下载全文——本钢五号高炉铸铁冷却壁穿管修复技术实践.doc

本钢五号高炉铸铁冷却壁穿管修复技术实践

刘波

（本钢炼铁厂 辽宁 本溪 117000）

摘 要：通过对本钢五号高炉冷却壁破损的原因进行分析，采用冷却壁穿管修复技术后，冷却壁漏水现象明显改善，避免或减少了由于漏水造成的炉凉、炉缸冻结、炉墙结厚等事故，达到了安全稳定生产的目的。

关键词：高炉；冷却壁；修复

1 概述

冷却壁是高炉重要的冷却设备，其良好的运行是确保高炉安全、顺利生产必备条件，直接影响高炉寿命。当冷却壁出现破损漏水时，造成高炉燃料比升高、炉况不顺、炉凉、炉缸冻结等恶性事故发生，严重制约高炉生产。由于冷却壁安装结构复杂，更换时间长，有些地方还必须降低料线才能更换，因此更换冷却壁对高炉生产来说损失巨大。

本钢五号高炉（2600m3）于2001年11月30日点火投产,炉底、炉缸区域设置了5段灰铸铁光面冷却壁，炉腹、炉腰、炉身下部采用了铜冷却壁，炉身其余部位采用了镶砖铁素体球墨铸铁冷却壁，铜冷却壁已经更换过，随着进入炉役后期炉身球墨铸铁冷却壁壁体出现漏水现象，经过查漏和打压确认为冷却壁内部的水管破损。破损的冷却壁在漏水状况下继续运行其破损状况将会进一步恶化，因此有必要对冷却壁破损的原因进行分析，找出一种简单易行的冷却壁修复技术，保障高炉安全生产。

2 冷却壁破损的原因分析

2013年以来五号高炉冷却壁破损数量达到了6块，破损的冷却壁主要集中在9段和10段。

2.1 冷却壁壁体磨损严重

冷却壁不但承受高温，还承受炉料的磨损、高温渣铁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，高炉内衬的耐火材料被侵蚀后主要靠渣皮保护冷却壁本身，并维持高炉的安全生产。进入炉役后期，高炉内衬的耐火材料被侵蚀殆尽，冷却壁壁体磨损严重使壁体内部水管外漏损坏。图1为2013年12月7日五号高炉控料线休风后9段冷却壁破损情况。

图1五号高炉休风后9段冷却壁照片

2.2高炉顺行和强化冶炼的影响

炉况顺行差时，炉内温度波动大，受到的热冲击也较大，渣皮不稳定且容易脱落，承受较强的热冲击，容易造成冷却壁破裂，冷却壁局部烧损情况更趋严重，形成恶性循环。另外，原燃料条件不稳定造成热制度和煤气流不稳定，亦影响着冷却壁的寿命。有资料表明：冷却壁工作面的最高温度应低于800℃。当工作面温度超过800℃时，处于氧化气氛下的冷却壁材质即发生氧化劣化和塑性变形，造成冷却壁的损坏[1]。

高炉强化冶炼程度也决定着冷却壁磨损程度。产量高，下料量多，对冷却壁磨损大，且磨损最快的部位是炉腰和炉身下部。

2.3边缘气流的影响

当边缘气流发展甚至产生边缘管道时,冷却壁热面温度变化的速度及幅度都非常大,因而受到的热冲击也较大，最终导致冷却壁局部烧损严重。边缘气流不稳定时,容易造成渣皮经常性的粘结和脱落,使得冷却壁内温度变化频繁,交替产生拉应力和压应力,容易造成冷却壁本体裂纹,冷却水管破裂。另外,边缘气流发展使煤气流对冷却壁冲刷磨损加大[2]。

3 铸铁冷却壁穿管快速修复技术

2013年以来五号高炉冷却壁破损数量逐渐增多，破损的冷却壁主要集中在炉身下部的9段，五号高炉利用两次休风机会对9段和10段的6块破损的冷却壁进行了穿管修复。

3.1查找破损部位

在确认软水系统漏水后，对整个软水系统进行分析和排查，找出可疑区域后重点检查。因为五号高炉6～14段冷却壁水管是上下串联的并且各层冷却壁水管之间没有安装阀门，高炉需要休风后进行断层和打压确定破损冷却壁的位置，通过休风后对冷却壁断层和打压确认了9段和10段有6块冷却壁破损。

3.2铸铁冷却壁穿管快速修复技术的实施

冷却壁穿管修复的原理为：在破损的冷却壁水管内穿入小于原水管内径的软金属波纹管，软金属波纹管的两端分别与冷却水连接形成新的冷却通道，并在软金属波纹管和原水管之间灌入高导热的碳质灌浆料。

冷却壁穿管的方法：高炉休风后首先找出破损冷却壁的位置，断开破损冷却壁的进出水管，在破损冷却壁水管内用钢丝做引线，将相应长度的软金属波纹管由此引线引出（见图2），焊接好进出水管后，对破损冷却壁水管进行封堵，向软金属波纹管与水管之间的空隙压入专用的高导热碳质灌浆料，软金属波纹管内接通与原压力相当的工业水进行开炉循环或接通软水串入软水冷却系统。

图2 冷却壁穿引软金属波纹管

3.3使用效果

以往传统的处理冷却壁破损的方法有两种，一是将破损冷却壁单独通工业水并控制水量，二是将该块冷却壁进行堵死处理。这两种处理方法的弊端都是显而易见的，方法一水量较难控制，不能从根本上解决漏水问题，方法二堵死后的冷却壁冷却强度不足，与相邻的冷却壁的水温差、热流强度、热负荷等参数随之增大，影响到该块冷却壁和相邻的冷却壁的寿命，加快了该区域冷却壁的损坏，影响整个高炉的生产和寿命。

五号高炉冷却壁穿管修复后，既消除了向高炉内漏水的现象，又不影响冷却壁的冷却效果，彻底解决了漏水造成的各种危害和损失，实现了破损冷却水管的快速替换，效果显著。修复后的冷却壁水管未出现漏水现象，延长了冷却壁的使用寿命。冷却壁穿管技术处理时间短，节约资金，能满足高炉正常生产的需要，具有推广价值。表1为五号高炉冷却壁穿管修复情况。

表1 五号高炉2013年冷却壁穿管修复情况

4 存在问题

冷却壁穿管修复技术方便快捷，可以在较短的休风时间内完成。此方法需要在冷却壁水管破损时间不长的情况下进行，否则会因为破损水管内凝结渣铁堵塞水管通道而无法穿管。

冷却壁水管内径为Φ70，使用的软金属波纹管内径为Φ32，冷却壁穿管后壁体内部的管径变小，水流量相应减小，冷却效果受到一定影响，但对高炉炉身中上部的低温区和中温区的冷却强度影响不大，对高炉局部的影响不大，优于将该冷却壁水管堵死。同时内穿管若再出现漏水现象，因软金属波纹管和原水管内壁间已灌浆固定，无法抽出更换，只能再注浆封堵。图3为五号高炉使用8个月左右的穿管的冷却壁照片，可以看出裸露在炉内的软金属波纹管仍然完好，但长期使用效果还有待于时间的验证。

图3使用8个月后的穿管冷却壁照片

5 结语

（1）炉料磨损和边缘煤气流发展是冷却壁损坏的主要原因。

（2）冷却壁穿管修复技术可以解决冷却壁破损漏水给高炉造成的危害和损失，保证了冷却壁的冷却效果，并可延长冷却壁的使用寿命。

（3）冷却壁穿管修复技术需要在冷却壁水管破损时间不长的情况下进行。

（4）冷却壁穿管修复技术是成功和可行的，但长期效果有待于时间的验证。

参考文献：

[1]农理敏,张洪波,黄庆周等，《冷却壁穿管修复技术在6号高炉上的应用》，柳钢科技，2008年第4期。

[2]曹传根，周渝生，曹进，陈海勇，苍大强等，《宝钢3 号高炉冷却壁破损机理的热态试验研究》，钢铁，第34卷第4期 。