高炉长寿技术的应用与研究
高炉长寿概况和技术
高炉长寿概况和技术黄晓煜老师从中国梦、钢铁梦、到事业梦谈起，主要讲述了我国高炉长寿概况，指出了我国高炉长寿技术面临的问题，并详细分析了高炉炉缸破损的原因。
一、高炉长寿概况高炉生产实现高效与长寿的统一, 一直是炼铁工作者关注的课题。
提高高炉生产效率, 可以降低生铁成本中的固定费用; 延长高炉寿命不仅可以节约大修费用, 而且还可以减少由于大修引起的停产损失。
当今长寿高炉的标准是一代炉龄寿命在15年至20年以上，每立方炉容产铁在15000吨的长寿高炉，达到高效、低耗、优质、安全生产的目标。
高炉生产是钢铁企业的核心环节，炼铁生产主要包括高炉主体系统、鼓风系统、原料储备系统、煤气洗涤系统、高炉炉前和渣铁运输系统。
所谓高炉长寿是指高炉主体破损失去功能，即高炉炉身和炉缸发生损坏，需要进行大修，而一次大修的费用和对钢铁企业当期生产经营影响是巨大的。
高炉长寿是一项长期全面系统的工作，需要理论实践、操作基础、技术管理、设备管理紧密结合，才能实现。
二、高炉炉缸破损的总体特征1）大型高炉炉缸侵蚀呈现“象脚”状侵蚀，铁口水平线以下，随着深度的加深而侵蚀加重。
在炉底陶瓷垫和炉缸碳砖交界处最为严重。
2）中小新高炉炉缸侵蚀呈现“蒜头”状侵蚀，铁口水平线以下，随着深度的加深而侵蚀加重。
3）炉缸在铁口上、下方侵蚀和破损有明显的差异。
铁口水平线以上的炉缸，碳砖内表面有渣皮保护，侵蚀轻微，碳砖有明显的环裂和粉化现象。
4）铁口水平线以下炉缸，铁水和碳砖直接接触，碳砖内表面一般没有渣皮，碳砖由内表面向外侵蚀严重。
当剩余碳砖300mm以上时，是可以保障高炉正常冶炼强度生产。
三、高炉炉缸破损机理目前我国高炉炉缸基本分三种情况：一是引进国外碳砖和技术, 使炉缸寿命基本满足生产的要求。
二是多年来在骨干钢铁企业中普遍使用大块焙烧碳砖和高铝砖结合的综合炉底。
因强化冶炼和炉容大型化, 此种炉缸寿命只有2～7年。
三是许多中小高炉采用自焙碳砖炉缸，一代炉龄可达6～10年, 基本满足生产的要求。
高炉长寿技术剖析
高炉长寿技术剖析（一）2015-12-04 15:20:001 概述高炉长寿技术要保证高炉一代寿命15-20年，炉容产铁13000-15000t/m3或（300-450）×103 t/m2炉缸面积；高炉长寿是一个系统工程，它涉及设计、选材、验材、安装筑炉、仪表监测、生产管理与操作等多个方面，哪一个方面不到位，都影响高炉寿命。
高炉至今仍然是个黑箱，虽然冶金过程热力学与动力学、传输原理、电子技术等先后应用到生产实践中已有相当长的时间，但是仍然有不少问题没有彻底搞清楚，例如高炉内反应、传热、流体运动、破损等机理。
相关人员根据自己的实践和研究，对高炉内的现象做出不同的解析，形成不同的观点、流派。
不同流派的观点，在一定程度上提高了高炉寿命，但也存在完全相反的现象。
2 高炉长寿2.1 防止铁水流对炉缸侧壁砖衬侵蚀技术现在对炉缸侵蚀甚至烧穿的共识机理是：出铁过程中，铁水环流对侧壁砖衬的机械冲刷和不完全饱和碳的铁水对炭砖的熔蚀。
防止这种侵蚀发生的最根本措施是隔离铁水与炭砖的接触，在隔离技术上出现两种完全不同的技术观点：①通过冷却将铁水与炭砖接触表面温度降到1150℃以下，使铁水在炭砖表面形成薄铁皮层来隔离铁水与炭砖的接触，这样不仅可形成铁皮层，还可以形成渣层来保护。
这种观点采用全炭微孔，甚至超微孔炭砖，而且努力提高其导热系数，以使表面温度降到1150℃以下。
②利用陶瓷质砖衬来隔离铁水与炭砖的接触，由于炭砖难于实现抗铁水熔蚀，只有人为地在炭砖表面砌一层陶瓷砖，这就是陶瓷杯壁，只要炭砖的抗铁水熔蚀性能达到陶瓷质耐材时，陶瓷杯是有用的。
这两种技术观点支撑的炉缸炉底结构都有长寿的记录，但是采用任何一种技术措施实现长寿都是有条件的，不是在任何条件下都能达到长寿，有的高炉不仅不长寿，反而短期内出现渗铁、漏铁甚至烧穿。
下面就支撑这两种技术措施的观点谈谈看法：（1）高炉炉缸侧壁上无凝固保护层生产中的高炉侧壁炭砖上是没有凝固保护层的，尤其是铁口周边地区，但是存在着粘滞层。
安徽工业大学科技成果——高炉长寿综合技术研究与应用
安徽工业大学科技成果——高炉长寿综合技术研究与应用成果简介随着现代高炉向炉容大型化、生产高效化方向的不断发展，高炉长寿的重要性日益显现，高炉能否长寿对于钢铁企业的正常生产秩序和企业总体经济效益影响巨大。
各国炼铁工作者为了尽量延长高炉寿命，从设计、施工、操作和维护等方面开发了许多新技术和新工艺，取得了显著的效果，高炉寿命不断提高。
安徽工业大学炼铁工艺研究所开发的高炉长寿综合技术特点是：（1）利用高炉烘炉过程来实现既烘炉又消除冷却壁铸造内应力的技术思路。
（2）抑制高炉冷却壁内水管结垢。
（3）利用数值模拟计算法计算高炉炉缸炉底1150℃等温线分布，对高炉炉缸炉底的工作状况进行在线监测；对炉缸炉底耐火材料侵蚀状况和侵蚀速度进行诊断，对异常侵蚀进行报警。
（4）开发炉顶综合煤气连续分析系统，及时分析煤气中CO、CO2、H2含量，掌握冷却器漏水与煤气中H2含量变化关系，实现在线快速判定冷却器漏水。
只有早发现漏水，早控制漏水，才能避免对采取漏水冷却器100%断水闷死的处理方式。
（5）开发圆柱型小冷却器对中晚期高炉破损壁补充冷却的技术，开发新型冷却壁和改善冷却壁铸造质量。
成熟程度和所需建设条件（1）利用高炉烘炉过程来实现既烘炉又消除冷却壁铸造内应力。
课题组研究开发的“利用高炉烘炉消除冷却壁铸造内应力的新工艺”在马钢350m3和2500m3高炉上已有过极其成功的工业应用。
（2）炉缸炉底耐火材料侵蚀在线监视模型。
炉缸炉底耐火材料侵蚀在线监视模型不仅能定量描绘出炉缸炉底耐火材料侵蚀状况，而且能够定量描绘出炉缸堆积与结厚情况。
该模型在马钢1#2500高炉、新余2#2500高炉、南钢2#2500高炉、济钢2#1750高炉等6座高炉成功应用。
（3）应用炉顶综合煤气分析仪在线分析煤气中H2含量，快速预报高炉冷却器破损漏水。
该炉顶综合煤气成分在线分析系统已在马钢4座高炉成功应用。
（4）采用圆柱型小冷却器对中晚期高炉破损壁补充冷却。
攀钢高炉长寿化研究
攀钢 １ 炉 的 １ ＃高 ＃喷 吹 口、 渣 口上 方 北 第 六 段 冷却 壁 排 水 管 的 压 板 部 位 炉 皮 开 裂 ，
４ 高炉 １９ ＃ ９ ７年 冷 却 壁 大 头 损 坏 ３ ３块 ，
但 裂缝 较小 ， 其余 喷吹 口上方第六段 的炉皮 ，
２ ２ ４ 高 炉 各 部 位 情 况 ． ＃ ２０ ０ １年 ７月 ５ 日 ～ １ 日， ＃高 炉 空 料 ６ ４
线停 炉进行检修 和 内衬 喷 补 ， 在此 期 间对 高 炉 炉 体 、炉 衬 的破 损 情 况 进 行 了调 查 。 ４ 高 炉 炉 身 上 部 钢 砖 完 好 ， 砖 下 沿 近 ＃ 钢 １米 高 度 上 的砖 衬 蚀 损 较 轻 ， 下 ２ 往 ～３米 的 高度上砖衬 凹陷 ， 以东 面凹陷最深 ， 尤 在整个 炉 身 上 部 形 成 环 行 蚀 损 圈 ， 此 范 围 内 ２ ０ 在 ００ 年 ８月 的 喷 补 层 已经 蚀 损 完 。 在 东 面 第 １ ， ７ 层钢 冷 却 板 的上 沿 ， 存 有 高 ３ ０ ０ ｍｍ， 保 ０ ～５ ０ 长 ３ ０ ～５ ０ ｍｍ 的 喷 补 层 ， 表 面较 光 滑 。 ００ ００ 其
顶 （ ＃ 高 炉 为 料 车 上 料 ， 高 炉 为 皮 带 上 １ ４＃
料 ）４ 高 炉 炉 缸 和 死 铁 层 部 位 采 用 高 铝 砖 ， ，＃
５ ｍ 的横 向 裂 缝 。 ａ ｒ
炉底 为粘 土 砖 ， ＃ 炉 和 ３ ２ 高 ＃高炉 为钟 式 炉 顶 ， 炉 炉底 为碳 砖 综 合炉 底 。 １ ２ ３ 高 ＃、 ＃、 ＃
２ ２块 ， 在 冷 却 设 备 损 坏 数 为 ３ ３块 ， 三 ８ 现 ６ 在 年 中冷 却 设 备 损 坏 数 增 加 了 ８ 块 ， 坏 率 增 １ 损
高炉长寿技术
浅析高炉长寿技术【关键词】高炉；长寿；控制0 前言高炉长寿技术一直是炼铁工作者努力专研的课题。
一代炉龄的长短，一代炉龄内高炉的生铁产量，以及一代炉龄内高炉是否进行中修，这些直接影响生铁的成本和钢铁企业的经济效益。
特别是现在钢铁企业利润及其有限，甚至出现亏损，各钢铁企业都在寻求降本增效的措施的情况下，高炉长寿技术就尤为重要了。
日本一高炉寿命已达20多年，我们高炉的寿命照此有很大差距。
高炉长寿技术是找出影响高炉寿命因素并严格控制好每一环节。
1 高炉的设计及施工高炉的内型结构、炉体内衬结构、炉体冷却结构的设计是否合理是高炉长寿的关键。
高质量的施工是高炉长寿的保障。
1.1 高炉的内型结构合理的内型结构必须适应煤气和炉料的体积变化和运动规律，并能促使冶炼指标得到改善。
按照公式计算的内型必须与同类型高炉的生产效果进行比较，并调整各部位尺寸。
高炉内型要着重考虑风口数目、炉缸直径、鼓风机能力三者之间的关系。
风口数目按经验公式计算获得，风口数目有增多的趋势，有利于提高炉缸圆周工作的均匀化和强化冶炼。
但风口数目过多，炉缸直径大，而鼓风机能力不足时会导致燃烧带过小，吹不透中心。
从而影响高炉顺行，达不到强化的目的。
国内就有由于风口数目过多的高炉，投产后达不到预期的冶炼强度，不得不长期堵上两个风口进行操作。
1.2 高炉的炉体内衬结构高炉内不同部位内衬承受的破坏因素都是多个，炉身上部以机械冲刷为主，也有少量的碱金属和沉积碳的侵蚀，材质选择上应首选致密度大的砖，粘土砖和高铝砖均可。
炉身中下部及炉腰受热震、初渣侵蚀作用，同时也受机械冲刷和碱金属和沉积碳的侵蚀，采用碳化硅砖是不错的选择。
炉腹处受机械冲刷和外力作用，主要靠渣皮维持工作，这个部位可以采用刚玉莫来石砖或铝碳砖。
炉缸和炉底是高炉内工作条件最恶劣的部位，承受上述所提到的所用破坏作用，此处砖衬的侵蚀程度决定着高炉寿命的长短，最好采用陶瓷杯技术。
当冷却设备比较好时，可适当降低砖衬级别。
【钢铁知识】高炉长寿技术的应用及评价
前言高炉的长寿技术在70年代以后得到了很大发展，如日本在70年代新建和改建的高炉寿命大都在10年以上，最长的是日本川崎千叶6号高炉（内容积4500m3)，于1977年6月投产，到1994年11月以连续运转了17年零4个月，创造了大型高炉长寿的世界记录，其寿命有望达到20年以上。
西欧和日本70年代后建的其它高炉寿命也都在10年以上。
八十年代以来我国在高炉长寿技术上也有了很大提高，现在也有一批高炉的寿命已有或将要达到8－10年的水平。
如宝钢1号高炉、梅山1、2号高炉寿命都已达到或超过8年。
“八五”期间我国高炉的设计寿命为8年，“九五”我国高炉寿命的目标为12－15年，因此，应用成熟可靠的高炉长寿技术是一项非常重要的任务。
高炉长寿技术是一项综合技术，它与冷却介质，冷却器，耐火材料，合理的设计，施工，高炉的操作与维护及稳定的原燃料条件等密切相关。
2、高炉长寿技术的应用高炉长寿技术在我国已得到了广泛的应用和发展，如目前我国新建和改建的高炉大都采用了软水冷却技术、第三代或第四代冷却壁、在关键部位采用优质耐火材料，如在炉缸炉底采用UCAR 的小块炭砖和陶瓷杯等，炉身下部、炉腰、炉腹采用碳化硅砖、在操作上以认识到了操作与长寿的关系。
2、1冷却设备与冷却系统冷却设备的长寿是高炉长寿的关键，大约在1884年，为延长高炉寿命开始对高炉炉壳采用水冷技术，从那时起直到原苏联人发明了冷却壁，为延长高炉寿命而采用的冷却方式主要是炉壳外部喷水和冷却板。
目前高炉所采用的冷却器主要有冷却板、冷却壁部分高炉在炉缸采用炉壳外部喷水冷却。
2、1、1冷却板在冷却壁应用之前，高炉风口区及其以上的炉体部位主要依靠冷却板（或冷却箱）冷却。
冷却板是呈棋盘式布置插入炉内的，相邻两块间的水平距离通常为冷却板宽的两倍，其层距虽着高度向上由300mm到600mm或更大。
冷却板的制造形式也有铸铁冷却板、钢制（焊接）冷却板、铜制冷却板、铜制冷却板有单室单通道、单室双通道和双室六通道。
天铁4号高炉长寿技术探讨
３１ 高炉操作 ．
３１ 开炉 达产操 作 ．１ ． 天铁 ４号 高炉第 四代 炉役 于 １９ ９ ８年 １ 月 ７日 ２
开炉 投产 ， 投产后 因外 围设 备影 响 ， 高炉休风率较 高 ，
在操 作 中没有 急于提高冶炼强度 ，从 表 ２可 以看 出 ，
施工 质量是高炉长寿 至关 重要的一环 ， 国内外对 此都相 当重视 。在施工管理方 面 ， 主要是加强施 工质 量 的监督 和管理 ， 制定一 系列 比较完善 的施工 质量标
的 经 验 进 行 简要 分 析 。
关键词
高炉 设 计
操作
冷却 管理
长寿 实践
２ 炉体设计
１ 育 言 才
近年来 ， 国高炉 长寿技 术取得 了较 大进 步 。国 我
天铁 ４号高炉于 １９ 年 ７ 进行 了扩 容大修改 ９８ 月 造， 同年 ｌ ２月投人 生产。 本着 以“ 高产 、 优质 、 、 低耗 长
高炉有 了合理 的设计和严格 的施 工 以后 ， 达 能否 到设计 要求 的寿命 、决定 于操作 者 的操 作 和管理水
平。
学侵蚀和渣铁环流 的机械冲刷 ，有利 于减少 炉缸 、 炉 底部位 的侵蚀 。炉身下部 至炉腹采用高铝砖 ， 炉身上
部采用致密粘 土砖 。
２３ 施 工 质 量 ．
度 由 ８ ５ｍｍ增 加到 １１０ｍ ， ４ ９ ｍ 有利 于增 加炉缸 的热 储备 ， 稳定 炉温 ， 减轻环 流渣铁 对炉缸 侧壁 和炉底 的 冲刷 ， 缓解炉缸 的侵蚀 。
做好 ４号高炉护炉工作 ，保证 高炉长期稳定顺行 ， 延
长 高炉 寿命 ， 提高单 位炉容 产铁 量 ， 值得 长期 研究 是
流强度
提高精料水平是 高炉顺 行和长寿 的基础 ， 特别是
高炉长寿的技术和措施
高炉长寿的技术和措施
高炉长寿的技术和措施包括以下几项：
1.合理的设计和选型：选用高质量的耐火材料，设计合理的炉型和炉衬结构，以
提高高炉的稳定性和寿命。
2.严格控制操作条件：合理控制高炉的送风温度、压力、流量等参数，避免过度
操作导致炉衬受损。
同时，要定期检查炉衬的磨损情况，及时修复或更换。
3.强化炉衬维护：通过合理的炉衬维护，减缓炉衬的磨损和腐蚀，延长高炉的使
用寿命。
例如，可以采用喷涂、涂抹等方式，在炉衬表面形成保护层，提高炉衬的耐火性能。
4.定期检查和维修：对高炉进行定期的检查和维修，及时发现并修复潜在的问题，
防止问题扩大导致重大事故。
5.优化操作流程：通过优化高炉的操作流程，降低炉衬的磨损和腐蚀，提高高炉
的使用寿命。
例如，可以采用低氧燃烧技术、控制炉内温度波动等措施，减少炉衬的氧化和热震。
6.采用先进的技术和设备：采用先进的技术和设备，提高高炉的自动化和智能化
水平，降低人为操作失误和设备故障的风险。
例如，可以采用传感器、智能仪表等设备，实时监测高炉的运行状态，实现远程控制和自动调节。
7.加强培训和管理：加强对高炉操作人员的培训和管理，提高他们的专业技能和
素质，确保他们能够熟练掌握高炉的操作和维护技能。
同时，要建立健全的管理制度，规范高炉的操作和维护流程。
总之，高炉长寿的技术和措施需要从设计、选型、操作、维护、维修、技术和管理等多个方面入手，全面提升高炉的稳定性和寿命。
高炉炉缸长寿技术研究
图10 碱金属的含量与温度的关系
表2 武钢高炉K2O+Na2O、Zn负荷计算结果
高炉号 取样计算时 碱负荷kg/tFe （K2O+Na2O） 间 1983年5月 1983年8月 7.61 5.38 Zn负荷（kg/tFe） 0.31 0.42
1号高炉 2号高炉 3号高炉
1981年7月 1985年3月
K、Na、Zn的气化温度分别为766℃、890℃、 908℃，Zn还原温度1030℃，900-1000℃是K、 Na、Zn起破坏作用的温度区间见图10。低于这 一温度K、Na、Zn成固体无法渗透，不会破坏炭 砖。因此提出将炭砖炉衬900-1000℃温度区间 推入炉内可以消除环裂。 实测数据表明,随炭砖导热系数提高，环形裂 缝，向炉内推移，见表4。因此将800-1000℃温 度推入炉内对防治环形裂缝是有效的。当然还有 提高炭砖的抗侵蚀能力、提高微气孔性能，提高 炭砖原料质量等措施都能有效防止K、Na、Zn的 侵蚀。炭砖,刚玉砖侵蚀后的显微结构见图11-22,
图5 武钢2号高炉第二代大修炉缸炉底 砖衬侵蚀测绘图（1981年8月）
图6 武钢4号高炉一代大修炉缸炉底 侵蚀测绘图（1984年7月）
图7 武钢4号高炉第二代大修炉缸炉底 侵蚀测绘图（1996年5月）
图8
武钢4号高炉第三代大修炉缸炉底砖衬侵蚀测绘图 （2006年7月）
图9 武钢5号高炉炉缸、炉底砖衬侵蚀测绘图 （2007年5月）
TFe 1.09 0.96 0.91 0.53 0.63 2.09 4.45 -
SiO2 4.47 0.36 1.30 0.28 3.80 0.08 7.23 -
3）炉缸铁口以上的炭砖侵蚀很少，陶瓷砖则侵蚀很多见图1,8 4）炉底侵蚀形状一般为反锅底形,平锅底形，正锅底形很少见 。见图4,5,6,7,8,9 5）炉缸风口区的砖衬，在风口以上的棕刚玉砖一般都侵蚀光， 由冷凝炉渣覆盖。风口中心线以下，一般从风口大套上沿到炭砖 前端的三角区内留有残存棕刚玉砖。见图1,8 6）炉缸侵蚀深度 武钢高炉1970年以前是采用综合炉底，1970年以后改为全炭砖 炉底，炉底侵蚀深度见表1.采用半石墨炭砖以后炉底侵蚀深度显 著减少。
高炉长寿实用技术发展
寿建议 。 关键 词 高炉 长寿 技 术
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｒ ｃｉａ ｃ ｎ ｑ ｅ ｏ Ｆ Ｌ ｎ ｆ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆＰ ａ ｔ ｌＴｅ ｈ ｉ ｕ ｓｆ ｒ Ｂ ｏ ｇ Ｌｉｅ ｃ
Ｈ ｎ Ｊ ｎ ｅ Ｗ ｕ Ｍ ｅｑ ｎ ｕ ｇ ｉｉｇ （￣ ｇ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ．ｎｔｒ ￣ ａ ｇ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｃｅ ｅ ） ｍ
（ ）斟 面 之上 温 度和 煤 气 分 析 探针 ： 借 助 １ 可 质量 平衡 和热平 衡来计算 局 部还 原条件 。
局 限 性 ： 没 有 考 虑 炉 身 内 的 涡 流 现 象 或 者 因 探 针 距 料 面 太 远 而 影 响 测 量 效 果
更好 地 对 高炉 进 行控 制 管理 ， 需要 了解 高炉 内部
维普资讯
鞍 钢技 术
２０ ０ ２年 第 １ 期
ＡＮ ＧＡＮＧ Ｔ Ｈ ⅡＩ Ｘ Ｙ
高 炉 长 寿 实 用 技 术 发 展
胡俊 鸽 吴 美 庆
（ 钢 集 团 公 司技 术 中心 ） 鞍
摘要 对 高 炉 长 寿晟 新 实 用技 术 进 行 丁调 研 、 析 和总 结 ， 细介 绍 了 洼 国 索拉 克高 炉 多 分 详
的 渣 铁 液 位 、 料 分 布 情 况 以 及 高 炉 内 衬 剩 余 厚 炉 度 等 ， 此 ， 铁 工 作 者 们 进 行 了不 懈 的 研 究 和 开 为 炼 发 ， 取 得 了一 定 成 效 ， 国浦 项 钢 铁 公 司 光 阳 厂 并 韩
关于高炉炉缸长寿的若干问题和思考
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保证炉缸安全为重点的高炉长寿技术
保证炉缸安全为重点的高炉长寿技术现状：据不完全的统计，去年我国就有10余座高炉发生炉缸烧穿事故，事故的不可预见性及危害的严重性给企业带来巨大的经济损失，同时严重威胁员工的人身安全。
相关技术介绍：★设计为基础，这是高炉长寿的前提（1）注意设计合适的死铁层深度。
减少铁水的纵向环流和圆周方向环流，尽量避免在铁口两侧下方300-500mm区域交汇，形成涡流；又要考虑铁水静压力对碳砖的影响。
（2）冷却系统优化设计。
冷却能力大小以及能否充分发挥作用，是决定炉缸寿命的关键因素。
工作状态良好的冷却系统能够使炉缸砌筑的耐火材料不产生过热，延长工作寿命；一些专家认为，冷却水量不足常常是炉缸烧穿的重要原因，因此，冷却系统设计时，要留有炉役后期强化冷却所需要的水量。
★严把耐材质量和施工质量关（1）重视碳砖质量：重视导热率、透气性、抗氧化率、抗碱性、抗渣铁溶蚀性等；从发生烧穿事故的高炉碳砖检测来看，普遍存在微气孔指标差、抗渣铁溶蚀性差等问题。
（2）炉缸碳砖的砌筑要严格按照规范执行，要严格控制外形尺寸、充分焙烧，避免因为侵蚀而常常形成气隙热阻，阻碍了炉缸热量的导出，甚至为铁水渗透提供了通道；（3）格外重视炭素捣打料的低温性能，尤其注意：捣打料工作温度一般较低，用高温下的导热性来评价是不科学的。
★完善监测手段，尤其在高炉薄弱部位加强监测工作良好的监测系统可以及时预警炉缸工作状态，从而采取有效措施，降低炉缸烧穿风险。
多座高炉炉缸烧穿是在没有征兆的前提下发生的。
目前要特别强调解决的主要问题：一是监测点过少，二是监测设备失灵。
★严格控制原燃料中的碱金属及锌负荷★精心操作，科学护炉（1）经常关注碳砖温度升高（2）存在气隙部位及时休风压浆处理。
高炉长寿技术评述
高炉长寿技术评述王维兴(中国金属学会北京100711)2008年公布的《高炉炼铁工艺设计规范》中规定：高炉一代炉役的工作年限应达到15年以上。
在高炉一代炉役期间，单位高炉容积的产铁量应达到或大于1万t。
目前，我国绝大多数高炉没有达到上述目标，特别是一些中小高炉寿命普遍处于低水平阶段，个别小高炉出现寿命在5年以下的现象。
所以说，努力提高我国高炉寿命，是炼铁界的一个十分重要的任务，也是提高高炉生产效率和经济效益，实现炼铁系统节能减排的重要手段，应当引起钢铁企业各级领导的高度重视。
1.高炉长寿的重大意义高炉长寿是钢铁企业走可持续发展的一项重大举措。
钢铁联合企业生产各工序物流是一环扣一环。
高炉大修停产，会使企业生产链断开，造成炼铁前后工序均要减产，给企业造成重大经济损失，产品产量下降，设备作业率下降，经济效益大幅度下滑；同时，还要为大修高炉支付巨额资金，一座大型高炉的大修费用约在1亿元左右。
高炉大修前后，均要增加企业资源和能源的消耗，污染物排放也要增加，对生产环境造成较大的负面影响。
高炉长寿的重大意义，不仅在炼铁工序本身，而且也会给整个钢铁企业带来巨大效应，包括生产成本降低，能源消耗减少，污染物排放减少，实现钢铁联合企业的高效化生产、连续化和紧凑化生产得以延续进行。
延长高炉寿命不仅是可直接节约大修费用，而且还可以减少因大修而引起的停产损失和经济效益的提高。
2.高炉长寿的工作目标依据现已掌握的高炉设计、设备制造、高炉操作和维护等方面的先进炼铁科学技术发展现状，高炉寿命已经可以实现下列目标：·高炉一代炉龄（不进行中修）在20年以上；·高炉日常能处于高效化、自动化、连续化、长寿化，生产过程环境友好的稳定生产状态，一代高炉单位炉容产铁量在1.5万t/m3以上；·采取一切有效的技术措施（包括分段拆装，炉缸预砌等），最大限度地缩短高炉大修工期（大型高炉要在2个月以内），优化停炉和开炉操作技术，实现科学停炉和快速达产，减少因高炉大修对联合企业的不利影响。
高炉长寿技术浅析
破 损 大致可 概 括 为 ： （ １ ） 铁 水 对 碳 砖 的渗 透 侵 蚀 。 铁水 渗透 到碳砖 的气 孑 Ｌ 中， 生成 脆 性 物 质 ， 造 成 碳
不好 ， 要想 通 过 改 善 高 炉 操 作 和 炉 体 维 护 技 术 等
措施 来获 得长 寿 ， 将 变得 十 分 困难 ， 而且 还 要 以投 入 巨大 的维 护 资 金 和 损 失 产量 为代 价 。 因此 ， 提 高 高炉 的设 计 和建 设 水 平 ， 是 实 现 高 炉 长 寿 的根
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ７— ０ ９ ．
随 着我 国钢 铁 工 业 的发 展 ， 我 国 高 炉 的 数 量
迅 速增 加 ， 高炉 向大型化发展， 设计水平 、 高 炉 寿 命 都有 了较 大提 高 。我 国高 炉装 备 的长 寿水 平 则 较低 ， 一 般 一 代 炉役 无 中修 寿命 低 于 １ ０年 ， 仅 少 数 高炉 可 实现 ｌ ０～１ ５年 的 长寿 目标 ， 长 寿 总体 水 平 与先 进水 平相 差大 。
高炉 能否长 寿 主要取 决 于 以下 因素 的综 合 效
果： （ １ ） 高 炉大 修 设计 或新 建 时采 用 的长 寿 技 术 ，
如合理 的炉型 、 优 良的设 备制造 质 量 、 高 效 的冷 却 系统 、 优质 的耐 火材 料。（ ２ ）良好 的 施 工 水 平 。 （ ３ ） 稳定 的高 炉操 作 工 艺 管 理 和优 质 的原 燃 料 条 件 。（ ４ ） 有 效 的炉体 维护技 术 。这 四者 缺 一不 可 ， 但第 一项 是 高 炉 能 否 实 现 长 寿 的 基 础 和 根 本 ， 是 高炉 长 寿 的 “ 先天因素” 。如果这种“ 先 天因素”
高炉长寿技术分析
从 炉 喉 至支 梁 式水 箱 上 部 ， 衬 磨 损逐 步 加重 ， 砖 第 ２层支梁 式水 箱外 露 。 第 ２层 支梁 式水箱 下部 到 从 第 ７段冷却 壁下 部 ， 衬 全部 脱 落 ． 渣 皮粘 结 于 冷 炉 有 却壁上 。 ３ 至第 ２ 支梁 式水 箱之 间有很 不均匀 第 层 层 的疏松 渣 、 等 。第 ７８ ９段冷却 壁处 有约 １ｍｍ 厚 砖 、、 ５
度不 等的粘 渣 ，Ｏ段 冷却 壁处无 粘渣 。 ｌ
（ 炉 腰、 三） 炉腹 部位侵 蚀 情 况
分裂纹是高炉生产时在炉役后期产生， 另一部分是停
炉时打 水急 冷产生 。
第 ８ １ 冷却 壁 镶砖 面 的磨 损 厚 度约 ５ 不 、０段 ｍｍ
等， 其镶砖 因磨损陷于镶砖槽内 ｌｍｍ不等， 内剩 Ｏ 槽
０ ３ ａ４ 高 温综 合鼓 风 ： 高风 温 、 氧 量 和 喷吹 ． Ｍｐ ；． 提 含
量；． ５节能、 环保的综合利用 ， 如利用高炉煤气的余压 发电、 脱湿鼓风、 热风炉废热回收以及提高高炉设备
操作 的 自动化程 度 ；． ６ 提高高 炉 寿命 、 长炉龄 ， 延 世界
水平的大型高炉的寿命最好为十余年， 高炉寿命正朝
着２ Ｏ年 的 目标发 展 。
其 中高炉 长寿是现 代高炉 所追求 的 目标 ， 炉长 高 寿就 意 味着经济效 益 的提高 。近几 年 ， 国高炉 的设 我 计水 平得 到 了较 大 的提 高 ， 高炉 的寿命 也得 到 了较大
的提高。但与国外高炉寿命相比， 我国只有少数高炉
能够 达 到国外高 炉寿命 的水平 。酒 泉钢铁 公司 （ 以下
作者简介 ： 刘季冬 （９ ２ ） 男． １ ７ － ． 湖南新邵人 ， 工程碛 士。 讲师 ・ 宄方 向ｔ 研 冶金机械．
1高炉长寿技术
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三 国内高炉炉龄情况
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四 影响高炉寿命的因素
（1）高炉长寿的影响因素 高炉能否长寿主要取决于以下因素的综合效
果：一是高炉大修设计或新建时采用的长寿技术， 如合理的炉型、优良的设备制造质量、高效的冷 却系统、优质的耐火材料。二是良好的施工水平。 三是稳定的高炉操作工艺管理和优质的原燃料条 件。四是有效的炉体维护技术。这四者缺一不可， 但第一项是高炉能否实现长寿的基础和根本，是 高炉长寿的“先天因素”。如果这种“先天因素” 不好，要想通过改善高炉操作和炉体维护技术等 措施来获得长寿，将变得十分困难，而且还要以 投入巨大的维护资金和损失产量为代价。
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铜冷却壁。在此区域应用铜冷却壁能满足快速形 成稳定渣皮的要求。铜冷却壁导热性好、冷却强 度大，在冷却水量足够并稳定的条件下，工作时 冷却壁体温度均匀，表面工作温度一般在40℃以 下，并且能在其热面形成非常稳定的渣皮。即使 高炉操作过程中发生渣皮脱落，也能在短时间 （15min)内形成新渣皮。铜冷却壁一般不必外砌 耐火砖，仅需在开炉前喷涂一层抗磨损的耐火喷 涂料，其工程造价与采用铜冷却板相当。自20世 纪90年代初以来，世界上已有50多座高炉采用了 铜冷却壁，尚未发现有一根水管烧坏。铜冷却壁 是迄今为止最彻底地贯彻自我造衬、自我保护设 计理念的无过热冷却设备。我国近年来新建或大 16 修的高炉绝大多数都采用这种方式。
一 高炉长寿技术的内涵
新建一座大型高炉或对一座大型高炉进行改 造性大修, 投资多达十几亿元甚至几十亿元, 因此 国内外高炉工作者对高炉长寿问题特别重视。
高炉为什么要长寿?初看是一个老生常谈的 问题。如果进一步思考，人们似乎对这个问题的 认识并不一致。
从长远观点看高炉长寿应当是钢铁工业走向 可持续发展的一项重要措施，以减少资源和能源 消耗、减轻地球环境负荷为目标。在这一点上容 易取得共识，而对达到什么程度的高炉才能算长 寿，钢铁界的认识并不一致。
关于高炉炉缸结构与长寿方面的探讨
关于高炉炉缸结构与长寿方面的探讨高炉炉缸是高炉的重要组成部分，它的结构和设计对高炉运行的稳定和长寿有着重要影响。
在高炉炉缸结构和长寿方面的探讨中，主要涉及到以下几个方面的内容：高炉炉缸的结构特点、炉缸内耐火材料的选择和使用、炉缸内炉渣的影响以及提高高炉炉缸的长寿的措施等。
高炉炉缸是高炉内的一个重要部位，其主要功能包括提供火口空间、保持热平衡、形成适宜的气氛和协调上、下部两个系统之间的关系等。
根据高炉炉缸的位置和结构特点，可以将其分为上半炉缸和下半炉缸。
上半炉缸是高炉的燃烧室，负责燃烧煤料和产生高炉煤气，同时还承受着巨大的热负荷。
下半炉缸主要起到合流和分流矿石、燃料和空气的作用，对高炉的运行稳定性有着重要的影响。
炉缸内的耐火材料是高炉炉缸的关键部分，对高炉的长寿有着重要影响。
在选择和使用耐火材料时，需要考虑到其耐火性、抗热震性和抗侵蚀性等方面的性能。
一般来说，炉缸内的耐火材料主要由耐火砖和耐火浇注材料组成。
耐火砖是一种具有优异耐火性能的砖瓦材料，可以承受高温和腐蚀的侵蚀。
而耐火浇注材料则具有良好的耐火性能和抗热震性能，可以适应高炉内的高温和频繁的热震情况。
炉缸内的炉渣是高炉炉缸结构和长寿的重要因素之一、炉渣的流动和积聚会对炉缸内的耐火材料和结构构件造成磨损和侵蚀。
因此，合理管理炉渣的流动和减少炉渣的积聚是提高高炉炉缸长寿的重要措施之一、在实践中，可以通过调节炉渣的粘度、降低炉渣温度、控制炉渣组分等方式来减少炉渣的侵蚀。
为了提高高炉炉缸的长寿，可以采取一系列的措施。
首先，可以在设计和建造阶段对炉缸结构进行优化，提高耐火材料和结构材料的性能和耐久性。
其次，可以加强对炉缸内耐火材料的管理和维护，定期检查和修复炉缸内的损坏部分。
此外，还可以采取一些技术手段来控制高炉的操作参数，减少炉缸内的温度和热震，从而延长高炉炉缸的使用寿命。
总的来说，高炉炉缸的结构和长寿方面的探讨是高炉运行和维护管理的重要内容。
通过合理设计和管理，选择优质的耐火材料，控制炉渣的流动和减少炉渣的侵蚀，可以提高高炉炉缸的长寿，并保障高炉的稳定运行。
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高炉长寿技术的应用与研究
摘要：本文就是结合高炉长寿研究方面的新技术并结合具体的高炉项目从而探
讨了高炉的长寿技术设计，并且在结合实际时间经验的基础上探究了如何做好炉
型设计、炉体冷却、耐火砖、喷涂料的选用等方面，进而论述了高炉长寿技术的
验证结果，希望本文的这些研究可以为延长我国高炉的实际使用寿命提供一些有
意义的参考。
关键词：高炉；长寿技术；炉型；耐火材料
前言
高炉的长寿技术是一项系统性很强的技术，其需要将高炉的设计、选材、建造、及维护技术等进行多方面的技术融合，才可达到延长高炉寿命的效果。
我们
想完成这一目标，就要结合最新的技术、设备、完善生产管理方案，这样我们才
可以达到我们所想要的高产、低耗、长寿的目的[1]。
这就要求我们在设计时，像
炉型、耐火砖、喷涂料等都要精心挑选，系统的优化，这样高炉的寿命才能保证。
本文就总结出影响高炉寿命的几种主要因素，像高炉的设计、设备质量、耐火材料、燃料操作、维护等方面都是其影响因素，而且随着我们深入的探究其更多的
影响因素正在被探究出来。
同时随着我国设计技术的提升，我们所使用的高炉寿
命也有了很大的提升，但是与国际最高水平尚还有一定的差距。
所以本文就针对
对这一问题进行了论述，以期为我国高炉后续的完善提供一定的参考。
一、影响高炉寿命的因素
（一）炉型设计
我国的高炉其炉型设计基本上都是参考同类产品而改进完善而来的。
同时随
着其设计研究的深入，其炉型正向着矮胖型的方向发展。
但是这样的设计是优缺
点同样突出的，总的来说就是我们可以通过加深死铁层深度，加大高炉的直径，
从而有效提高高炉的生产效率；同时矮胖的炉身也使炉内腹的煤气上升更顺畅，
减少热冲击，进而降低炉内机械的磨损，这样高炉也就增寿了[2]。
（二）炉衬耐火材料
高炉内的下作情况一般情况下是最复杂的，所以我们想要保证其炉衬的使用
寿命，就要根据其侵蚀状况，找出原因，这样才可以有针对性地用最合适的材料
去修补或构建。
我们为了达到使炉衬的热面可以在强化冷却的情况下建立相对稳
定的凝结渣铁保护层的目的，我们所选用的炉衬材料必须是超微孔炭砖。
同时我
们也为了防渣铁侵蚀磨损耐火材料，我们可在炭砖的热面加微孔刚玉砖，而炉底
则需铺设2层莫来石砖即可，当然了如果有条件的还可在最下层铺设石墨砖和布
设炉底水冷管。
（三）高炉冷却设备及其冷却
高炉冷却系统的冷却效率是高炉使用寿命的决定性因素之一，而我们想要提
高其冷却效率就要使炉墙热面能克服侵蚀和磨损。
同时在高炉中的软熔带的高热
负荷区以及炉缸铁口侵蚀区是我们提升高炉寿命必须注意的关键之处。
现如今，高炉的冷却设备种类繁多，技术相对成熟的技术设备也有很多，像
冷却壁、板壁复合、支梁水箱等都是成熟的冷却设备。
同时，传统型的冷却壁也
在逐步的转变为浇筑型冷却壁。
其基本技术就是将耐火材料铸进铁基中，使耐火
砖锥度契合在炉内肋条间，这样我们即可使砖材牢固，又可防其脱落。
而且当前
高炉内的冷却水管也改为复合孔型设计了[3]。
相比于传统的冷却板设计，起冷却
壁即可使炉壳均匀冷却，又可缩减其厚度，从而提高了高炉的内容积。
当然其也
不是完美的，其在修理、更换时就比传统型的要困难的多。
总而言之，立式冷却
壁其在高炉的实际运行中效果还是很让人满意的。
二、高炉长寿技术的应用实例
（一）项目概述
我们为了延长高炉的使用寿命，就对其应用了高炉长寿的新技术，以期可以
延长起使用寿命。
这我们首先就要提高其透气性，降低崩料、悬料问题，所以其
炉型的设计是深炉矮胖型。
其改进的参数特点如下：
我们将高炉磁铁层的深度加深了700毫米，这样料柱下部的通道其开关就更
加的方便了。
其出铁时，我们将铁水设计的由高炉下部流向铁口，这样我们就降
低了铁水环流对高炉的侵蚀。
而且我们设计的炉缸高度是3500毫米，这样就可
加大风口回旋区，这样我们就即能强化高炉，又可保证炉内热充足，从而达到我
们增产增寿的目的。
同时我们还要将炉腹角降低至79o 11' 32"，这样高炉内的煤
气流其分布就会更加的均匀了，炉腹的冲蚀也就降低了，这样炉腹的寿命也就得
到了保证。
（二）高炉冷却设备及其冷却设计
高炉共有14段冷却壁，基本上可以覆盖高炉的各部位。
其设备是全冷却壁型，有耐热铸铁所搭建而成；而在这其中炉腹的第5到11段是全覆盖式冷却壁，在
这些冷却壁中其高炉下部多铸钢结构，上部多球墨铸铁结构。
而高炉的上部多使
用倒C型冷却壁，同时又利用软水密封循环冷却，这样其冷却的强度和效果都是
可以保证的，而且还节水。
高炉其冷却系统就是软水密闭循环和下业水开路冷却
复合式应用的[4]。
这样即保证了高炉的冷却效果，又得以保证高炉的使用寿命。
（三）高炉炉衬结构及耐火材料
1. 高炉炉缸结构及材质
我们在经过充分的论证研究后，我们决定用国产的热压小炭块和刚玉莫来石
来共组高炉的陶瓷杯复合炉衬结构，当然了我们也结合了高炉的实际情况，仍决
定采用其钒钦高炉复合炉衬结构。
同时其高炉的炉底也还是采用常见的莫来石砖、粘土砖、半石墨碳砖的复合炉底。
同时我们也可以将其的复合炉底结构采用y层
耐火砖来砌成，其厚度在3600毫米即可，其砌砖的顺序可为：半石墨碳砖、粘
土砖、莫来石砖、粘土砖四层均匀铺设即可。
同时我们为了保证炉缸的使用寿命，其都采用莫来石砖结构来构建；粘土砖还要砌至炉腹。
这样铁水冲击的就是莫来
石砖了，炭砖的侵蚀就降低了。
当然我们这样设计的目的就是使炭砖不直接接触
铁水，这样其侵蚀就会低很多，从而有效的增加其高炉的使用寿命。
当然了还有
像磨损最为厉害的风、渣、铁口，这些地方我们是要特别注意的，我们就设计使
用了微孔刚玉组合砖来砌筑。
2. 炉腰及炉身内衬结构和材质
传统的高炉运行中，我们都是凭借其炉壁渣皮来维持其正常运行的。
其炉衬
厚度其实是对高炉寿命影响很小的一个因素，我们只要使高炉的渣皮层能够处于
不断再生的动态平衡中。
那么我们就可以用薄炉衬设计了。
同时我们在设计时炉
腰及炉身内衬结构和材质都是要认真对待的。
本文所研究的高炉在其投产后，其使用效果还是较好的，因为其设计技术合理，增寿技术较完善，所以其在实际的生产中的效果还是让人比较满意的，基本
上是达到了高炉的历史较高生产水平。
总结
高炉长寿技术的应用其实是一项系统性的研究，虽然其影响因素很多，像其
设计、建材、冷却系统、维护、管理等因素都是需要我们完善的，只有完善了这些我们才能达到高炉增寿的目的。
所以，我们想要实现高炉长寿，我们就首先要设计好，做好其高炉的防侵蚀工程，降低其炉内煤气流的冲击，同时还要设计好高炉的冷却系统，在这之后我们只要做好高炉的维护和管理即可。
这样我们就可以从多方面入手来延长高炉的使用寿命了。
参考文献：
[1]张洪海.宣钢4#高炉长寿技术应用实践[J].河北冶金,2016(10):48-50.
[2]张卫东,任立军,沈海波,郭之明.首钢京唐5500m~3高炉长寿技术的应用[J].炼铁,2010(05):11-13.
[3]张卫东. 首钢京唐5500m~3高炉长寿技术应用[A]. 中国金属学会、中国金属学会炼铁分会.2010年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集（下）[C].中国金属学会、中国金属学会炼铁分会:中国金属学会,2019:4.
[4]张福明. 我国大型高炉长寿技术发展现状[A]. 中国金属学会.2004年全国炼铁生产技术暨炼铁年会文集[C].中国金属学会:中国金属学会,2014:5.。