中国高炉铜冷却壁破损机理分析

摘要

高炉炉腰、炉腹及炉身下部应用铜冷却壁是保障高炉中部区域安全长寿的重要手段.而近年来铜冷却壁破损的案例逐渐增多.本文结合湘钢高炉铜冷却壁的破损状况,对铜冷却壁的破损形式、显微形貌进行分析,然后运用ANSYS数值模拟软件对铜冷却壁在不同工况条件下的温度场进行了计算,并对铜氧化物在高炉内的还原行为进行了热力学分析.结果表明,铜冷却壁破损主要是由于下降炉料膨胀对炉墙产生较大的压应力,造成渣皮脱落,温度升高的铜冷却壁强度降低,最终使得铜冷却壁磨损.本文还提出了高炉炉型自适应指数,表征炉型可接受炉料的膨胀(收缩)程度,包括炉身膨胀指数和炉腹收缩指数,并对中国部分高炉的炉型自适应指数进行了计算.