)爐型與合理操作爐型出入太大，則會(huì)得到一個(gè)不合理的固定爐型。得到一個(gè)不合理的固定爐型。 逐漸過(guò)渡形式是在爐腰和爐身下部采用鑲磚冷逐漸過(guò)渡形式是在爐腰和爐身下部采用鑲磚冷卻壁，爐腰磚襯逐漸加厚，可以由卻壁，爐腰磚襯逐漸加厚，可以由345mm增加到增加到爐身下部磚襯厚度爐身下部磚襯厚度575mm（或（或690mm）。爐腰）。爐腰也采用環(huán)形砌磚法，磚縫小于也采用環(huán)形砌磚法，磚縫小于1mm。 爐身下部的耐火材料在不斷地改進(jìn)。從

33、高鋁磚、爐身下部的耐火材料在不斷地改進(jìn)。從高鋁磚、硅線石磚、合成莫來(lái)石磚、燒成剛玉磚到碳化硅硅線石磚、合成莫來(lái)石磚、燒成剛玉磚到碳化硅磚，氮化硅結(jié)合的碳化硅磚都有應(yīng)用。從單一的磚，氮化硅結(jié)合的碳化硅磚都有應(yīng)用。從單一的高鋁磚、高密度粘土磚砌筑，到各種組合爐襯。高鋁磚、高密度粘土磚砌筑，到各種組合爐襯。 爐身磚襯厚度趨于減薄，常為爐身磚襯厚度趨于減薄，常為690805mm，磚，磚縫下段不大于縫下段不大于1.5mm，上段不大于，上段不大于2mm，采用環(huán)，采用環(huán)形砌磚法。由于爐身較高，故每砌形砌磚法。由于爐身較高，故每砌5層一錯(cuò)臺(tái)以層一錯(cuò)臺(tái)以縮小內(nèi)徑，并用活動(dòng)半徑規(guī)來(lái)控制。為了防止與縮小內(nèi)徑，并用活

34、動(dòng)半徑規(guī)來(lái)控制。為了防止與爐殼間隙中的水渣填料向下松動(dòng)，每隔爐殼間隙中的水渣填料向下松動(dòng)，每隔1015層層磚可有一圈頂?shù)綘t殼。磚可有一圈頂?shù)綘t殼。 4）爐喉與爐頭。）爐喉與爐頭。 爐喉保護(hù)板（或稱爐喉鋼磚）背后填入耐火材料，爐喉保護(hù)板（或稱爐喉鋼磚）背后填入耐火材料，用來(lái)做爐喉內(nèi)襯以抵抗?fàn)t料打擊和高溫膨脹。用來(lái)做爐喉內(nèi)襯以抵抗?fàn)t料打擊和高溫膨脹。 （5）高爐用耐火材料）高爐用耐火材料 1）對(duì)耐火材料的要求）對(duì)耐火材料的要求 根據(jù)高爐爐襯的工作條件和破損機(jī)理，砌筑材料根據(jù)高爐爐襯的工作條件和破損機(jī)理，砌筑材料的質(zhì)量對(duì)爐襯壽命有重要影響，故對(duì)高爐用耐火的質(zhì)量對(duì)爐襯壽命有重要影響，故對(duì)高爐用耐火材料

35、提出如下要求：材料提出如下要求： 耐火度要高。耐火度是指耐火材料開始軟化的耐火度要高。耐火度是指耐火材料開始軟化的溫度。它表示了耐火材料承受高溫的能力。因?yàn)闇囟?。它表示了耐火材料承受高溫的能力。因?yàn)楦郀t長(zhǎng)期在高溫高壓的條件下工作，要求耐火材高爐長(zhǎng)期在高溫高壓的條件下工作，要求耐火材料具有較高的耐火度，并且高溫機(jī)械強(qiáng)度要大，料具有較高的耐火度，并且高溫機(jī)械強(qiáng)度要大，具有良好的耐磨性，抗撞擊能力。具有良好的耐磨性，抗撞擊能力。 荷重軟化點(diǎn)要高。將直徑荷重軟化點(diǎn)要高。將直徑36mm，高，高50mm的的試樣在試樣在0.2MPa荷載下升溫，當(dāng)溫度達(dá)到某一值時(shí)，荷載下升溫，當(dāng)溫度達(dá)到某一值時(shí)，試樣高度突然

36、降低，該溫度就是荷重軟化點(diǎn)。荷試樣高度突然降低，該溫度就是荷重軟化點(diǎn)。荷重軟化點(diǎn)能夠更確切地評(píng)價(jià)耐火材料的性能。重軟化點(diǎn)能夠更確切地評(píng)價(jià)耐火材料的性能。 Fe2O3含量要低。耐火材料中的含量要低。耐火材料中的Fe2O3和和SiO2在在高溫下相互作用生成低熔點(diǎn)化合物，降低耐火材高溫下相互作用生成低熔點(diǎn)化合物，降低耐火材料的耐火度；在高爐內(nèi)，耐火材料中的料的耐火度；在高爐內(nèi)，耐火材料中的Fe2O3有有可能被滲入磚襯中的可能被滲入磚襯中的CO還原生成海綿鐵，而海綿還原生成海綿鐵，而海綿鐵又促進(jìn)鐵又促進(jìn)CO分解產(chǎn)生石墨碳沉積，構(gòu)成對(duì)磚襯的分解產(chǎn)生石墨碳沉積，構(gòu)成對(duì)磚襯的破壞作用。破壞作用。 重?zé)湛s要

37、小。重?zé)湛s也稱殘余收縮，是表重?zé)湛s要小。重?zé)湛s也稱殘余收縮，是表示耐火材料升至高溫后產(chǎn)生裂紋可能性大小的一示耐火材料升至高溫后產(chǎn)生裂紋可能性大小的一種尺度。種尺度。 氣孔率要低。氣孔率是耐火材料的重要指標(biāo)之氣孔率要低。氣孔率是耐火材料的重要指標(biāo)之一，在高爐冶煉條件下，如果磚襯材料的氣孔率一，在高爐冶煉條件下，如果磚襯材料的氣孔率大，則為石墨和鋅沉積創(chuàng)造了條件，從而引起爐大，則為石墨和鋅沉積創(chuàng)造了條件，從而引起爐襯破壞。襯破壞。 2）高爐常用耐火材料）高爐常用耐火材料 高爐常用的耐火材料主要有陶瓷質(zhì)材料和炭質(zhì)材高爐常用的耐火材料主要有陶瓷質(zhì)材料和炭質(zhì)材料兩大類。陶瓷質(zhì)材料包括黏土磚、高鋁磚

38、、剛料兩大類。陶瓷質(zhì)材料包括黏土磚、高鋁磚、剛玉磚和不定形耐火材料等；炭質(zhì)材料包括炭磚、玉磚和不定形耐火材料等；炭質(zhì)材料包括炭磚、石墨炭磚、石墨碳化硅磚、氮結(jié)合碳化硅磚等。石墨炭磚、石墨碳化硅磚、氮結(jié)合碳化硅磚等。 黏土磚和高鋁磚黏土磚和高鋁磚 黏土磚是高爐上應(yīng)用最廣泛的耐火磚，它有良好黏土磚是高爐上應(yīng)用最廣泛的耐火磚，它有良好的物理機(jī)械性能，化學(xué)成分與爐渣相近，不易和的物理機(jī)械性能，化學(xué)成分與爐渣相近，不易和渣起化學(xué)反應(yīng)，有較好的機(jī)械性能，成本較低。渣起化學(xué)反應(yīng)，有較好的機(jī)械性能，成本較低。 高鋁磚是高鋁磚是Al2O3含量大于含量大于48%的耐火制品，它比黏的耐火制品，它比黏土磚有更高的耐火

39、度和荷重軟化點(diǎn)，由于土磚有更高的耐火度和荷重軟化點(diǎn)，由于Al2O3為為中性，故抗渣性較好，但是加工困難，成本較高。中性，故抗渣性較好，但是加工困難，成本較高。 黏土磚和高鋁磚的外形質(zhì)量也非常重要，特別是黏土磚和高鋁磚的外形質(zhì)量也非常重要，特別是精細(xì)砌筑部位更為嚴(yán)格，對(duì)于制品的尺寸允許偏精細(xì)砌筑部位更為嚴(yán)格，對(duì)于制品的尺寸允許偏差及外形分級(jí)也有規(guī)定。有時(shí)還需再磨制加工才差及外形分級(jí)也有規(guī)定。有時(shí)還需再磨制加工才能合乎質(zhì)量要求，所以在貯運(yùn)過(guò)程中要注意保護(hù)能合乎質(zhì)量要求，所以在貯運(yùn)過(guò)程中要注意保護(hù)邊緣棱角，邊緣棱角， 否則會(huì)降低級(jí)別甚至報(bào)廢。否則會(huì)降低級(jí)別甚至報(bào)廢。 炭質(zhì)耐火材料炭質(zhì)耐火材料 近代高

40、爐逐漸大型化，冶煉強(qiáng)度也有所提高，爐近代高爐逐漸大型化，冶煉強(qiáng)度也有所提高，爐襯熱負(fù)荷加重，炭質(zhì)耐火材料具有獨(dú)特的性能，襯熱負(fù)荷加重，炭質(zhì)耐火材料具有獨(dú)特的性能，因此逐漸應(yīng)用到高爐上來(lái)，尤其是爐缸爐底部位因此逐漸應(yīng)用到高爐上來(lái)，尤其是爐缸爐底部位幾乎普遍采用炭質(zhì)材料，其它部位爐襯的使用量幾乎普遍采用炭質(zhì)材料，其它部位爐襯的使用量也日趨增加。炭質(zhì)耐火材料主要特性如下：也日趨增加。炭質(zhì)耐火材料主要特性如下： A 耐火度高，碳是不熔化物質(zhì)，在耐火度高，碳是不熔化物質(zhì)，在3500升華，升華，在高爐冶煉溫度下炭磚不熔化也不軟化；在高爐冶煉溫度下炭磚不熔化也不軟化； B 炭質(zhì)耐火材料具有很好的抗渣性，對(duì)酸

41、性與堿炭質(zhì)耐火材料具有很好的抗渣性，對(duì)酸性與堿性爐渣都有很好的抗蝕能力；性爐渣都有很好的抗蝕能力； C 具有高導(dǎo)熱性，抵抗熱震性好，可以很好地發(fā)具有高導(dǎo)熱性，抵抗熱震性好，可以很好地發(fā)揮冷卻器的作用，有利于延長(zhǎng)爐襯壽命；揮冷卻器的作用，有利于延長(zhǎng)爐襯壽命； D 線膨脹系數(shù)小，熱穩(wěn)定性好；線膨脹系數(shù)小，熱穩(wěn)定性好； E 致命弱點(diǎn)是易氧化，致命弱點(diǎn)是易氧化， 對(duì)氧化性氣氛抵抗能力差。對(duì)氧化性氣氛抵抗能力差。 一般炭質(zhì)耐火材料在一般炭質(zhì)耐火材料在400能被氣體中能被氣體中O2氧化，氧化，500時(shí)開始和時(shí)開始和H2O作用，作用，700時(shí)開始和時(shí)開始和CO2作作用，用，F(xiàn)eO高的爐渣也易損壞它，所以使用

42、炭磚時(shí)高的爐渣也易損壞它，所以使用炭磚時(shí)都砌有保護(hù)層。都砌有保護(hù)層。 為了提高碳磚質(zhì)量，主要是提高碳磚的熱穩(wěn)定性、為了提高碳磚質(zhì)量，主要是提高碳磚的熱穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性和致密性。在高爐的一些關(guān)鍵部位（如鐵導(dǎo)熱性和致密性。在高爐的一些關(guān)鍵部位（如鐵口以下容易受到嚴(yán)重侵蝕的部位）多采用微孔碳口以下容易受到嚴(yán)重侵蝕的部位）多采用微孔碳磚。微孔碳磚的主要原料是由煅燒低灰分無(wú)煙煤，磚。微孔碳磚的主要原料是由煅燒低灰分無(wú)煙煤，配以天然石墨或人造石墨，并加入金屬配以天然石墨或人造石墨，并加入金屬Si、SiC、Al2O3等添加劑。在成形方法上除繼續(xù)使用擠壓法等添加劑。在成形方法上除繼續(xù)使用擠壓法生產(chǎn)大斷面碳磚外，

43、為提高碳磚的致密度，有的生產(chǎn)大斷面碳磚外，為提高碳磚的致密度，有的已改用模壓成形，磚的尺寸相應(yīng)減小。改進(jìn)碳磚已改用模壓成形，磚的尺寸相應(yīng)減小。改進(jìn)碳磚的加工精度，一般能保證磚縫小于的加工精度，一般能保證磚縫小于0.5mm。 不定形耐火材料不定形耐火材料 不定形耐火材料主要有搗打料、噴涂料、澆注料、不定形耐火材料主要有搗打料、噴涂料、澆注料、泥漿和填料等。按成分可分炭質(zhì)不定形耐火材料泥漿和填料等。按成分可分炭質(zhì)不定形耐火材料和黏土質(zhì)不定形耐火材料。和黏土質(zhì)不定形耐火材料。 （6）高爐冷卻設(shè)備）高爐冷卻設(shè)備 1）冷卻設(shè)備的作用）冷卻設(shè)備的作用 高爐冷卻設(shè)備是高爐爐體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，高爐冷卻設(shè)備

44、是高爐爐體結(jié)構(gòu)的重要組成部分， 對(duì)爐體壽命可起到如下作用：對(duì)爐體壽命可起到如下作用： 保護(hù)爐殼。在正常生產(chǎn)時(shí)，高爐爐殼只能在低保護(hù)爐殼。在正常生產(chǎn)時(shí)，高爐爐殼只能在低于于80的溫度下長(zhǎng)期工作，爐內(nèi)傳出的高溫?zé)崃康臏囟认麻L(zhǎng)期工作，爐內(nèi)傳出的高溫?zé)崃坑衫鋮s設(shè)備帶走由冷卻設(shè)備帶走85%以上，只有約以上，只有約15%的熱量通的熱量通過(guò)爐殼散失。過(guò)爐殼散失。 對(duì)耐火材料的冷卻和支承。在高爐內(nèi)耐火材料對(duì)耐火材料的冷卻和支承。在高爐內(nèi)耐火材料的表面工作溫度高達(dá)的表面工作溫度高達(dá)1500左右，如果沒有冷卻左右，如果沒有冷卻設(shè)備，在很短的時(shí)間內(nèi)耐火材料就會(huì)被侵蝕或磨設(shè)備，在很短的時(shí)間內(nèi)耐火材料就會(huì)被侵蝕或磨損。

45、損。 通過(guò)冷卻設(shè)備的冷卻可提高耐火材料的抗侵蝕和通過(guò)冷卻設(shè)備的冷卻可提高耐火材料的抗侵蝕和抗磨損能力。冷卻設(shè)備還可對(duì)高爐內(nèi)襯起支承作抗磨損能力。冷卻設(shè)備還可對(duì)高爐內(nèi)襯起支承作用，增加砌體的穩(wěn)定性。用，增加砌體的穩(wěn)定性。 維持合理的操作爐型。使耐火材料的侵蝕內(nèi)型維持合理的操作爐型。使耐火材料的侵蝕內(nèi)型線接近操作爐型，線接近操作爐型， 對(duì)高爐內(nèi)煤氣流的合理分布、對(duì)高爐內(nèi)煤氣流的合理分布、 爐料的順行起到良好的作用。爐料的順行起到良好的作用。 當(dāng)耐火材料大部分或全部被侵蝕后，能靠冷卻當(dāng)耐火材料大部分或全部被侵蝕后，能靠冷卻設(shè)備上的渣皮繼續(xù)維持高爐生產(chǎn)。設(shè)備上的渣皮繼續(xù)維持高爐生產(chǎn)。 2）冷卻介質(zhì)）冷

46、卻介質(zhì) 高爐冷卻用冷卻介質(zhì)主要是水。因?yàn)樗疅崛萘看?、高爐冷卻用冷卻介質(zhì)主要是水。因?yàn)樗疅崛萘看?、熱?dǎo)率大、便于輸送，成本低廉。熱導(dǎo)率大、便于輸送，成本低廉。 3）高爐冷卻結(jié)構(gòu)形式）高爐冷卻結(jié)構(gòu)形式 現(xiàn)代高爐冷卻方式有外部冷卻和內(nèi)部冷卻兩種?，F(xiàn)代高爐冷卻方式有外部冷卻和內(nèi)部冷卻兩種。內(nèi)部冷卻結(jié)構(gòu)又分為冷卻壁、冷卻板、板壁結(jié)合內(nèi)部冷卻結(jié)構(gòu)又分為冷卻壁、冷卻板、板壁結(jié)合冷卻結(jié)構(gòu)及爐底冷卻。冷卻結(jié)構(gòu)及爐底冷卻。 外部噴水冷卻外部噴水冷卻 噴水冷卻裝置適用于小型高爐，對(duì)于大型高爐，噴水冷卻裝置適用于小型高爐，對(duì)于大型高爐，只有在爐齡晚期冷卻設(shè)備燒壞的情況下使用，作只有在爐齡晚期冷卻設(shè)備燒壞的情況下使用，

47、作為一種輔助性的冷卻手段，防止?fàn)t殼變形和燒穿。為一種輔助性的冷卻手段，防止?fàn)t殼變形和燒穿。 冷卻壁冷卻壁 冷卻壁設(shè)置于爐殼與爐襯之間，有光面冷卻壁和冷卻壁設(shè)置于爐殼與爐襯之間，有光面冷卻壁和鑲磚冷卻壁兩種。鑲磚冷卻壁兩種。 A 光面冷卻壁光面冷卻壁 光面冷卻壁基本結(jié)構(gòu)見下圖。在鑄鐵板內(nèi)鑄有無(wú)光面冷卻壁基本結(jié)構(gòu)見下圖。在鑄鐵板內(nèi)鑄有無(wú)縫鋼管。鑄入的無(wú)縫鋼管為縫鋼管。鑄入的無(wú)縫鋼管為34mm5mm或或44.5mm6mm，中心距為，中心距為100200mm的蛇形的蛇形管，管外壁距冷卻壁外表面為管，管外壁距冷卻壁外表面為30mm左右，所以左右，所以光面冷卻壁厚光面冷卻壁厚80120mm，水管進(jìn)出部分需

48、設(shè)保，水管進(jìn)出部分需設(shè)保護(hù)套焊在爐殼上，以防開爐后冷卻壁上漲，將水護(hù)套焊在爐殼上，以防開爐后冷卻壁上漲，將水管切斷。管切斷。 B 鑲磚冷卻壁鑲磚冷卻壁 所謂鑲磚冷卻壁就是在冷卻壁的內(nèi)表面?zhèn)龋ǜ郀t所謂鑲磚冷卻壁就是在冷卻壁的內(nèi)表面?zhèn)龋ǜ郀t爐體內(nèi)側(cè)）的鑄肋板內(nèi)鑄入或砌入耐火材料，耐爐體內(nèi)側(cè)）的鑄肋板內(nèi)鑄入或砌入耐火材料，耐火材料的材質(zhì)一般為黏土質(zhì)、高鋁質(zhì)、炭質(zhì)或碳火材料的材質(zhì)一般為黏土質(zhì)、高鋁質(zhì)、炭質(zhì)或碳化硅質(zhì)?；栀|(zhì)。 鑲磚冷卻壁與光面冷卻壁相比，更耐磨、耐沖刷、鑲磚冷卻壁與光面冷卻壁相比，更耐磨、耐沖刷、易粘結(jié)爐渣生成渣皮保護(hù)層，代替爐襯工作。從易粘結(jié)爐渣生成渣皮保護(hù)層，代替爐襯工作。從外形看

49、，一般有外形看，一般有3種結(jié)構(gòu)型式：普通型、上部帶種結(jié)構(gòu)型式：普通型、上部帶凸臺(tái)型和中間帶凸臺(tái)型，見下圖。凸臺(tái)型和中間帶凸臺(tái)型，見下圖。 凸臺(tái)冷卻壁的凸臺(tái)部分起到支撐上部砌磚的作用，凸臺(tái)冷卻壁的凸臺(tái)部分起到支撐上部砌磚的作用，中間帶凸臺(tái)的冷卻壁比上部帶凸臺(tái)的有更大的優(yōu)中間帶凸臺(tái)的冷卻壁比上部帶凸臺(tái)的有更大的優(yōu)越性，越性， 當(dāng)凸臺(tái)部分被侵蝕后整個(gè)冷卻系統(tǒng)仍是一當(dāng)凸臺(tái)部分被侵蝕后整個(gè)冷卻系統(tǒng)仍是一個(gè)整體，而上部帶凸臺(tái)的冷卻壁當(dāng)凸臺(tái)被侵蝕后，個(gè)整體，而上部帶凸臺(tái)的冷卻壁當(dāng)凸臺(tái)被侵蝕后，凸臺(tái)部分就不起冷卻作用了。凸臺(tái)部分就不起冷卻作用了。 鑲磚冷卻壁厚度為鑲磚冷卻壁厚度為250350mm，主要用于爐腹

50、、，主要用于爐腹、爐腰和爐身下部冷卻，爐腹部位用不帶凸臺(tái)的鑲爐腰和爐身下部冷卻，爐腹部位用不帶凸臺(tái)的鑲磚冷卻壁。鑲磚冷卻壁緊靠爐襯。磚冷卻壁。鑲磚冷卻壁緊靠爐襯。 冷卻壁基本結(jié)構(gòu)冷卻壁基本結(jié)構(gòu) 冷卻板冷卻板 冷卻板又稱扁水箱，材質(zhì)有鑄冷卻板又稱扁水箱，材質(zhì)有鑄銅、鑄鋼、鑄鐵和鋼板等，以銅、鑄鋼、鑄鐵和鋼板等，以上各種材質(zhì)的冷卻板在國(guó)內(nèi)高上各種材質(zhì)的冷卻板在國(guó)內(nèi)高爐均有使用。冷卻板厚度爐均有使用。冷卻板厚度70110mm，內(nèi)部鑄有，內(nèi)部鑄有44.5mm6mm無(wú)縫鋼管，無(wú)縫鋼管，常用在爐腰和爐身部位，呈棋常用在爐腰和爐身部位，呈棋盤式布置，一般上下層間距盤式布置，一般上下層間距500900mm，同

51、層間距，同層間距150300mm，爐腰部位比爐，爐腰部位比爐身部位要密集一些。身部位要密集一些。 板壁結(jié)合冷卻結(jié)構(gòu)板壁結(jié)合冷卻結(jié)構(gòu) 冷卻板的冷卻原理是通過(guò)分散的冷卻元件伸進(jìn)爐冷卻板的冷卻原理是通過(guò)分散的冷卻元件伸進(jìn)爐內(nèi)的長(zhǎng)度（一般內(nèi)的長(zhǎng)度（一般700800mm）來(lái)冷卻周圍的耐）來(lái)冷卻周圍的耐火材料，并通過(guò)耐火材料的熱傳導(dǎo)作用來(lái)冷卻爐火材料，并通過(guò)耐火材料的熱傳導(dǎo)作用來(lái)冷卻爐殼。從而起到延長(zhǎng)耐火材料使用壽命和保護(hù)爐殼殼。從而起到延長(zhǎng)耐火材料使用壽命和保護(hù)爐殼的作用。冷卻壁的冷卻原理是通過(guò)冷卻壁形成一的作用。冷卻壁的冷卻原理是通過(guò)冷卻壁形成一個(gè)密閉的圍繞高爐爐殼內(nèi)部的冷卻結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)對(duì)個(gè)密閉的圍繞高

52、爐爐殼內(nèi)部的冷卻結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)對(duì)耐火材料的冷卻和對(duì)爐殼的直接冷卻。從而起到耐火材料的冷卻和對(duì)爐殼的直接冷卻。從而起到延長(zhǎng)耐火材料使用壽命和保護(hù)爐殼的作用。延長(zhǎng)耐火材料使用壽命和保護(hù)爐殼的作用。 新型冷卻壁新型冷卻壁銅冷卻壁銅冷卻壁 銅冷卻壁的特點(diǎn)有：銅冷卻壁具有熱導(dǎo)率高，熱銅冷卻壁的特點(diǎn)有：銅冷卻壁具有熱導(dǎo)率高，熱損失低的特點(diǎn)；利于渣皮的形成與重建；銅冷卻損失低的特點(diǎn)；利于渣皮的形成與重建；銅冷卻壁的投資成本高，但壽命長(zhǎng)。壁的投資成本高，但壽命長(zhǎng)。 水冷爐底水冷爐底 大型高爐爐缸直徑較大，周圍徑向冷卻壁的冷卻，大型高爐爐缸直徑較大，周圍徑向冷卻壁的冷卻，已不足以將爐底中心部位的熱量散發(fā)出去，如不已

53、不足以將爐底中心部位的熱量散發(fā)出去，如不進(jìn)行冷卻則爐底向下侵蝕嚴(yán)重。因此，大型高爐進(jìn)行冷卻則爐底向下侵蝕嚴(yán)重。因此，大型高爐爐底中心部位要冷卻，現(xiàn)在多采用水冷的方法。爐底中心部位要冷卻，現(xiàn)在多采用水冷的方法。水冷管中心線以下埋置在爐基耐火混凝土基墩上水冷管中心線以下埋置在爐基耐火混凝土基墩上表面中，中心線以上為碳素?fù)v固層，水冷管為表面中，中心線以上為碳素?fù)v固層，水冷管為40mm10mm，爐底中心部位水冷管間距，爐底中心部位水冷管間距200300mm，邊緣水冷管間距為，邊緣水冷管間距為350500mm，水冷管兩端伸出爐殼外水冷管兩端伸出爐殼外50100mm。爐殼開孔后。爐殼開孔后加墊板加固，開孔

54、處應(yīng)避開爐殼折點(diǎn)加墊板加固，開孔處應(yīng)避開爐殼折點(diǎn)150mm以上。以上。 4）冷卻設(shè)備的工作制度）冷卻設(shè)備的工作制度 冷卻設(shè)備的工作制度，即制定和控制冷卻水的流冷卻設(shè)備的工作制度，即制定和控制冷卻水的流量、流速、水壓和進(jìn)出水的溫度差等。高爐各部量、流速、水壓和進(jìn)出水的溫度差等。高爐各部位熱負(fù)荷不同，冷卻設(shè)備形式不同，冷卻設(shè)備工位熱負(fù)荷不同，冷卻設(shè)備形式不同，冷卻設(shè)備工作制度亦不相同。作制度亦不相同。 水的消耗量水的消耗量 高爐某部位需要由冷卻水帶走的熱量稱為熱負(fù)荷，高爐某部位需要由冷卻水帶走的熱量稱為熱負(fù)荷， 單位表面積爐襯或爐殼的熱負(fù)荷稱為冷卻強(qiáng)度。單位表面積爐襯或爐殼的熱負(fù)荷稱為冷卻強(qiáng)度。熱

55、負(fù)荷可寫為：熱負(fù)荷可寫為： 3010)(ttcMQ 式中式中Q熱負(fù)荷，熱負(fù)荷，kJ/h；M冷卻水消耗量，冷卻水消耗量，t/h；c水的比熱容，水的比熱容，kJ/(kg)；t冷卻水出水溫度，冷卻水出水溫度，；t0冷卻水進(jìn)水溫度，冷卻水進(jìn)水溫度，。 由上式可知，冷卻水消耗量與熱負(fù)荷、進(jìn)出水溫由上式可知，冷卻水消耗量與熱負(fù)荷、進(jìn)出水溫度差有關(guān)。高爐冶煉過(guò)程中在某一段特定時(shí)間內(nèi)度差有關(guān)。高爐冶煉過(guò)程中在某一段特定時(shí)間內(nèi) （爐齡的初期、中期和晚期等）可以認(rèn)為熱負(fù)荷（爐齡的初期、中期和晚期等）可以認(rèn)為熱負(fù)荷是常數(shù)，那么冷卻水消耗量與進(jìn)出水溫度差成反是常數(shù)，那么冷卻水消耗量與進(jìn)出水溫度差成反比，提高冷卻水溫度

56、差，可以降低冷卻水消耗量。比，提高冷卻水溫度差，可以降低冷卻水消耗量。 提高冷卻水溫度差的方法有兩種：一是降低流速，提高冷卻水溫度差的方法有兩種：一是降低流速，二是增加冷卻設(shè)備串聯(lián)個(gè)數(shù)。因冷卻設(shè)備內(nèi)水的二是增加冷卻設(shè)備串聯(lián)個(gè)數(shù)。因冷卻設(shè)備內(nèi)水的流速不宜過(guò)低，因此經(jīng)常采用的辦法就是增加冷流速不宜過(guò)低，因此經(jīng)常采用的辦法就是增加冷卻設(shè)備的串聯(lián)個(gè)數(shù)。卻設(shè)備的串聯(lián)個(gè)數(shù)。 水壓和流速水壓和流速 降低冷卻水流速，可以提高冷卻水溫度差，減少降低冷卻水流速，可以提高冷卻水溫度差，減少冷卻水消耗量。但流速過(guò)低會(huì)使機(jī)械混合物沉淀，冷卻水消耗量。但流速過(guò)低會(huì)使機(jī)械混合物沉淀， 而且局部冷卻水可能沸騰。冷卻水流速及水

57、壓和而且局部冷卻水可能沸騰。冷卻水流速及水壓和冷卻設(shè)備結(jié)構(gòu)有關(guān)。冷卻設(shè)備結(jié)構(gòu)有關(guān)。 確定冷卻水壓力的重要原則是冷卻水壓力大于爐確定冷卻水壓力的重要原則是冷卻水壓力大于爐內(nèi)靜壓，防止個(gè)別冷卻設(shè)備燒壞時(shí)煤氣進(jìn)入冷卻內(nèi)靜壓，防止個(gè)別冷卻設(shè)備燒壞時(shí)煤氣進(jìn)入冷卻系統(tǒng)。一般高爐風(fēng)口冷卻水壓力比熱風(fēng)的壓力高系統(tǒng)。一般高爐風(fēng)口冷卻水壓力比熱風(fēng)的壓力高0.1MPa，爐身部位冷卻水壓力比爐內(nèi)靜壓高，爐身部位冷卻水壓力比爐內(nèi)靜壓高0.05MPa。風(fēng)口小套是容易燒壞的冷卻設(shè)備，采。風(fēng)口小套是容易燒壞的冷卻設(shè)備，采用高壓大流速冷卻效果顯著。用高壓大流速冷卻效果顯著。 冷卻水溫度差冷卻水溫度差 水沸騰時(shí)，水中的鈣離子和鎂

58、離子以氧化物形式水沸騰時(shí)，水中的鈣離子和鎂離子以氧化物形式沉淀產(chǎn)生水垢，降低冷卻效果。因此，應(yīng)避免冷沉淀產(chǎn)生水垢，降低冷卻效果。因此，應(yīng)避免冷卻設(shè)備內(nèi)局部冷卻水沸騰，采用的方法是控制進(jìn)卻設(shè)備內(nèi)局部冷卻水沸騰，采用的方法是控制進(jìn)水溫度和控制進(jìn)出水溫度差。進(jìn)水溫度一般要求水溫度和控制進(jìn)出水溫度差。進(jìn)水溫度一般要求應(yīng)低于應(yīng)低于35，由于氣候的原因，也不應(yīng)超過(guò)，由于氣候的原因，也不應(yīng)超過(guò)40。而出水溫度與水質(zhì)有關(guān)，一般情況下工業(yè)循環(huán)水而出水溫度與水質(zhì)有關(guān)，一般情況下工業(yè)循環(huán)水的穩(wěn)定溫度不超過(guò)的穩(wěn)定溫度不超過(guò)5060，即反復(fù)加熱時(shí)水中，即反復(fù)加熱時(shí)水中碳酸鹽沉淀的溫度，否則鈣、鎂的碳酸鹽會(huì)沉淀，碳酸鹽沉

59、淀的溫度，否則鈣、鎂的碳酸鹽會(huì)沉淀，形成水垢，形成水垢， 導(dǎo)致冷卻設(shè)備燒壞。工作中考慮到熱導(dǎo)致冷卻設(shè)備燒壞。工作中考慮到熱流的波動(dòng)和侵蝕狀況的變化，實(shí)際的進(jìn)出水溫差流的波動(dòng)和侵蝕狀況的變化，實(shí)際的進(jìn)出水溫差應(yīng)該比允許的進(jìn)出水溫差適當(dāng)?shù)托?。?yīng)該比允許的進(jìn)出水溫差適當(dāng)?shù)托?實(shí)踐證明，實(shí)踐證明， 爐身部位波動(dòng)爐身部位波動(dòng)510是常見的變是常見的變化，而在渣口以下化，而在渣口以下 波動(dòng)波動(dòng)1就是個(gè)極危險(xiǎn)的就是個(gè)極危險(xiǎn)的信號(hào)。顯然出水溫度僅代表出水的平均溫度，也信號(hào)。顯然出水溫度僅代表出水的平均溫度，也就是說(shuō)，在冷卻設(shè)備內(nèi)，某局部地區(qū)水溫完全可就是說(shuō)，在冷卻設(shè)備內(nèi)，某局部地區(qū)水溫完全可以大大超過(guò)出水溫

60、度，致使產(chǎn)生局部沸騰現(xiàn)象和以大大超過(guò)出水溫度，致使產(chǎn)生局部沸騰現(xiàn)象和硬水沉淀。硬水沉淀。 5）高爐冷卻系統(tǒng)）高爐冷卻系統(tǒng) 高爐冷卻系統(tǒng)可分為：汽化冷卻、開式工業(yè)水循高爐冷卻系統(tǒng)可分為：汽化冷卻、開式工業(yè)水循環(huán)冷卻系統(tǒng)、軟（純）水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)。環(huán)冷卻系統(tǒng)、軟（純）水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)。 實(shí)際T實(shí)際T2、供料系統(tǒng)、供料系統(tǒng)（1）供料系統(tǒng)包括貯礦槽、貯焦槽、皮帶運(yùn)輸與）供料系統(tǒng)包括貯礦槽、貯焦槽、皮帶運(yùn)輸與篩分等一系列設(shè)備，主要任務(wù)是及時(shí)、準(zhǔn)確、穩(wěn)篩分等一系列設(shè)備，主要任務(wù)是及時(shí)、準(zhǔn)確、穩(wěn)定地將合格原料送入高爐料倉(cāng)。定地將合格原料送入高爐料倉(cāng)。（2）貯礦槽與貯焦槽）貯礦槽與貯焦槽 貯礦槽的總?cè)莘e與