铸造铜冷却壁—高炉用铜冷却壁的一种选择.pdfVIP

铸造铜冷却壁一高炉用铜冷却壁的一种选择 王泽慧全强李学金 中冶京城工程技术有限公司(原北京钢铁设计研究总院100053) 摘要本文从铜冷却壁已成为现代大型高炉炉体关键部位冷却结构的首选和当前市场铜材价格飞涨的两个基 本前提出发，通过比较、分析不同材质、不同工艺制造的铜冷却壁技术特点后，提出高炉用铜冷却壁的一种合理选 择一采用铸造铜玲却壁。 关键词铸造铜冷却壁选择 1引言 为适应钢铁企业降低投入、提高经济效益、增强竞争能力的需要以及现代大型高炉技术发展到现在的实 际可能。高炉设计寿命指标不断提高。目前一般定为15-20年。而近期资料介绍国外新建、大修的高炉一代 炉役设计寿命确定在25年以上。 为了适应炉体长寿指标要求，铜冷却壁结构已成为现代高炉炉体关键部位的首选并已为业内人士所普 遍接受。然而，在近2～3年来铜材价格一涨再涨，这个现实情况使原本铜冷却壁结构与其他冷却结构相比 造价颇高的缺欠又雪上加霜。所以，在保证炉体寿命的前提下，设法降低铜冷却壁造价有很重重要的意义。 国内铜冷却壁制造大都采用德国原GHH公司最早研发的制造技术即采用轧制铜坯、钻孔、两头封堵、 焊接出进出水管的工艺，该工艺制造成本较高；而采用铸造工艺制造的铜冷却壁可以降低制造成本，减少新 建、大修高炉的建设投资。另外，铸造铜冷却壁还可以使水流通道设计灵活，尤其能较好适应在炉体某些特 殊部位设置铜冷却壁；在流体力学、传热学上能达到最佳化要求。 本文在对不同材质、不同工艺制造的铜冷却壁技术特点进行分析、比较基础上，提出高炉炉体关键部位 采用铸铜冷却壁冷却的一种选择。 2铜冷却壁制造技术简况 铜冷却壁制造技术大致有如下几种： 2．1轧制铜坯钻孔形成水流通道 (德国原GHI-I公司铜冷却壁制造技术) 当轧制铜坯供应紧张情况下，一些厂家采用锻造铜坯。 2．2连铸铜坯并在连铸中直接形成水流通道 (ew公司与OUTOKUMPU公司曾采用的铜冷却壁制造技术) 2．3铸造铜冷却壁。 按其水路结构分为： ·铸造中采用型芯铸造形成水流通道 (日本等国家铸造铜冷却壁技术) ·铸入金属管形成水流通道的铜冷却壁 按铸人金属管不同又有： 一铸人蒙内尔合金管形成水流通道 (原霍戈文MTT铸造铜冷却壁技术) 一铸人钢管形成水流通道 ～309—— (日本新日铁铸造铜冷却壁技术) 一铸人铜管形成水流通道 (国内绍兴曙光机械有限公司铸造铜冷却壁技术) 2．4紫铜板加工．然后焊接成型的方法形成水流通道 (德国原GHH公司小块铜冷却壁制造技术) 3国内外铜冷却壁研发、制造概况 3．1 冷却壁在生产运行的高炉上几年的使用结果(停炉观察铜冷却壁表面仍很光滑，仅有少量磨损，完全没有裂 纹)，着手开发铜冷却壁。他们根据自身条件，采用轧制铜坯、钻孔形成水流通道而制成。轧制铜坯制作的铜 冷却壁在德国高炉使用lO年结果一最大磨损速率为0．3mm／年。 3．2通过．国内外科研设计单位的有识之士的积极宣传与研发，上述技术得到了国内外业内人士的认可并 很快得到推广、应用于新建、大修高炉的关键部位；国内铜冷却壁研发是在德国原MANG聃与蒂森公司采 用轧制铜坯、钻孔制造铜冷却壁的成功经验基础上着手科研立项、开发的。 3。3 90年代初，我们就开始关注铜冷却壁的研制，1993年在对国内轧制铜材、加工能力等进行调研的基础 上，设计了国内第一套铜冷却壁制造圉。 3．4近10几年来，国内对铜冷却壁的研制、使用进展颇快，现已能批量生产以轧制铜坯钻孔制造的铜冷却 壁井在国内新建、大修的高炉上普遍采用，与从国外引进铜冷却壁相比，大大降低了基建投资。 3．5铜冷却壁进一步研发目标： ·满足高炉长寿要求的前提下，尽量降低制造成本，铸造铜冷却壁技术有很好的发展前景。 ·改进结构设计，使之最佳化、更有效地满足高炉冷却的需要。 4铸造铜冷却壁一高炉用铜冷却壁的一种合理选择 4．1不同冷却壁材质性能比较 表l不同冷却壁材质性能比较 -导热系数l随温度升高而降低；线性嘭胀系数随温度升高而增大 4．2三种冷却壁材质在日本(NKK)实际高炉上的使用情况 ·为了比较不同材质冷却壁的冷却能力，1997年日本NKK在京滨1号高炉炉腹第二段冷却壁中紧