2024年5月31日发(作者：初晗)
涟钢３２００ｍ３高炉风Ｉ：１带冷却壁
水管破损原因分析及预防措施
炼铁厂 魏昌国胡志国
涟钢７＃高炉（３２００ｍ ）于２００９年ｌＯ月７ 损５根（均进行穿管处理）。从全国大型高
号开炉投产，投产后各项技术经济指标稳步
炉生产现状来看，当高炉进入强化冶炼阶段
上升（见表１），特别是２０１０年７月中旬后，
（利用系数２．７以上）后，基本都出现了风门
由于炼钢第二座转炉投产，产能进一步加大，
带冷却壁损坏的新问题，同时涟钢７＃高炉的
最高利用系数达到２．８５，从７月１９号开始， １～７月的休慢风率是全国同类型高炉中最
４段风口带冷却壁水管开始破损，三次共破
高的（如表１）。
表１ ２０１０年１～７月生产指标完成情况
武钢７＃高炉（３２００ｍ ）于２００６年投产后 半径小，制作难度大，特别是冷却壁最上部的
（三天达产），一个月后产量在８０００吨（利用
一
个弯头，设计不可避免的存在比较大的锐
系数２．５）以上，三个月后相继出现风口带冷 角，在弯制过程中易产生皱褶、裂纹及过度减
却壁损坏漏水情况，一个月坏管高达２Ｏ多 薄现象，而且弯曲部位易出现应力集中。虽然
根，有冷却壁铸管裂缝和冷却壁烧坏现象。 设计上对该管道制作作了明确的要求，包括皱
从国内高炉的生产情况来看，冷却壁的使用
褶、裂纹、减薄率以及退火等，并规定了严格的
寿命严重的制约着高炉的长寿方针，高炉一
检验措施，但限于国内普遍制作水平及工艺的
旦发生冷却壁破损，必须采取强有力的措施
不足，要想彻底杜绝制造缺陷几乎是不现实
遏制其继续发展的势头，否则不仅影响高炉
的，实际操作中即使通过检验合格的产品，仍
生产及各项技术经济指标，严重的甚至发生
然有少量存在隐藏的质量问题。第四段冷却
重大安全事故。
壁一般比较厚，加上所处位置工况条件恶劣，
１原因分析
内部应力大，冷却壁在生产中易产生裂纹，在
这种情况下，少量存在隐藏的质量问题的冷却
ａ．冷却壁制造问题：主要是冷却壁的弯管
壁就会出现水管裂纹，引起漏水。
问题，第四段冷却壁的冷却水管弯曲部位多，
ｂ．风口带处于高炉燃烧带位置，进行着
・
４９・
剧烈的燃烧反应，是受高温煤气流冲刷最严
重的区域，高炉投产后随着产能的逐步扩大，
提高，７＃高炉冷却水量从４８５０ｍ ／ｈ提高到
５３８０ｍ ／ｈ，单管流量从设计的２０ ｌｎ ／ｈ提高
到２３．６２ｍ ／如果水管进一步损坏，可考虑适
当提高水量。
ｃ．进水温度控制在４０～４１℃，目前高炉
的进水温度在４２．５～４３ ，适当降低进水温
度有利于提高冷却强度，且要求进水温度稳
定，武钢Ｉ 炉的进水温度为３８℃，其他高炉
对炉底、炉墙砖缝及炉壳与冷却壁之间的碳
质灌浆料均有一定程度的破坏，造成该区域
产生串气现象，使冷却壁水管温度升高，也是
冷却壁水管产生裂纹的原因。
ｃ．开炉至今高炉冷却参数均在合理范
围，维持了合理的操作炉型，炉况稳定顺行。
２０１０年１～７月份冷却壁水温差如表２。
表２
月份 １月 ２月 ３月４月 ５月 ６月 ７月
：！！：！！： ：！！：！ ：：：
从表２可以看出，冷却壁水温差在允许
范围之内。２０１０年ｌ～７月份高炉铸铁冷却
壁内壁温度控制在６０～９０℃，铜冷却壁内壁
温度控制在５８～６Ｏ℃，整个高炉操作炉型较
为合理，且渣皮稳定，只有少数几次轻度的掉
渣皮现象，且从现场穿管较顺畅的情况看，冷
却壁烧坏的可能性不大，也并非边缘气流发
展所致。
ｄ．七号高炉采取的基本操作制度是压制
边缘，发展中心，以利于提高煤气利用率，降
低高炉消耗，因此，高炉软熔带的根部相对控
制较低，使高温区下移，影响风口带冷却壁的
使用寿命。
ｅ．试验研究表明，冷却壁产生裂纹的原
因，除了材质本身外，在铸造过程中水管渗碳
使水管性能发生变坏而引起的。武钢使用后
取样分析表明，水管渗碳深度达４．６４ｒｏｍ，梅
山冶金公司高炉冷却壁水管含碳量达
０．４５％～１．０％。
ｆ．水管破损基本都是在高炉产能加大，
进入强化冶炼阶段后开始出现的，因此，高热
负荷促进了冷却壁水管的破损。
２处理及预防措施
ａ．对已经破损的水管应及时进行穿管
处理。
ｂ．加大冷却水量，随着高炉冶炼强度的
・
５０・
在４Ｏ℃，冬天可适当提高进水温度。
ｄ．适当提高膨胀罐的氮气压力，七高炉
膨胀罐的氮气压力为０．０３ＭＰａ，可提高到
０．０６ ＭＰａ，以便可更好的提高软水的欠热度，
气动放散阀的自动开启压力设定为０．０６
ＭＰａ，阀门自动开度调节到３０％以』二，同时加
大人为对冷却壁的气体排放，定期对整个软
水系统进行排污排气，杜绝气塞现象。
ｅ．抓好板式换热器的运行工作，板式换
热器应该是５台运行１台备用，同时做好二
次水的调节，严格控制好进水温度的波动，水
处理按照要求控制好水质，缓蚀剂的浓度控
制在５００ｒａｍｔ，的范同内。
ｆ．利用ｉ－ｐＪ￣ｔｌ检修机会对炉缸和炉体进行
灌浆。
ｇ．高炉操作适当发展边缘气流，促使软
熔带根部上移，若水管坏的厉害控制不住，降
低冶炼强度，这样就会牺牲高炉产量，同时消
耗升高。
ｈ．若漏水的主要原因是制造中少量水管
隐藏的缺陷，这种缺陷的数量是有限的。一般
在开炉第３～１２个月内集中体现出来，一旦
经过一年左右就逐步稳定，水管损坏速率会
大大降低。从目前的情况看，水管损坏的数
量在正常范围内，在国内软水高炉中还属于
比较好的情况。另外，设计中，冷却壁的冷却
能力留有富裕，一般在２５％左右，即使每块
冷却壁有一根水管完全损坏，仍然能够正常
生产。如果及时发现，成功穿管，则不会影响
正常生产。
2024年5月31日发(作者：初晗)
涟钢３２００ｍ３高炉风Ｉ：１带冷却壁
水管破损原因分析及预防措施
炼铁厂 魏昌国胡志国
涟钢７＃高炉（３２００ｍ ）于２００９年ｌＯ月７ 损５根（均进行穿管处理）。从全国大型高
号开炉投产，投产后各项技术经济指标稳步
炉生产现状来看，当高炉进入强化冶炼阶段
上升（见表１），特别是２０１０年７月中旬后，
（利用系数２．７以上）后，基本都出现了风门
由于炼钢第二座转炉投产，产能进一步加大，
带冷却壁损坏的新问题，同时涟钢７＃高炉的
最高利用系数达到２．８５，从７月１９号开始， １～７月的休慢风率是全国同类型高炉中最
４段风口带冷却壁水管开始破损，三次共破
高的（如表１）。
表１ ２０１０年１～７月生产指标完成情况
武钢７＃高炉（３２００ｍ ）于２００６年投产后 半径小，制作难度大，特别是冷却壁最上部的
（三天达产），一个月后产量在８０００吨（利用
一
个弯头，设计不可避免的存在比较大的锐
系数２．５）以上，三个月后相继出现风口带冷 角，在弯制过程中易产生皱褶、裂纹及过度减
却壁损坏漏水情况，一个月坏管高达２Ｏ多 薄现象，而且弯曲部位易出现应力集中。虽然
根，有冷却壁铸管裂缝和冷却壁烧坏现象。 设计上对该管道制作作了明确的要求，包括皱
从国内高炉的生产情况来看，冷却壁的使用
褶、裂纹、减薄率以及退火等，并规定了严格的
寿命严重的制约着高炉的长寿方针，高炉一
检验措施，但限于国内普遍制作水平及工艺的
旦发生冷却壁破损，必须采取强有力的措施
不足，要想彻底杜绝制造缺陷几乎是不现实
遏制其继续发展的势头，否则不仅影响高炉
的，实际操作中即使通过检验合格的产品，仍
生产及各项技术经济指标，严重的甚至发生
然有少量存在隐藏的质量问题。第四段冷却
重大安全事故。
壁一般比较厚，加上所处位置工况条件恶劣，
１原因分析
内部应力大，冷却壁在生产中易产生裂纹，在
这种情况下，少量存在隐藏的质量问题的冷却
ａ．冷却壁制造问题：主要是冷却壁的弯管
壁就会出现水管裂纹，引起漏水。
问题，第四段冷却壁的冷却水管弯曲部位多，
ｂ．风口带处于高炉燃烧带位置，进行着
・
４９・
剧烈的燃烧反应，是受高温煤气流冲刷最严
重的区域，高炉投产后随着产能的逐步扩大，
提高，７＃高炉冷却水量从４８５０ｍ ／ｈ提高到
５３８０ｍ ／ｈ，单管流量从设计的２０ ｌｎ ／ｈ提高
到２３．６２ｍ ／如果水管进一步损坏，可考虑适
当提高水量。
ｃ．进水温度控制在４０～４１℃，目前高炉
的进水温度在４２．５～４３ ，适当降低进水温
度有利于提高冷却强度，且要求进水温度稳
定，武钢Ｉ 炉的进水温度为３８℃，其他高炉
对炉底、炉墙砖缝及炉壳与冷却壁之间的碳
质灌浆料均有一定程度的破坏，造成该区域
产生串气现象，使冷却壁水管温度升高，也是
冷却壁水管产生裂纹的原因。
ｃ．开炉至今高炉冷却参数均在合理范
围，维持了合理的操作炉型，炉况稳定顺行。
２０１０年１～７月份冷却壁水温差如表２。
表２
月份 １月 ２月 ３月４月 ５月 ６月 ７月
：！！：！！： ：！！：！ ：：：
从表２可以看出，冷却壁水温差在允许
范围之内。２０１０年ｌ～７月份高炉铸铁冷却
壁内壁温度控制在６０～９０℃，铜冷却壁内壁
温度控制在５８～６Ｏ℃，整个高炉操作炉型较
为合理，且渣皮稳定，只有少数几次轻度的掉
渣皮现象，且从现场穿管较顺畅的情况看，冷
却壁烧坏的可能性不大，也并非边缘气流发
展所致。
ｄ．七号高炉采取的基本操作制度是压制
边缘，发展中心，以利于提高煤气利用率，降
低高炉消耗，因此，高炉软熔带的根部相对控
制较低，使高温区下移，影响风口带冷却壁的
使用寿命。
ｅ．试验研究表明，冷却壁产生裂纹的原
因，除了材质本身外，在铸造过程中水管渗碳
使水管性能发生变坏而引起的。武钢使用后
取样分析表明，水管渗碳深度达４．６４ｒｏｍ，梅
山冶金公司高炉冷却壁水管含碳量达
０．４５％～１．０％。
ｆ．水管破损基本都是在高炉产能加大，
进入强化冶炼阶段后开始出现的，因此，高热
负荷促进了冷却壁水管的破损。
２处理及预防措施
ａ．对已经破损的水管应及时进行穿管
处理。
ｂ．加大冷却水量，随着高炉冶炼强度的
・
５０・
在４Ｏ℃，冬天可适当提高进水温度。
ｄ．适当提高膨胀罐的氮气压力，七高炉
膨胀罐的氮气压力为０．０３ＭＰａ，可提高到
０．０６ ＭＰａ，以便可更好的提高软水的欠热度，
气动放散阀的自动开启压力设定为０．０６
ＭＰａ，阀门自动开度调节到３０％以』二，同时加
大人为对冷却壁的气体排放，定期对整个软
水系统进行排污排气，杜绝气塞现象。
ｅ．抓好板式换热器的运行工作，板式换
热器应该是５台运行１台备用，同时做好二
次水的调节，严格控制好进水温度的波动，水
处理按照要求控制好水质，缓蚀剂的浓度控
制在５００ｒａｍｔ，的范同内。
ｆ．利用ｉ－ｐＪ￣ｔｌ检修机会对炉缸和炉体进行
灌浆。
ｇ．高炉操作适当发展边缘气流，促使软
熔带根部上移，若水管坏的厉害控制不住，降
低冶炼强度，这样就会牺牲高炉产量，同时消
耗升高。
ｈ．若漏水的主要原因是制造中少量水管
隐藏的缺陷，这种缺陷的数量是有限的。一般
在开炉第３～１２个月内集中体现出来，一旦
经过一年左右就逐步稳定，水管损坏速率会
大大降低。从目前的情况看，水管损坏的数
量在正常范围内，在国内软水高炉中还属于
比较好的情况。另外，设计中，冷却壁的冷却
能力留有富裕，一般在２５％左右，即使每块
冷却壁有一根水管完全损坏，仍然能够正常
生产。如果及时发现，成功穿管，则不会影响
正常生产。