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【鋼鐵百科】第二期

高爐的主要組成部分

  高爐爐殼:現代化高爐廣泛使用焊接的鋼板爐殼,只有極少數最小的土高爐才用鋼箍加固的磚殼。爐殼的作用是固定冷卻設備,保證高爐砌體牢固,密封爐體,有的還承受爐頂載荷。爐殼除承受巨大的重力外,還要承受熱應力和內部的煤氣壓力,有時要抵抗崩料、坐料甚至可能發生的煤氣爆炸的突然沖擊,因此要有足夠的強度。爐殼外形尺寸應與高爐內型、爐體各部厚度、冷卻設備結構形式相適應。

  爐喉:高爐本體的最上部分,呈圓筒形。爐喉既是爐料的加入口,也是煤氣的導出口。它對爐料和煤氣的上部分布起控制和調節作用。爐喉直徑應和爐缸直徑、爐腰直徑及大鐘直徑比例適當。爐喉高度要允許裝一批以上的料,以能起到控制爐料和煤氣流分布為限。

  爐身:高爐鐵礦石間接還原的主要區域,呈圓錐臺簡稱圓臺形,由上向下逐漸擴大,用以使爐料在遇熱發生體積膨脹后不致形成料拱,并減小爐料下降阻止力。爐身角的大小對爐料下降和煤氣流分布有很大影響。

  爐腰:高爐直徑最大的部位。它使爐身和爐腹得以合理過渡。由于在爐腰部位有爐渣形成,并且粘稠的初成渣會使爐料透氣性惡化,為減小煤氣流的阻力,在渣量大時可適當擴大爐腰直徑,但仍要使它和其他部位尺寸保持合適的比例關系,比值以取上限為宜。爐腰高度對高爐冶煉過程影響不很顯著,一般只在很小范圍內變動。

  爐腹:高爐熔化和造渣的主要區段,呈倒錐臺形。為適應爐料熔化后體積收縮的特點,其直徑自上而下逐漸縮小,形成一定的爐腹角。爐腹的存在,使燃燒帶處于合適位置,有利于氣流均勻分布。爐腹高度隨高爐容積大小而定,但不能過高或過低,一般為3.0~3.6m。爐腹角一般為79~82;過大,不利于煤氣流分布;過小,則不利于爐料順行。

  爐缸:高爐燃料燃燒、渣鐵反應和貯存及排放區域,呈圓筒形。出鐵口、渣口和風口都設在爐缸部位,因此它也是承受高溫煤氣及渣鐵物理和化學侵蝕最劇烈的部位,對高爐煤氣的初始分布、熱制度、生鐵質量和品種都有極重要的影響。

  爐底:高爐爐底砌體不僅要承受爐料、渣液及鐵水的靜壓力,而且受到1400~4600℃的高溫、機械和化學侵蝕、其侵蝕程度決定著高爐的一代壽命。只有砌體表面溫度降低到它所接觸的渣鐵凝固溫度,并且表面生成渣皮(或鐵殼),才能阻止其進一步受到侵蝕,所以必需對爐底進行冷卻。通常采用風冷或水冷。目前我國大中型高爐大都采用全碳磚爐底或碳磚和高鋁磚綜合爐底,大大改善了爐底的散熱能力。

  爐基:它的作用是將所集中承擔的重量按照地層承載能力均勻地傳給地層,因而其形狀都是向下擴大的。高爐和爐基的總重量常為高爐容積的10~18倍(噸)。爐基不許有不均勻的下沉,一般爐基的傾斜值不大于0.1%~0.5%。高爐爐基應有足夠的強度和耐熱能力,使其在各種應力作用下不致產生裂縫。爐基常做成圓形或多邊形,以減少熱應力的不均勻分布。

  爐襯:高爐爐襯組成高爐的工作空間,并起到減少高爐熱損失、保護爐殼和其它金屬結構免受熱應力和化學侵蝕的作用。爐襯是用能夠抵抗高溫作用的耐火材料砌筑而成的。爐襯的損壞受多種因素的影響,各部位工作條件不同,受損壞的機理也不同,因此必須根據部位、冷卻和高爐操作等因素,選用不同的耐火材料。

  爐喉護板:爐喉在爐料頻繁撞擊和高溫的煤氣流沖刷下,工作條件十分惡劣,維護其圓筒形狀不被破壞是高爐上部調節的先決條件。為此,在爐喉設置保護板(鋼磚)。小高爐的爐喉保護板可以用鑄鐵做成開口的匣子形狀;大高爐的爐喉護板則用100~150mm厚的鑄鋼做成。爐喉護板主要有塊狀、條狀和變徑幾種形式。變徑爐喉護板還起著調節爐料和煤氣流分布的作用。

  高爐解體

  為了在操作技術上能正確處理高爐冶煉中經常出現的復雜現象,就要切實了解爐內狀況。在盡量保持高爐的原有生產狀態下停爐、注水冷卻或充氮冷卻后,對從爐喉的爐料開始一直到爐底的積鐵所進行的細致的解體調查,稱為高爐解體調查。它雖不能完全了解高爐生產的動態情況,但對了解高爐過程、強化高爐冶煉很有參考價值。

  高爐冷卻裝置

  高爐爐襯內部溫度高達1400℃,一般耐火磚都要軟化和變形。高爐冷卻裝置是為延長磚襯壽命而設置的,用以使爐襯內的熱量傳遞出動,并在高爐下部使爐渣在爐襯上冷凝成一層保護性渣皮,按結構不同,高爐冷卻設備大致可分為:外部噴水冷卻、風口渣口冷卻、冷卻壁和冷卻水箱以及風冷(水冷)爐底等裝置。

  高爐灰

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