高爐冷卻

高爐冷卻是形成保護性渣皮、鐵殼、石墨層的重要條件。高爐常用的冷卻介質有：水、風、汽水混合物。

根據高爐各部位工作條件，爐缸、爐底的冷卻目的主要是使鐵水凝固的1150℃等溫面遠離高爐殼，防止爐底、爐缸被渣鐵水燒漏。而爐身冷卻的目的是為了保持合理的操作爐型和保護爐殼。

目前國內高爐採用的冷卻方式有四種：

1. 工業水開路循環冷卻系統

2. 汽化冷卻系統

3. 軟水密閉循環冷卻系統

4.外部噴淋

冷卻水通過被冷卻的部件空腔，並從其表面將熱量帶走，從而使冷卻水的自身溫度提高。

1.自然循環汽化冷卻工作原理：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壓頭，克服整個循環過程中的阻力，從而產生連續循環，汽化吸熱而達到冷卻目的。

2.軟水密閉循環冷卻工作原理：它是一個完全封閉的系統，用軟水（採用低壓鍋爐軟水即可）作為冷卻介質，其工作溫度50～60℃（實踐經驗40～45℃）由循環泵帶動循環，以冷卻設備中帶出來的熱量經過熱交換器散發於大氣。系統中設有膨脹罐，目的在於吸收水在密閉系統中由於溫度升高而引起的膨脹。系統工作壓力由膨脹罐內的N2壓力控制，使得冷卻介質具有較大的熱度而控制水在冷卻設備中的汽化。

3.工業水開路循環冷卻工作原理：由動力泵站將涼水池中的水輸送到冷卻設備后，自然流回涼水池或冷卻塔，把從冷卻設備中帶出的熱量散發於大氣。系統壓力由水泵供水能力大小控制。

4.外部噴淋的工作原理：用於高爐外部噴淋式降溫。

高爐技術進步的特點，表現為高爐煉鐵已發展成為較成熟的技術。從近幾年高爐技術進步的發展方向看，突出的特點是大型化、高效化和自動化。因此採用較為先進的高爐冷卻技術具有較大的吸引力，成為爭相探討和研究課題。

1.採用軟水密閉循環冷卻系統最佳。因為：

（l）軟水密閉循環系統的冷卻可靠性好。冷卻的可靠性，是衡量冷卻系統優劣最重要的標準。不結垢，可以長壽。

（2）水量消耗少。軟水密閉循環冷流系統中，沒有水蒸發損失，流失也極小。水泵的軸封處的流失是系統的主要流失點，流失量是系統總容積的1‰補水量，故水量消耗是極少的。

（3）動力消耗低。閉路系統與開路系統不同，其水泵的工作壓力取決於膨脹罐內N2壓力，而水泵揚程是由系統的管路阻力損失決定的，冷卻水的靜壓頭能夠得到完全的利用。

（4）管路腐蝕小。因為它是閉路，空氣進不去。因此，軟水密閉循環冷卻系統是一種比較經濟的冷卻方法。

2. 汽化冷卻分為兩種循環方式：自然循環和強制循環。

（l）汽化冷卻的優點：

①冷卻介質為軟水，可防止結垢。

②自然循環不需要動力，在停電情況下仍能繼續運行。

（2）汽化冷卻的缺點：

①冷卻設備在承受大而多變的熱負荷衝擊下容易產生循環脈動，甚至可能出現膜狀沸騰，致使冷卻設備過熱而燒壞。

②汽化冷卻時，冷卻壁本體的溫度比水冷時高，縮短了冷卻壁的壽命。水冷卻的冷卻壁本體的最高溫度已接近珠光體相變的溫度。鑄鐵在760

℃時，珠光體發生相變，使鑄鐵機械性能急劇變壞，因此使冷卻壁壽命縮短。

3.工業水冷卻的優點是傳熱係數大，熱容量大，便於輸送，成本便宜。

工業水冷卻的致命弱點是水質差，容易結垢而降低冷卻強度，導致燒壞冷卻設備，水的循環量大，能耗大。

4.噴水冷卻，結構輕便簡單易行。我國大中型高爐多作為備用冷卻手段，小高爐用的較多。目前國外一些極薄爐牆或大中型高爐下部，有採用爐殼內砌碳磚，以噴水作為唯一冷卻手段，效果也不錯。

（一）一般概念：

1.高爐冷卻對水質的要求為：不含有機械雜質、懸浮物不超過200毫克/升，暫時硬度不超過10°（德國

度）。

2.水的硬度：天然水中含有鈣、鎂、鹽類等水垢生成物的含量。一般重碳酸鹽、氯化物和硫酸鹽等，構成了

水中的硬度。

①暫時硬度：就是指水中含有重碳酸鹽的含量。

②永久硬度：就是指除去重碳酸鹽的其它鹽類。

③總硬度：就是指暫時硬度與永久硬度之和。

湖水硬度小一些，地下水硬度高一些，一般用暫時硬度衡量水的硬度。

3.水的硬度單位：德國度（°H）簡稱度。即在10000份水中含有1份氧化鈣或氧化鎂為一度。也就是1升水中

含有10毫克的氧化鈣或氧化鎂為一度。

4. 水的硬度分類：

硬度 0～4° 4～8° 8～16° 16～30° >30°

性質 很軟水 軟水 中等硬水 硬水 很硬水

對水系統要求新水暫時硬度≯15°H，循環水≯8°H。

5.軟化水：就是人為地以某種程度從水中除去了鈣鎂鹽類，如用Na離子交換器置備軟水。

軟水的作用：①不存在O2腐蝕，②不結垢。