武鋼高爐長(zhǎng)壽技術(shù)

前言

1958年9月13日武鋼1號(hào)高爐出鐵，作為武鋼建設(shè)的歷史性標(biāo)志載入史冊(cè)。20世紀(jì)60年代，武鋼有3座高爐，容積分別為1386m3、1436m3和1513m3。從那時(shí)起，武鋼的高爐工作者就開(kāi)始面對(duì)高爐壽命問(wèn)題。1964年6月，采用全高鋁磚爐缸、爐底的2號(hào)高爐發(fā)生了爐缸燒穿事故，這是由于不恰當(dāng)?shù)匦薷奶看u、高鋁磚綜合爐底設(shè)計(jì)引起的。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)有多座采用全黏土磚或全高鋁磚爐缸、爐底的高爐發(fā)生了類似事故。爐缸燒穿事故的教訓(xùn)迫使我們認(rèn)真思考爐缸、爐底的改進(jìn)問(wèn)題。1970年9月，容積2516m3的武鋼4號(hào)高爐投產(chǎn)，這是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)自行設(shè)計(jì)和建設(shè)的容積最大的高爐。與武鋼已建的另外3座高爐不同，4號(hào)高爐在國(guó)內(nèi)首次采用了全炭磚水冷薄爐底，爐底厚度從綜合爐底的5．6m減少到3．2m。這種全炭磚水冷薄爐底設(shè)計(jì)，較好地解決了爐缸、爐底壽命問(wèn)題。20世紀(jì)70～80年代，爐身壽命低成為困擾武鋼高爐工作者的重要難題。當(dāng)時(shí)爐身壽命只有3～5年，一代爐役需要經(jīng)歷3～4次中修。1978年10月，1號(hào)高爐在生產(chǎn)20年1個(gè)月之后結(jié)束了第一代爐役。利用大修機(jī)會(huì)開(kāi)展了高爐和熱風(fēng)爐爐體破損調(diào)查工作，總結(jié)了1號(hào)高爐的長(zhǎng)壽經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)爐內(nèi)觀察、測(cè)量、照相和取樣檢驗(yàn)，分析了l號(hào)高爐爐體耐火材料和冷卻設(shè)備破損的原因，為改進(jìn)高爐設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。30年來(lái)，武鋼高爐每次大修、中修都要開(kāi)展高爐爐體破損調(diào)查工作。通過(guò)多次爐體破損調(diào)查，逐漸加深了對(duì)高爐各部位耐火材料和冷卻設(shè)備破損機(jī)理的認(rèn)識(shí)。從20世紀(jì)80年代起，開(kāi)始著手研究延長(zhǎng)高爐壽命的有效措施，其中主要的一項(xiàng)工作是研制球墨鑄鐵冷卻壁，另一項(xiàng)工作則是研制用于爐體不同部位的長(zhǎng)壽耐火材料。

內(nèi)容概要

《武鋼高爐長(zhǎng)壽技術(shù)》總結(jié)了30年來(lái)武鋼在高爐長(zhǎng)壽技術(shù)方面做的研究工作和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)容包括：武鋼高爐長(zhǎng)壽技術(shù)發(fā)展的回顧、武鋼高爐長(zhǎng)壽技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用、武鋼高爐長(zhǎng)壽生產(chǎn)實(shí)踐、高爐破損機(jī)理研究、高爐長(zhǎng)壽技術(shù)展望等，附錄對(duì)武鋼高爐壽命情況進(jìn)行了匯總，并節(jié)錄了武鋼幾個(gè)高爐大修爐體破損調(diào)查報(bào)告。書(shū)中關(guān)于高爐長(zhǎng)壽的理念、研究工作的思路和提出的技術(shù)措施，將對(duì)延長(zhǎng)我國(guó)高爐壽命起到積極的作用?！段滗摳郀t長(zhǎng)壽技術(shù)》可供高爐煉鐵領(lǐng)域的生產(chǎn)、科研、設(shè)計(jì)、管理、教學(xué)人員閱讀。

作者簡(jiǎn)介

張壽榮，中國(guó)工程院院士，國(guó)內(nèi)外著名的鋼鐵專家。1949年畢業(yè)于北洋大學(xué)，同年參加鞍鋼復(fù)產(chǎn)工作，歷任鞍鋼煉鐵廠高爐工長(zhǎng)、生產(chǎn)科長(zhǎng)、工程師、廠長(zhǎng)助理。50年代期間率先推行高爐爐頂調(diào)劑法等技術(shù)，使鞍鋼煉鐵技術(shù)水平全國(guó)領(lǐng)先。1957年調(diào)入武鋼，參加了武鋼一期工程建設(shè)和生產(chǎn)工作。上世紀(jì)50～80年代初在武鋼煉鐵廠先后任生產(chǎn)科長(zhǎng)、副總工程師，進(jìn)行過(guò)高爐布料、遣渣、噴吹和長(zhǎng)壽等技術(shù)研究，奠定了武鋼高爐煉鐵技術(shù)的基礎(chǔ)。80～90年代任武鋼副經(jīng)理、總工程師期間，主持武鋼公司的生產(chǎn)技術(shù)工作，組織領(lǐng)導(dǎo)了武鋼煉鐵系統(tǒng)的技術(shù)改造，建成了90年代國(guó)際先進(jìn)水平的5號(hào)高爐。他負(fù)責(zé)的“一米七軋機(jī)系統(tǒng)新技術(shù)開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新”項(xiàng)目，獲得了1 990年國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。他是全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)芦@得者、光華科技獎(jiǎng)獲得者。90年代曾當(dāng)選墨西哥工程院外籍院士，曾任國(guó)際繼續(xù)工程教育協(xié)會(huì)副主席，1 992～2002年間曾任湖北省科協(xié)副主席。張壽榮院士幾十年來(lái)一直致力于鋼鐵工業(yè)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，為我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展壯大做出了巨大貢獻(xiàn)。主要著作有《武鋼技術(shù)進(jìn)步三十年》、《武鋼煉鐵四十年》；在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議和刊物上發(fā)表中英文學(xué)術(shù)論文100余篇，在國(guó)際冶金學(xué)術(shù)界享有很高的聲望。

書(shū)籍目錄

1 武鋼高爐長(zhǎng)壽技術(shù)發(fā)展的回顧1.1 問(wèn)題出現(xiàn)1.2 尋求長(zhǎng)壽技術(shù)措施1.3 對(duì)高爐長(zhǎng)壽問(wèn)題認(rèn)識(shí)的深化1.4 高爐長(zhǎng)壽技術(shù)的實(shí)踐——武鋼3200m3高爐的建設(shè)參考文獻(xiàn)2 武鋼高爐長(zhǎng)壽技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用2.1 武鋼高爐結(jié)構(gòu)的演變和發(fā)展2.1.1 爐喉鋼磚2.1.2 爐腹以上爐墻結(jié)構(gòu)2.1.3 爐缸、爐底結(jié)構(gòu)2.2 高爐冷卻技術(shù)2.2.1 高爐冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的進(jìn)步2.2.2 冷卻水質(zhì)的進(jìn)步2.2.3 球墨鑄鐵冷卻壁的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用2.2.4 鑄銅冷卻壁的研制和應(yīng)用2.3 生產(chǎn)操作與維護(hù)技術(shù)2.3.1 精料是高爐長(zhǎng)壽的基本條件2.3.2 高爐冷卻制度2.3.3 高爐裝料制度和送風(fēng)制度2.3.4 含鈦礦護(hù)爐技術(shù)2.4 長(zhǎng)壽耐火材料的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用2.4.1 半石墨炭磚2.4.2 高爐用微孔炭磚2.4.3 超微孔炭磚2.4.4 高熱導(dǎo)率微孔模壓炭磚2.4.5 高爐用石墨磚2.4.6 磷酸浸漬黏土磚2.4.7 燒成微孔鋁炭磚2.4.8 微孔剛玉磚2.4.9 高爐用炭素?fù)v打料的改進(jìn)和應(yīng)用2.5 耐火材料試驗(yàn)方法研究及標(biāo)準(zhǔn)制定2.5.1 問(wèn)題的提出2.5.2 高爐耐火材料使用性能及其試驗(yàn)方法介紹2.5.3 高爐耐火材料試驗(yàn)方法的應(yīng)用情況參考文獻(xiàn)3 武鋼高爐長(zhǎng)壽生產(chǎn)實(shí)踐3.1 4號(hào)高爐第三代3.1.1 爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及作業(yè)情況3.1.2 高爐操作維護(hù)經(jīng)驗(yàn)3.1.3 爐體破損情況3.1.4 高爐壽命問(wèn)題討論3.2 5號(hào)高爐第一代3.2.1 生產(chǎn)概況3.2.2 高爐的設(shè)計(jì)和施工3.2.3 高爐操作維護(hù)經(jīng)驗(yàn)3.2.4 大修破損調(diào)查情況3.2.5 高爐壽命問(wèn)題討論3.3 1號(hào)高爐第三代3.3.1 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)概況3.3.2 銅冷卻壁薄爐襯高爐的操作實(shí)踐3.3.3 高爐長(zhǎng)壽生產(chǎn)的維護(hù)管理3.4 6號(hào)高爐第一代3.4.1 設(shè)計(jì)概況3.4.2 高爐強(qiáng)化冶煉操作3.4.3 高爐長(zhǎng)壽的維護(hù)(高爐冷卻制度制理)3.4.4 對(duì)損壞冷卻壁的修復(fù)3.4.5 爐前作業(yè)的管理3.5 7號(hào)高爐第一代3.5.1 7號(hào)高爐的長(zhǎng)壽設(shè)計(jì)3.5.2 高爐強(qiáng)化冶煉操作3.5.3 高爐長(zhǎng)壽生產(chǎn)的管理參考文獻(xiàn)4 高爐破損機(jī)理研究4.1 高爐各部位爐襯的使用壽命和破損原因4.1.1 爐腹以上區(qū)域4.1.2 爐缸、爐底區(qū)域4.2 鑄鐵冷卻壁破損研究4.2.1 灰鑄鐵冷卻壁4.2.2 球墨鑄鐵冷卻壁4.2.3 用好球墨鑄鐵冷卻壁的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)4.3 高爐耐火材料和冷卻器的選擇4.3.1 爐身中上部4.3.2 爐身下部到爐腹4.3.3 爐缸風(fēng)口區(qū)域4.3.4 爐缸、爐底異常侵蝕區(qū)參考文獻(xiàn)5 高爐長(zhǎng)壽技術(shù)展望s.1 高爐長(zhǎng)壽的含義5.2 21世紀(jì)鋼鐵工業(yè)發(fā)展趨向5.3 我國(guó)高爐煉鐵的前景參考文獻(xiàn)附錄附錄1 武鋼高爐壽命情況匯總表附錄2 武鋼3號(hào)高爐第一代大修爐體破損調(diào)查報(bào)告(節(jié)錄)附錄3 武鋼1號(hào)高爐第一代大修爐體破損調(diào)查報(bào)告(節(jié)錄)附錄4 武鋼2號(hào)高爐第二代大修爐體破損調(diào)查報(bào)告(節(jié)錄)附錄5 武鋼4號(hào)高爐第一代大修爐體破損調(diào)查報(bào)告(節(jié)錄)

章節(jié)摘錄

插圖：武鋼1號(hào)高爐破損調(diào)查取得的成果，使武鋼的煉鐵工程技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到高爐爐體破損調(diào)查的重要性。其后，凡高爐大修或中修，都要組織爐體破損調(diào)查，并對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析研究。多次爐體破損的調(diào)查研究使武鋼的煉鐵工程技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，沒(méi)有哪一項(xiàng)獨(dú)立技術(shù)能夠確保高爐實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽。高爐長(zhǎng)壽的必要條件包括：（1）合理的爐體結(jié)構(gòu)，包括冷卻形式、結(jié)構(gòu)等，屬于設(shè)計(jì)問(wèn)題；（2）耐火材料質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和冷卻設(shè)備質(zhì)量；（3）建設(shè)時(shí)工程施工的質(zhì)量；（4）高爐操作對(duì)爐體的維護(hù)狀況。只有以上各方面的必要條件具備，高爐才能真正實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽。在實(shí)踐中體會(huì)到，對(duì)高爐壽命的定義也應(yīng)當(dāng)加以明確。長(zhǎng)期以來(lái)把包括爐底、爐缸的全部更換作為大修，而把保留爐底和風(fēng)口以下?tīng)t襯的各種規(guī)模的修理均作為中修。爐底、爐缸爐襯更換的工作量往往是比較小的，而爐底、爐缸爐襯更換以外的工作量往往大得多。20世紀(jì)90年代以來(lái)，技術(shù)進(jìn)步使高爐爐身壽命得以延長(zhǎng)。國(guó)際鋼鐵界普遍的概念中高爐一代壽命往往指一代（爐身不中修）的高爐爐襯的壽命。高爐長(zhǎng)壽的目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)是高爐一代不中修達(dá)到的壽命周期。以此來(lái)衡量，我國(guó)高爐一代壽命與國(guó)際先進(jìn)水平差距很大。鋼鐵工業(yè)要走向可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)高爐長(zhǎng)壽是高爐煉鐵走向可持續(xù)發(fā)展的第一步。高爐大修不僅停產(chǎn)損失鐵和鋼的年產(chǎn)量，而且大修要消耗大量耐火材料和備品備件，并產(chǎn)生大量廢棄物。那種認(rèn)為高爐僅追求高容積利用系數(shù)，不怕高爐壽命短的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。武鋼高爐煉鐵應(yīng)當(dāng)做到高爐一代爐齡（不中修）達(dá)到10年以上，應(yīng)努力爭(zhēng)取一代爐齡（不中修）12～15年。在多次高爐爐體侵蝕機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，認(rèn)為高爐要獲得長(zhǎng)壽，必須在以下幾方面取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展：（1）高爐結(jié)構(gòu)合理化。首先是冷卻結(jié)構(gòu)的合理化，使高爐在一代壽命中操作爐型保持穩(wěn)定。高爐操作爐型穩(wěn)定是高爐一代保持高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗和長(zhǎng)壽的基礎(chǔ)。武鋼采取的是從爐底到爐喉全冷卻壁形式，對(duì)冷卻壁的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和制造工藝進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提升其可靠性。

編輯推薦

《武鋼高爐長(zhǎng)壽技術(shù)》由冶金工業(yè)出版社出版。

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