高炉冷却设备归总与分析

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1、高炉冷却设备归总与分析　　【摘要】高炉炼铁生产是冶金（钢铁）工业最主要的环节，高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。高炉用的冷却介质有：水、风、汽水混合物等。最普遍用的是水。冷却设备有冷却壁，冷却水箱等。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。冷却水箱也叫冷却板，是埋设在高炉衬砖之内的冷却器。　　【关键词】冷却介质冷却壁冷却水箱　　高炉炼铁生产是冶金（钢铁）工业最主要的环节。高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁

2、的连续生产过程。高炉冷却的目的在于增大炉衬内的温度梯度，致使1150℃等温面远离高炉炉壳，从而保护某些金属结构和混凝土构件，使之不失去强度。使炉衬凝成渣皮，保护甚至代替炉衬工作，从而获得合理炉型，延长炉衬工作能力和高炉使用寿命。　　1冷却水质8　　高炉用的冷却介质有：水、风、汽水混合物等。最普遍用的是水，它导热率大，热容量大，便于运送，成本便宜。风比水导热性差，在热流强度大时冷却器易过热，故多用在冷却强度不太大的地方。使用风冷的成本比水贵，但安全可靠，故高炉炉底多用空气冷却。用汽水混合物冷却的优点是，汽化潜热较大，可以大量节省水，又可回收抵押蒸汽，在高

3、炉上正在大量使用。水冷设备有喷水冷却，冷却壁和冷却水箱等专用冷却设备，也有风口、渣口、热风阀等专用设备的冷却。　　1.1一般概念　　（1）高炉冷却对水质的要求为：不含有机械杂质、悬浮物不超过200毫克/升，暂时硬度不超过10°（德国度）。（2）水的硬度：天然水中含有钙、镁、盐类等水垢生成物的含量。一般重碳酸盐、氯化物和硫酸盐等，构成了水中的硬度。一、暂时硬度：就是指水中含有重碳酸盐的含量。二、永久硬度：就是指除去重碳酸盐的其它盐类。三、总硬度：就是指暂时硬度与永久硬度之和。湖水硬度小一些，地下水硬度高一些，一般用暂时硬度衡量水的硬度。（3）水的硬度单位

4、：德国度（°H）简称度。即在10000份水中含有1份氧化钙或氧化镁为一度。也就是1升水中含有10毫克的氧化钙或氧化镁为一度。（4）水的硬度分类：硬度0～4°4～8°8～16°16～30°>30°；性质很软水软水中等硬水硬水很硬水；对水系统要求新水暂时硬度≯15°H，循环水≯8°H。（5）软化水：就是人为地以某种程度从水中除去了钙镁盐类，如用Na离子交换器置备软水。　　1.2优缺点　　高炉技术进步的特点，表现为高炉炼铁已发展成为较成熟的技术。从近几年高炉技术进步的发展方向看，突出的特点是大型化、高效化和自动化。因此采用较为先进的高炉冷却技术具有较大的吸引

5、力，成为争相探讨和研究课题。8　　（1）采用软水密闭循环冷却系统最佳。因为：一、软水密闭循环系统的冷却可靠性好。冷却的可靠性，是衡量冷却系统优劣最重要的标准。不结垢，可以长寿。二、水量消耗少。软水密闭循环冷流系统中，没有水蒸发损失，流失也极小。水泵的轴封处的流失是系统的主要流失点，流失量是系统总容积的1‰补水量，故水量消耗是极少的。三、动力消耗低。闭路系统与开路系统不同，其水泵的工作压力取决于膨胀罐内N2压力，而水泵扬程是由系统的管路阻力损失决定的，冷却水的静压头能够得到完全的利用。四、管路腐蚀小。因为它是闭路，空气进不去。因此，软水密闭循环冷却系统是

6、一种比较经济的冷却方法。（2）汽化冷却分为两种循环方式：自然循环和强制循环。一、汽化冷却的优点：冷却介质为软水，可防止结垢。自然循环需要动力，在停电情况下仍能继续运行。二、汽化冷却的缺点：冷却设备在承受大而多变的热负荷冲击下容易产生循环脉动，甚至可能出现膜状沸腾，致使冷却设备过热而烧坏。汽化冷却时，冷却壁本体的温度比水冷时高，缩短了冷却壁的寿命。水冷却的冷却壁本体的最高温度已接近珠光体相变的温度。铸铁在760℃时，珠光体发生相变，使铸铁机械性能急剧变坏，因此使冷却壁寿命缩短。（3）工业水冷却的优点是传热系数大，热容量大，便于输送，成本便宜。工业水冷却的

7、致命弱点是水质差，容易结垢而降低冷却强度，导致烧坏冷却设备，水的循环量大，能耗大。（4）喷水冷却，结构轻便简单易行。我国大中型高炉多作为备用冷却手段，小高炉用的较多。目前国外一些极薄炉墙或大中型高炉下部，有采用炉壳内砌碳砖，以喷水作为唯一冷却手段，效果也不错。　　1.3冷却原理　　冷却水通过被冷却的部件空腔，并从其表面将热量带走，从而使冷却水的自身温度提高。8　　（1）自然循环汽化冷却工作原理：利用下降管中的水和上升管中的汽水混合物的比重不同所形成的压头，克服整个循环过程中的阻力，从而产生连续循环，汽化吸热而达到冷却目的。（2）软水密闭循环冷却工作原理

8、：它是一个完全封闭的系统，用软水（采用低压锅炉软水即可）作为冷却介质，其工作温度50～60℃（