高炉用铸铁冷却壁
高炉冷却壁
高炉冷却壁发布: 2016-01-05 15:43 来源: 网络专业资料。
高炉冷却壁高炉冷却壁摘要:冷却壁是高炉重要的冷却设备,直接影响高炉炉体的使用寿命。
本文综述了国内外冷却壁的制备技术...高炉冷却壁摘要：冷却壁是高炉重要的冷却设备，直接影响高炉炉体的使用寿命。
本文综述了国内外冷却壁的制备技术、应用及其发展概况，分析了铸铁冷却壁、钢冷却壁和铜冷却壁的特点，并探讨了高炉冷却壁的未来发展趋势。
1. 前言高炉冷却壁是高炉内衬的重要水冷件，安装在高炉的炉身、炉腰、炉腹、炉缸等部位，不但承受高温，还承受炉料的磨损、熔渣的侵蚀和煤气流的冲刷，必须具备良好的热强度、耐热冲击、抗急冷急热性等综合性能。
冷却壁能有效地防止炉壳受热和烧红，高炉内衬砖被烧蚀后主要靠渣皮保护冷却壁本身，并维持高炉的安全生产。
因此，冷却壁的材质及性能好坏决定其工作寿命乃至高炉炉身的寿命。
国内外钢铁企业的生产情况证明，高炉长寿的关键之一是实现冷却壁的长寿[1，2]。
因而提高冷却壁的质量和使用寿命是高炉长寿的1个重要研究课题。
从20世纪70年代开始，西方一些发达国家对高炉冷却壁进行了大量的研究及材质的更新。
目前国外先进高炉的寿命可达15年以上，有的达20年以上，最近大修的部分高炉已将长寿目标定为30年[3]。
我国对冷却壁的制造、应用技术研究始于20世纪80年代中期，20多年来我国高炉冷却壁技术取得了长足的进展，但高炉冷却壁的设计研究和制作工艺与高炉长寿的目标还有一定的差距。
目前我国很多高炉一代炉役无中修寿命低于10年，仅少数高炉可实现10～15年。
高炉寿命的总体水平与国外先进水平相差较大[4]。
本文旨在总结国内外高炉冷却壁的制备技术和应用现状，分析各类冷却壁的特点，探讨未来高炉冷却壁今后的发展趋势。
2. 高炉冷却壁的种类、特点及其制备技术冷却壁是高炉的关键部件，在高温状态下工作，工作条件恶劣。
其破坏形式是在高温交变热应力作用下引起开裂漏水，使高炉被迫停炉大中修。
高炉冷却壁的破损机理及减少破损的措施
高炉冷却壁的破损机理及减少破损的措施摘要:高炉设计炉容为1580m3,于2011年2月开炉。
自2017年以来，发现炉基上涨速度加快，由2017年10月的31mm升高至2019年3月的86mm，高炉六至八段冷却壁破损严重，致使高炉被迫大修。
通过对高炉冷却壁的破损调查研究，得到如下结论：（1）球墨铸铁冷却壁破损的形式有开裂、烧损、熔化，并发现有水管的裸露和破损，其中8层冷却壁的受损数量最多。
冷却壁上出现最多的是纵向裂纹，对冷却壁的机械强度和力学性能有不利影响。
（2）对球墨铸铁冷却壁表面样进行元素及化合物分析，11-13层和15-17层的锌含量和碱金属含量较高。
锌和碱金属对冷却壁有化学侵蚀的危害，其生成的低熔点化合物对高炉顺行不利。
应当严格控制燃料和铁矿石的锌含量和碱金属含量，从源头上减少对冷却壁的化学侵蚀。
（3）由铸铁冷却壁试样的拉伸实验结果可知，冷却壁试样的抗拉强度（与没有经历生产的球墨铸铁相比）明显变小，且距离热面越近的试样，抗拉强度越小。
炉内的高温削弱了冷却壁的力学性能。
关键词：高炉；铸铁冷却壁；破损调查；破损机理分析1我国铜冷却壁的应用我国钢铁厂在2000年之前多采用铸铁冷却壁。
2002年，攀钢首次在高炉中安装了两段铜冷却壁[18]。
由于并无铜冷却壁的生产经验，攀钢只能自己摸索出合理的操作炉型和操作方法以维持炉况稳定。
经过十几年的研究、发展、改进，目前我国自主制造的部分铜冷却壁在各种技术数据上已达到甚至超过了国外产品的水准，但有些铜冷却壁仍然不能独立自主生产，依赖国外进口。
铜冷却壁在实际生产中的广泛应用为我国高炉冷却壁寿命的大幅延长做出了巨大贡献。
1.1铜冷却壁的优点及优势（1）导热性能好。
铸铁的导热系数仅有40×1.163W/(m∙℃)。
而铜的导热系数高达400W/(m∙℃)。
由此可见，铜的导热性能为铸铁的10倍左右。
所以，铜冷却壁热面与水管表面的温差很低，在实际生产中可控制在20℃以内。
高炉铸钢冷却壁的优化设计
化学 成分 设计 原则 是 ： 冷却 壁具有 较高 的导 使
热性 能 ， 良好 的 高 温 力 学性 能 ， 有与 冷 却水 管 相 具 近的材 质 。根据 高炉 容 积 和 热 工 况条 件 的不 同有 两种材 质可 供 选 择 ： 质 碳 素 钢 和低 合 金热 强钢 。 优
中小 型高炉 选择 优 质碳 素钢 ， 中型高炉 追求炉 龄 大 长寿命 的应选 择 低 合 金 热 强 钢 。化 学 成 分 和力 学
１ 铸 钢 冷 却 壁 的设 计
１ １ 壁 体 化 学 成 分 ．
械性 能 、 造 性 能 等 方 面 与 铸 铁 冷 却 壁 有 较 大 差 铸 异， 如铸钢 冷却 壁 的导 热性 能是 铸铁 冷却 壁 的 ３倍 以上 ， 强调 冷却 水 管 与 基 体 之 间 的熔 合 ， 铸铁 冷 而 却壁 因 防渗 碳 而强 调冷 却水 管 与基 体之 间 的分离 ； 铸钢 的体 收缩 率 比铸铁 大 １ 以上 ， 倍 易形 成集 中缩 孑 ， 铸铁 体收 缩 率 小 ， Ｌ而 因石 墨 化 膨 胀 不 易 形 成缩
低 合 金 热 强 钢
Ｏ ２ ６～ ｌ Ｏ ５
Ｏ３ ． Ｏ Ｏ～
．
Ｏ５ ．Ｏ～
Ｏ ＿Ｏ ８
６ Ｏ
≤０ ０ ５ ３
．
≤ ０． ３ ０ ５
Ｏ．Ｏ～ ３
Ｏ． Ｏ ６
Ｏ３ ． ５～
０． ５ ４
Ｏ． Ｏ ２～
０． ４ ０
≥４０ ４
≥２ ０
１２ 冷 却 水 管 的 内径 与 壁 厚 ．
Ｖｏ ． ６ １１
Ｍａ ｙ．２ ０ ０６
高 炉 铸 钢 冷 却 壁 的优 化 设 计
石 玮 ， 童斌 ， 兴 华 朱 朱
高炉中的冷却壁技术和维护
高炉中的冷却壁技术和维护随着钢铁工业的不断发展，高炉的冶炼能力也在不断提高。
高炉冷却壁是保证高炉正常运行和生产的重要设备，其质量直接关系到高炉冶炼过程和经济效益。
因此，高炉中的冷却壁技术和维护显得尤为重要。
一、高炉冷却壁的种类高炉冷却壁按材料可分为铸铁板冷却壁和铜板冷却壁。
铸铁板冷却壁是一种传统的冷却壁材料，其主要优点是成本低、使用寿命长；缺点是散热性能不好。
铜板冷却壁具有散热性能好、结构简单、维护方便等优点，成本相对较高。
铜板冷却壁从中空铜板和碳素化合物片层堆积铜板两方面逐渐发展。
二、高炉冷却壁的设计和施工高炉冷却壁的设计和施工是确保冷却壁正常运行的必要条件。
其主要任务是使冷却壁与高温炉料正常接触、达到冷却效果。
在设计中，要根据高炉规定的生产能力、炉缸径、炉缸壁厚度等参数，综合考虑炉缸结构形式、炉壳后侧结构、炉壳的过热程度和炉壳与冷却壁之间的间隙等因素。
在施工中，应注意冷却壁温度、热应力、膨胀等因素。
在铸铁板冷却壁的安装中,需要保证板式活振动卡进螺杆后,牢固不松动。
铜板冷却壁的安装要注意板子的厚度，不能超过规定范围，不得出现裂纹和变形。
三、高炉冷却壁的维护为了保证高炉冷却壁的正常运行，需要进行定期维护工作。
高炉冷却壁的定期维护包括日常检查、防止渗漏、补救维修等。
具体包括：1.日常检查：对高炉冷却壁内的冷却水、冷却水量和温度进行检查，以发现问题解决问题。
2.防止渗漏：定期检查铜板冷却壁的密封性，及时发现并修复问题；设计时应注意冷却水管的接头，保证不渗漏。
3.补救维修：冷却壁表面的耐火材料受到侵蚀或者受到冲击等动力作用会引起表面破损，导致外渗，此时需要用耐火材料堵漏，尽快修复，避免影响正常生产。
四、高炉冷却壁技术的发展高炉冷却壁技术的发展主要集中在两个方面：增强冷却壁散热能力和提高其使用寿命。
目前已有多种技术被应用于高炉中，如内部/外部增强冷却、强制通液、二级冷却、高温陶瓷材料等，并形成一定的规模。
高炉冷却壁工艺技术规范
高炉冷却壁工艺技术规范高炉冷却壁是高炉内的关键设备之一，其冷却效果直接影响高炉的使用效率和寿命。
为了确保高炉的正常运行，制定一套科学的工艺技术规范对高炉冷却壁进行管理和维护是非常必要的。
1.材料选择：高炉冷却壁的材料选择应在耐高温、耐腐蚀和耐磨损等方面具备良好的性能。
常见的材料包括铸铁、铸钢和不锈钢等。
根据冷却壁所处位置和工作条件的不同，选用适合的材料以保证冷却效果和寿命。
2.设计规范：高炉冷却壁的设计应符合国家相关标准和规范，同时考虑到高炉操作的实际情况进行设计。
对于冷却壁的尺寸、壁厚和布局等都应有明确的规定，以保证冷却壁在高炉内的合理排布和工作效果。
3.冷却方式：高炉冷却壁的冷却方式可以采用内水冷和外水冷相结合的方式。
内水冷主要通过内装有水管的冷却壁实现，外水冷主要通过喷水和喷雾冷却来提高冷却效果。
在设计时应根据高炉内部的工作温度和压力等因素确定合理的冷却方式，以确保冷却壁的冷却效果和使用寿命。
4.冷却水质量要求：冷却壁的冷却水应具备一定的水质要求，以确保冷却系统的稳定运行。
水质要求主要包括冷却水的硬度、PH值、溶解氧含量和含杂质的限制等。
对于冷却水系统的管理应定期进行水质检测，并根据检测结果采取相应的措施进行调整。
5.冷却系统维护：高炉冷却壁的冷却系统应定期进行维护和保养。
包括冷却水管的堵塞清理、泄漏点的检查修复、冷却水压力和流量的调整等。
同时，对于冷却壁的表面应定期进行清洗和除锈处理，以保证冷却效果的提高和减少腐蚀的发生。
6.检测与监控：高炉冷却壁的检测和监控是防止事故发生的重要手段。
通过定期使用超声波检测仪和红外测温仪等设备对冷却壁进行检测，发现异常情况及时进行处理和修复。
同时，应将冷却壁的温度、压力和流量等参数进行实时监测，发现异常情况及时采取措施，确保高炉的正常运行。
综上所述，制定科学的工艺技术规范对高炉冷却壁进行管理和维护是确保高炉正常运行的关键所在。
通过材料选择、设计规范、冷却方式、冷却水质量要求、冷却系统维护和检测与监控等方面的规范，可以提高高炉冷却壁的冷却效果和使用寿命，确保高炉的稳定运行。
浅谈高炉铸铁冷却壁制造质量的控制
流在炉壳与耐火砖之间进行疏散释放 ， 从 而 构筑 形 成 组 件 冷却 通流试验、严格执 行冷却壁 后期综 合处理 的流 程操 系统化 的冷却降温循环体系 ， 进而有力 保证 了高炉 炉身整 作 ， 从而快速促进高炉 铸铁作 业系统 结构整体质 量 的提升 体 的稳 定 安 全 以及 铸 铁 作 业 的 有 序 高 效 。 改进 ， 进 而实现高炉冷却壁制造技术更新适配与铸铁产业
刘佳祺 Ｌ Ｉ Ｕ Ｊ ｉ ａ — ｑ ｉ
（ 重 庆 赛 迪工 程 咨 询 有 限公 司 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ １ ３） （ Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｃ Ｉ Ｓ Ｄ Ｉ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｌ ｉ ｔ ｎ ｇ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ ４ ０ ０ ０ １ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｉｎ ｒ ｇ ｉ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｓ ｔ ． Ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｉ ｌ ｙ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ｗ ｌｌ ａ ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｉ ｒ ｎ ｇ ｉ ｓ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｔ ｏ ａ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ， ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ，ａ ｎｄ ｌ ｏ ｎ ｇ — ｔ ｅ ｒ ｒ ａ
铁素体球墨铸铁高炉冷却壁的铸造
表 面覆 盖 ０３ ７ＳＦ 孕育 剂 ，采用 “ ．％ ５ ｉｅ 慢一 快 一慢 ”
浇 注方 法进 行 浇 注 ，在 浇 注过 程 中注 意 撇 渣 ，浇 注
会产 生浇 不 到或 冷 隔 等 缺 陷 。被铸 人 的冷 却 水 管 相 当于内冷 铁 ，会迅 速 降低型腔 内 的铁 液温 度 。
的条件 下应尽 可能减 少 Ｒ Ｅ和 Ｍｇ的含量 ，最 终 确定
ＷＲ Ｅ＝ ０ ０ ５ ． ２ ％ 一０ ０ ６ 、 Ｍ ． ３ ％ ＝ ０ ０ ５ ． ３ ％ ～０． ７ ％ ， ００
炉前检验合 格后进行 浇注，具体球 化处理工 艺为 ：
① 先 出一 包 铁 液 进 行 烫 包 。② 将 铁 液 量 的 １７ ～ ．％ ２ ０ ，粒 度 ２ ｍ 左 右 的球 化 剂 放 入 浇包 底 一 侧 ， ．％ ０ｍ 上 面覆盖 粒度 １ ｍｍ、０ ２ ％ 的 ７ ＳＦ ，再覆 盖 烘 干 ０ ．５ ５ ｉｅ 的干净球 铁屑 ，并适 当紧实 。③ 出铁 ２ ３ ／ ，铁 液 漫过
和杂 质 。
５８ ０ ｍ 。高炉 冷却壁 由一 般 的 Ｈ ２０ ｒ 改 为 高韧 性 Ｔ０ Ｃ 更
铁 素体 球 墨铸 铁 ，无 形 中加 大 了铸 造 难 度 。我 公 司
（ ）为了尽可能减小冷却水管在弯制过程 中的 ２
变 形量 ，我 们 采用 了冷 弯 的方 式 ，这 样 避 免 了热 弯 对冷 却水 管 弯 折 处 产 生 氧 化 而 使 管 壁 变 薄 的 现 象 ， 同时要 求 弯 曲 处不 允 许 有 裂 纹 、波 纹 等 缺 陷。 弯制 好 的冷 却水 管 要 进 行 通 球 和 水 压 试验 ，合 格 后 涂 刷 ０２— ．ｒ 厚 的 防 渗 碳 涂 料 ，烘 干 后 才 能 将 其 ． ０３ ｍ ａ
高炉用耐热铸铁冷却壁的制造
号高炉易地改造的冷却壁设计一代炉龄为 ３ 年 ， ０ 本次高炉钢甲采用工厂预先开孔，冷却壁的型位公 差特别是管距及螺栓孔位置要求严格。我厂承制炉
底 、炉缸 部分 的铸 铁冷却壁 。在制 造过 程 中 ，根 据
冷却壁的使用条件和技术要求 ， 我们采取先进的树 脂砂铸造生产技术 ， 从冷却水管的制做到产品的检 查， 制定切实有效的工艺方案 ，生产出高质量要求
蛇形无缝钢管 ６ 根，冷却壁大小头表面各有 ห้องสมุดไป่ตู้ 根管
作者简介 ：万黎明（９９～） １６ ，女 ，铸造工程 师 ，１９ ９ ４年毕 业于辽宁工学 院铸造专业 。
Ｅ－ ａ ｌ ８ ９６ ０１ ｍ ｉ ： ４ ２１ ２＠ ｑ ｃ ｎ ｑ．ｏｒ
３冷却壁的铸造表面要求平整光滑 ， ） 粗糙度为
Ｒ ５ 。不允许有任何裂纹。 ａ０ ４冷却水管、保护管必须采取防渗碳处理。防 ）
所 示 。 铸 件 轮 廓 尺 寸 为 ： ２ ５ｍ ｘ ０． ｍｘ９ ｍ ０ ｍ ３５ ｍ ２０ ｍ，材质为 Ｒ Ｃ ，件重 ３ １ ８ Ｔｒ
３９６ｇ ９ｋ ，全部不加 工 。铸件 内镶 有材质 为 １ 的 ０号
２ ｍｍ，每 端水管 头 中心纵 向公 差＋ｍｍ。 ＿ ２
表面 的图 ２ 却壁尺 寸公差 示意 图长度公差 为 冷 ＋ｍ ５ ｍ，保护 管 的凸 台长度公差 为＿ｍｍ。螺 栓直径 ＋ ２ 公差 为±２ ｍｍ。每端 水管头横 向中心距 公差 为 ． ５
＋
＿
异 ，其中风 口段冷却壁结构最为复杂 ，以此段冷却 壁为例研究其铸造工艺及生产。冷却壁结构如图 １
高炉冷却壁是高炉炉体的关键备件 ， 在长期连 续的高温下工作 ，正常工作时表面温度可达 ７０～ ０ ８０ ０ ℃，同时要承受炉料的冲击磨损，碱性渣的侵 蚀及热气流变化的热疲劳负荷。因此 ，冷却壁的设
铸钢冷却壁在南钢高炉的应用
球 墨铸 铁 冷 却 壁 。 在 高 炉 炉腰 、 腹 、 身 下 部 使 用铸 钢 冷 却 壁 将 会 起 到 延 长 高 炉 寿 命 、 善 高 炉 冶 炼 指 炉 炉 改 标等作 用。
关键 词 铸钢冷却壁
高炉 长寿
１ 前 言
高 炉炉 体 冷 却 设 备— — 冷 却 壁 是高 炉 炉 体 结 构 的 重 要 组 成 部 分 ， 却 壁 的 使 用 寿命 直 接 冷 影 响 到高 炉 一 代 炉 龄 的 寿命 。南 钢 高 炉 炉 容 为 ３ ｏ 、５ Ｉ３ 种 ， 炉 体 热 负 荷 最 大 的 区域 ０ ３ ０ｎ 两 其
不 能 被 中小 型 高炉 接 受 。但 随 高 炉 冷炼 强 度 的 提高 ， 虽然铸 铁 冷却 壁从 灰铸 铁 发 展到 高韧 性 球
墨 铸铁 ， 是仍 无法 解决 其 本 身含碳 高 产生 的裂 但 纹 和 大 于 ６ Ｏ【 生线 性膨 胀 的铸 铁生 长现 象 。 ０ ｃ发 ＝ 铜 的导 热 率虽 然 比钢 大 ８倍 ，ｂ ． １Ｐ ， ｄ 主２ ０Ｖ ａ ５ ［ ８ ３ ％ ， 其 硬度 只 有 钢 的 ２ ％ ， 点 比低 碳 ０ 但 ５ 熔 钢 低 ３ ０【， 能够 根 据 其 用 途 进 行 分 类 冶 炼 ， ０ｃ 钢 ＝ 选 择 余 地更 大 ， 铜 与钢 的材 质 来 讲 ， 冷 却 壁 从 铜
・
炉身圆周每隔 ９ ＇ ０安装 一块 （ 腰 １ —１３ ； 炉 １ ， —２ 炉身 ｌ — ， —２ ） 目前使用 ３ ４ ２７ ；， 年没 有一块 损 坏， 周围的冷却壁也保持完好 。
２ ２ ・
维普资讯
开 发 应 用
２Ｏ Ｏ Ｏ年 １ 份 ２ 高 炉 因 为 炉 腹 冷 却 壁 烧 月 。 损 已达 ８ ％ ， 铁 厂 因 为 下 道 工 序 铁 水 紧 张 ， ０ 炼
浅谈高炉铸铁冷却壁制造质量的控制
中图分类号 ：Ｔ ７ ２ 文献标识码：Ｂ 文章编号 Ｕ １
０ 引
言
尺寸 偏 差应 符 合 Ｇ ／ １３ ９９中 的规 定 。 ＢＴ８６ —１９ （） 却 水管 每 批 进 料必 须 进 行化 学 成 分 、抗 拉 强 度 、延 ２冷
冷 却 壁 是 高 炉冷 却 系 统 重 要 的 冷 却设 备 ，它主 要 用 在 高 炉炉 身 、炉 腰 、炉 腹 、炉 缸 等部 位 ， 装 在 高炉 炉 壳 和耐 火 砖 安
依 据 ．同一 批 管 子 中 ，ｕ 型 和 蛇 型 管 任 意 抽 取 一 个作 为解 剖 样本 。弯 制后 的 水管 抽 取 ５ ．对 弯 曲部位 进 行 表面 着 色或 超 ％ 声 波检 查 ，如 果 发 现 微 裂 纹 ，则 整 批 管 子全 部复 检 或 全 部 作
废。
１ 铸铁冷却壁制造的质量控制
的 热 量 传递 给 冷 却 壁 基体 ．基 体 又 把 热 量 传 递 给冷 却水 管 ，
（） ３ 每根水管应用整根钢管 由钢管机冷 弯而成 （ 型管 ｕ 不允许热矫正 ） ，不允许有焊接接头 。弯曲半径 Ｒ≤１ Ｄ（ ． Ｄ ５ 为钢管外径 ） ．应作样 板来测量 。冷却 钢管合箱定位应 用卡
伸 率 复 检 ，钢 管 无 锈 蚀 、凹 坑 划 线 和 裂 纹 。所 有 要 使 用 的 钢 管 事 先 必 须 进 行 通 球 检 验 ．管 径 、 管壁 厚 公 差要 逐 根 检 查 ． 以上 要 求全 部合 格 者 方 可投 入 使 用 。
衬之间 起 到冷却炉体 、保护炉壳 维持高炉正常熔炼的关 键作用。冷 却壁主要 由冷却壁基体 、铸入冷却水管 、保 护套 管和铸入螺母等组成 ；其工作原理是将炉衬耐火材料 （ 渣皮 ）
高炉冷却壁温差范围
高炉冷却壁温差范围高炉是冶金工业中常见的设备，用于将铁矿石还原为铁。
在高炉的冶炼过程中，冷却壁起着关键的作用，它可以保护高炉壳体和提供冷却效果。
冷却壁温差是指冷却壁内外温度之差，它对高炉的冷却效果和操作安全至关重要。
高炉冷却壁温差的范围是多种因素综合作用的结果。
首先，高炉的冶炼温度是非常高的，通常在1500摄氏度到2000摄氏度之间。
这样高的温度使得冷却壁外侧温度非常高，而冷却壁内侧温度相对较低。
因此，高炉冷却壁温差的范围通常在500摄氏度到1000摄氏度之间。
高炉冷却壁的材料和结构也会对温差范围产生影响。
目前常用的高炉冷却壁材料包括铜、钢、铸铁等。
这些材料的导热性能不同，会导致冷却壁内外温度差异。
此外，冷却壁的结构设计也会影响温差范围。
例如，增加冷却壁的厚度和表面积，可以增强冷却效果，进而扩大温差范围。
高炉冶炼过程中的操作条件也会对冷却壁温差产生影响。
例如，高炉的喷吹燃料和矿石的比例、炉渣的排出速度等操作条件都会对冷却壁温差产生影响。
在实际操作中，需要根据不同的操作条件来调整冷却壁的冷却效果，以保证温差范围在合理的范围内。
在高炉冷却壁温差范围的控制过程中，需要注意以下几点。
首先，温差范围过小可能导致冷却壁受热不均匀，从而影响高炉的冷却效果和使用寿命。
其次，温差范围过大可能导致冷却壁的温度梯度过大，从而影响冷却壁的强度和稳定性。
因此，需要通过合理的冷却壁设计和操作调整，来控制温差范围在合理的范围内。
高炉冷却壁温差范围是高炉冶炼过程中一个重要的参数。
合理控制冷却壁温差范围，可以保证高炉的冷却效果和操作安全。
通过选择适合的材料和结构设计，以及调整操作条件，可以使冷却壁温差范围在合理的范围内。
这对于提高高炉的冶炼效率和延长设备寿命具有重要意义。
高炉铸铁冷却壁的传热及热应力分析
２ 数学模型
２１传热模 型 ．
在柱 坐标系 中， 变物性 的三维稳态导 热的基本方程是
＿
根据弹性力学和热 弹性力学 ， 一个微元 的热应力分量为 ， ｏ ， ， ， 、 热应 变分量为 ， ￡， ， ， 和位移 分量为 ＇ ｙ ， ｕ 。几何方程 、 ，， 物理方程和平衡微分方程分别为式（）（ ） ５～ ８ ：
破坏 时， 却壁 与冷却水之间 由于存在较 大的温度梯度 ， 冷 会产生
２１ ．． 却壁 镶砖 与 高温煤 气之 间为 强制 对流 ２冷
一
Ａ
： （ 一 弓）
（） ３
式 中 ： 一冷却壁镶砖的导热 系数 ， ｒ ｋ ； Ａ ｗＴ ｒ
—
镶砖与煤气的对流换热 系数 ， Ｗｍ 一 ｋ；
Ｋｅ ｒ ｓ Ｃｏ ｌ ｇ ｓａ ｅ Ｔｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｉ ｒｂ ｔ ｎ Ｔｈ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ Ｆ ｎ ｔ ｌｍ ｅ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｉ ｔ ｖ ； ｍ ｅ ａ ｕ ｅ ｄ ｓ ｉ ｕ ｉ ； ｅ ｍ ｌ ｒ ｓ ； ｉ ｉ ｅ ｅ ｎ ｎ ｔ ｏ ｓ ｅ
中图分 类号 ： Ｈｌ 文 献标识 码 ： Ｔ ６ Ａ
本文建立 了冷却壁三维空间周期对称模型 ， 利用有 限单元
—
水 管与冷却水对流换热系数 ， － Ｗｍ ２ ； ｋ 一 冷却水管和冷 却水 的温度 ， ℃； 冷却水速度 ，ｄ 。 ｎ ｓ
ｚ ，
一 ，
法， 对冷却壁的温度分布和热应力进行 ห้องสมุดไป่ตู้分析 ， 并运用强度 理论
对其强度评估作了探讨， 为冷却壁的设计和维护工作提供参考。 ２２热 应 力模型 ．
维普资讯
机 械 设 计 与 制 造
一
第 ６期 ２０ ０ ８年 ６月
冷却壁穿管技术在高炉上的应用
高炉冷却壁故障原因分析以及应对措施摘要高炉冷却壁一直以来都是高炉生产中的关键设备，其良好的运行是确保高炉安全、顺利生产必备条件。
由于高炉工艺操作、进入炉内的原燃材料等各种因素，高炉冷却壁经常会出现开裂漏水、楼煤气等故障，而其安装结构较复杂，更换冷却壁时间相当长，部分地方还必须降深料线才能更换，因此更换冷却壁对高炉生产来说损失巨大。
本文重点介绍了波纹管穿管技术在高炉冷却壁上的应用关键词高炉冷却壁蛇形管韶钢7#高炉的冷却系统主体采用的是QT400-18A铸铁冷却壁，其内部铸10#无缝钢管用来通水冷却由壁体带来的热量。
该冷却壁为马钢院设计，其设计通水流量，进出水温差皆能完全满足高炉正常生产。
在2009年发现冷却壁管头部位漏水，壁体个别地方开裂，经观察发现主要是由于炉体涨高引起炉皮与管头发生相对位移导致冷却壁管头拉裂从而冷却水从拉裂部位渗漏。
而冷却壁壁体在漏水的状态下运行其开裂将会进一步恶化。
1冷却壁管头漏水以及冷却壁本体开裂的故障原因分析冷却壁内部蛇形管及冷却壁安装结构示意图如图一所示，冷却壁蛇形管为一10#无缝钢管弯曲而成，然后铸入冷却壁本体的。
由于有三个弯曲的地方，并且，所以一般很难在其漏水的时候进行修复。
图一冷却壁蛇形管图二冷却壁管头与炉壳处安装结构示意图现场实际生产中，在铅、锌等有害元素的影响下，炉体冷却壁与炉壳产生较大的相对位移（现场测量约100mm），而冷却壁管头与炉壳间产生相对位移的允许范围较小（由上图可知，仅为10mm 左右），当冷却壁本体与炉壳之间的相对位移超过该允许范围后其管头和炉壳将产生碰撞从而将管头拉裂，从而引起漏水。
而铸铁冷却壁在高温、水的作用下开裂，进一步恶化冷却壁的冷却效果。
2改进措施3．1 冷却壁波纹蛇形管穿管通过对冷却壁结构分析，设计一种波纹状蛇形管如图三，波纹管耐压0.5MPa,耐温200度。
先利用一直径略小于冷却壁铸管直径的空心铁皮球连接一尼龙线（该尼龙线抗拉强度较高），尼龙线的另外一端固定，将连接的空心铁皮球塞入冷却壁，然后接入压缩空气管利用压缩空气将空心铁皮球从冷却壁铸管的一端吹入，另外一端吹出，从而将尼龙线穿过冷却壁铸管。
铸态高韧性球铁冷却壁的生产工艺
铸态高韧性球铁壁的生产工艺摘要：为了稳定获得铸态高韧性球铁高炉冷却壁，结合车间实际生产现状，通过冷却壁化学成分的选择，原材料及熔炼的控制，球化剂的选择，孕育剂及孕育方式的选择等关键技术的不断试调整和改进，使高炉冷却壁质量可靠，性能优良，产品合格率达98％以上。
关键词：高炉冷却壁；铸态高韧性球铁；厚大端面球铁件高韧性球铁冷却壁是现代化大型高炉的主要冷却部件，与灰铸铁冷却壁相比他具有抗热振性好、机械强度高、伸长率高、使用寿命长等优点，被称为“长寿冷却壁”。
目前，国内外1000m3级以上高炉大都采用此钟材质的冷却壁。
本文就如何生产高质量的球铁冷却壁结合实际情况总结如下。
1 冷却壁化学成分的选择1.1碳当量碳是石墨化元素，有减少白口的作用，碳过高容易产生石墨漂浮，过低不于于石墨自补缩能力的发挥，铸件易产生缩孔缩松等缺陷；又由于球化剂元素镁使共晶点右移，从保证铸造性能考虑，碳当量选择在共晶成分左右，铁液流动性最好。
硅也是石墨化元素，能减少白口，提高石墨球的圆整度，以孕育方式添加效果更显著。
对于铸态球铁，硅有两重作用：一方面使渗碳体、珠光体、三元磷共晶减少，铁素体增加，改善塑性，降低强度和硬度；另一方面硅固溶强化铁素体，使屈服点和硬度提高，脆性作用明显。
对于大断面冷却壁，硅应严格控制，硅量过高易产生碎块状异型石墨，提高低温脆性，降低球铁强度和伸长率，且随硅量增加，球铁导热系数降低。
综合考虑：选择碳当量4.2-4.5％，C：3.4-3.8％，Si：1.8％-2.4％。
1.2锰锰是反球墨化元素且易在共晶团边界上产生偏析。
对于铸态高韧性球铁，增加锰量会恶化力学性能，尤其是韧性降低。
对于厚大冷却壁，锰的恶化影响更严重。
因此，要求锰量越低越好。
选择锰量小于0.30％。
1.3磷磷易产生偏析引起铸件的脆性，降低韧性。
当磷大于0.05％时，容易偏析于共晶团边界形成二元或三元磷共晶，恶化力学性能。
对于厚大断面球铁冷却壁，选择磷小于0.10％。
对高炉冷却壁材质特性的探究
２ 各 种 冷 却 壁 材 质 的 比较
表一 ：
序 号 １
２
３ ４
材 料 普 通灰 铸 铁
球 墨铸 铁
铡 铸 铜
热 导 率／ （ Ｋ ’ Ｗ． ｍ． ） ～Ｏ ４
３～ ０ ８ ４
４ ０ ３０ ４
熔 化温度 ／ Βιβλιοθήκη Ｃ ｌ２ ～ ２ ０ ２ ５ １５
也 相 当高 ， 以在 如此 高 温 的条 件下 冷却 擘 所
ｌ 前 言
冷却 擘 作 为高 炉上 的重 要 部件 ， 对高 炉 的寿 命影 响很人 。 高炉 Ｋ寿 是 高炉 冶炼 降 而
低成 本 ， 高生产 率 的关 键 素 。９ 年 代 以 提 Ｏ 来 ，高炉 作 者 从炉 型设 计 、耐 火砖 的选 择 ｒ
善等 办面 入手 ， 了人量 的 作 使高 炉一 代 做
炉龄 不 断延 长 。高炉 寿命 相 差悬 殊 ，Ｉ 纳 起 』 ］ 来 有 两条 ： 原 一是 先天 性 的 ，即使用 的材 质质 量 、冷却 设 备 的质量 和 型式 、筑炉 施 质量 面 的差距 ； 是后 天 性 的 ， 要是 高 二 主
ａ 、球 墨铸 铁冷 却壁破 损 的基 本原 闪。 从 力学角 度看 ， 属材 料发 生裂缝 或裂纹 是 金 由于 受 自身 或 外 力作 用 产 生 的 内应 力超 过 了允许 的应力 极 限而形 成的 。 高炉 冷却擘在 面 受热 一 面 冷却 的情 况下 形 成 了冷 面和 热 面之 间的应 力 ， 上冷却 壁热面 上各 点的 加 温 度 分布 也不 均匀 ，大而在 同一 个断面上 的 Ｉ Ｉ 各 点 问也形成 了不 均匀 的应力 差分布 ， 当某 处 应 力值 达 到 一定 程 度就 会产 生裂 缝 、裂 纹 、龟裂 或剥蚀 。 ｂ 、球 墨铸铁 基 体上 布满 了大小 不 同的 球状 石 墨， 它的存 在特 别是在 它被氧 化后相
六通道铸铁冷却壁
六通道铸铁冷却壁六通道铸铁冷却壁是一种常用于高温工艺设备中的冷却装置，具有良好的散热性能和耐高温、耐腐蚀的特点。
本文将从六通道铸铁冷却壁的原理、应用领域、制造工艺和优势等方面进行介绍。
一、六通道铸铁冷却壁的原理六通道铸铁冷却壁通过内部的六个通道将冷却介质引入，并通过壁体的导热性能将设备中产生的热量迅速散发，以达到冷却的目的。
该冷却壁采用铸铁材料制成，具有良好的导热性能和耐高温性能，能够有效降低设备的温度，保护设备的正常运行。
六通道铸铁冷却壁广泛应用于各种高温工艺设备中，如冶金、化工、能源等行业。
在冶金行业中，六通道铸铁冷却壁常用于高炉、转炉等设备中，用于降低设备的温度，延长设备的使用寿命。
在化工行业中，六通道铸铁冷却壁常用于反应釜、蒸发器等设备中，用于控制设备的温度，提高设备的工作效率。
三、六通道铸铁冷却壁的制造工艺六通道铸铁冷却壁的制造过程主要包括铸造、加工和组装三个环节。
首先，选择适合的铸铁材料，进行熔炼和铸造，制成冷却壁的铸件。
然后，对铸件进行加工，如铣削、打磨等，以保证冷却壁的尺寸精度和表面光洁度。
最后，将加工好的零部件进行组装，形成完整的六通道铸铁冷却壁。
四、六通道铸铁冷却壁的优势六通道铸铁冷却壁相比其他冷却装置具有以下优势：1. 导热性能好：铸铁材料具有良好的导热性能，能够快速将热量传递到冷却介质，提高冷却效果。
2. 耐高温性能好：铸铁材料具有良好的耐高温性能，能够在高温环境下长时间稳定运行。
3. 耐腐蚀性能好：铸铁材料经过特殊处理，能够抵抗腐蚀介质的侵蚀，延长冷却壁的使用寿命。
4. 结构设计合理：六通道的设计使得冷却介质能够均匀分布在整个冷却壁中，提高冷却效果。
5. 制造工艺成熟：六通道铸铁冷却壁的制造工艺已经比较成熟，能够按照客户需求进行定制生产。
六通道铸铁冷却壁是一种应用广泛的高温冷却装置，具有良好的散热性能和耐高温、耐腐蚀的特点。
通过合理的结构设计和成熟的制造工艺，六通道铸铁冷却壁能够有效降低设备的温度，保护设备的正常运行，广泛应用于冶金、化工、能源等行业。