無爐襯高爐

無爐襯高爐(Blast furnace without furnace lining)是指除承受高溫爐渣和鐵液的爐缸與爐底部分用磚砌外，爐腹、爐身的外殼用水噴淋或汽化冷卻。不砌耐火材料、錳鐵高爐的其他設備基本與煉鐵高爐相同，僅在一些參數和設備匹配上作適當修改。

基本介紹

• 中文名：無爐襯高爐
• 外文名：Blast furnace without furnace lining
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 範圍：能源
• 結構形式：爐外噴水冷卻和全身冷卻壁

簡介

無爐襯高爐(Blast furnace without furnace lining)是指除承受高溫爐渣和鐵液的爐缸與爐底部分用磚砌外，爐腹、爐身的外殼用水噴淋或汽化冷卻。不砌耐火材料、錳鐵高爐的其他設備基本與煉鐵高爐相同，僅在一些參數和設備匹配上作適當修改。

結構型式

無爐襯高爐分為爐外噴水冷卻和全身冷卻壁的兩種結構形式。

兩種結構的共同特點是採用整體框架，貫徹受熱不受力的原則爐底及爐缸砌炭磚或耐火磚採用爐外噴水冷卻的高爐在爐缸爐腹處搗以200mm高的磷酸鹽耐火混凝土斜面而在爐腹以上則完全不砌磚，依靠在生產過程中形成的料襯保護冷卻器與鋼殼，在爐喉部份加焊一圈25×100×1000mm的鋼板來代替爐喉鋼磚。

採用冷卻壁的高爐，爐殼內部由層冷卻壁組成，除爐缸內部砌磚外，爐腹以上全部取消磚襯，由生產過程中形成的自形料襯來代替。

採用噴水冷卻的無爐襯高爐結構簡單，役資少，在容積小於50m³的小型高爐可以推廣套用。其缺點是爐殼框架及爐外金屬結構長期被水噴淋，對金屬結構的侵蝕是十分嚴重的，由於水滴噴淋和蒸汽散發，使爐前操作環境很差。在生產後期，由於爐殼變形，在一代大修時必須將整個爐殼框架全部拆除。

對於磚襯脫落的高爐也可以在爐體增設噴水管道，擴大料鐘以保持合理的爐喉間隙來繼續維持生產。加大料鐘的方法是炯爐後在爐喉兩側開洞，內部搭架，工人進入爐內安裝。

大於100m的高爐採用全爐冷卻壁的第二代無爐襯的高爐，這種結構國內已有座錳鐵高爐推廣套用。這種結構高爐爐齡的長短和中修的間隔大小取決於冷卻壁的使用壽命。

冷卻方式

可採用汽化冷卻和工業水冷卻的冷卻壁冷卻方式。不論哪種方式其使用壽命均有6-8年的實例，若使用得當，基本可以滿足一代高爐的要求。

工業水冷卻的方式比較簡單。採用汽化冷卻的高爐，以100m³高爐為例，爐殼內部由10層光面冷卻板組成。

為保持正常循環，將爐體冷卻壁分為上下兩組循環系統，從爐底開始1-4層為第一組循環系統，第5-10層為第二組循環系統，分別由各自獨立的上升管和下降管與汽包連線。此外汽包還承擔著熱風閥的循環系統。

汽化冷卻的循環方式設定了自然循環和強制循環兩個系統，一般在高爐開爐初期或較長時間的停風或爐況不順、爐內熱負荷不足達不到自然循環所需要的溫度和壓力時，則通過一台150RG-56型熱水循環泵進行啟動；當爐內溫度升高，汽包壓力和溫度達到指定要求時，則轉為自然循環。

冷卻壁結構的選擇

爐體冷卻設備既冷卻爐皮，又冷卻內襯，在爐體中的地位十分重要。因此欲要提高爐身壽命，必須首先從設計上選擇好合理的爐身冷卻設備結構，同時在操作中應切實防止冷卻設備的破損。

1.冷卻壁的材質

國內套用較廣的冷卻壁材質是普通鑄鐵或低鉻鑄鐵。可是在鑄造過程中壁內鋼管在高溫鐵水作用下滲碳而變脆，雖然有的廠進行塗料處理和鑄造溫度的控制，但是效果並不十分理想。在爐腹部位的冷卻壁鑄鐵本體也難於承受這種溫度激變的條件從停爐觀察可見，風口上部的冷卻壁邊角大部碎裂使鋼管暴露。國外採用的球墨鑄鐵和鑄鋼冷卻壁對提高冷卻壁的耐熱衝擊性能，防止冷卻壁體產生裂紋和滲碳是非常有效的，是今後推廣套用的方向。

2.冷卻壁的結構

冷卻壁的大小應根據高爐大小和使用部位來確定。為了安裝和更換方便在通常不易燒壞的安全區，如爐缸、爐底和爐身中上部，可適當加大一些在經常燒壞的風口上方爐腹部位應儘量縮小。

無爐襯高爐特點

無爐襯高爐冶煉錳鐵的焦比高，負荷輕，煤氣量大，在爐身極易發展邊沿氣流；爐料吹損大；爐頂溫度高。初渣中MnO含量高，流動性好，對爐身中、下部耐火磚侵蝕快。由於上述特點和冶煉規律，錳鐵高爐的內型與生鐵高爐相比是擴大爐喉；加大爐腹直徑使高爐有效高度和爐腰直徑比降低；實踐證明，無爐襯高爐能適應冶煉錳鐵的要求，可以得到較好的技術經濟效益。