高炉软水密闭循环冷却新技术.doc

内部资料注意保存高炉软水密闭循环冷却新技术2003年4月1日高炉软水密闭循环冷却新技术第一节：概述延长高炉炉体寿命是当前国内炼铁工艺亟待解决的重要课题之一。根据冶金部部分统计资料我国30座高炉平均一代寿命为8年左右，一代炉龄产铁量为3855吨/m3代；而日本高炉一代寿命为12年以上，一代炉龄产铁量为8000吨/m3代以上。国外高炉一般无中修，而我国一代炉龄却要进行中修13次。炉身砖衬寿命不过45年，最短只有23年，频繁地进行中修是高炉生产中面临的一大难题。如何延长高炉炉体寿命（特别是炉身寿命）呢？主要应从四个方面进行综合治理。其一是炉体采用优质耐衬砖材（如高密度碳砖、硅线石砖、氮化硅结合的炭化硅砖及浸磷酸砖等）；其二是采用先进结构形式（如高韧性铁素体基的球墨铸铁冷却壁或铜冷却壁、铜冷却板）；其三是采用高效节能的软（纯）水密闭循环冷却新技术；其四是提高和改进高炉操作技术以及强化高炉技术管理等治理措施。其中特别是高炉软（纯）水密闭循环冷却新技术，已愈来愈受到国内炼铁界的极大关注。采用软（纯）水密闭循环冷却新技术，有着十分明显的优越性，主要是：1 冷却介质软纯水水质好，不结垢，传热效率高，提高了冷却效果，大大延长了冷却元器件的使用寿命，使高炉炉体长寿。2 冷却介质使用消耗量大幅度降低，水循环率达99.9%以上节约用水效果非常显著。3 节约能源效果显著，能充分利用循环水泵吸入侧的的回水背压能，降低电耗幅度很大。4 密闭冷却系统充入一定压力的氮气，有效地防止外界大气中氧气进入冷却系统，不但提高了冷却水的欠热度，改善了冷却效果，而且极大地降低冷却系统中的金属元器件的腐蚀速度，明显地延长了元器件的使用寿命。5 冷却系统无废水排放，从而消除了环境污染，保持了生态环境。由此可见，采用该项技术对高炉炉体长寿有非常重要的意义。目前，国内外许多大中型高炉都先后采用该项冷却新技术，已经取得明显的经济和社会效益。国外高炉如（德）迪林根厂4# 高炉（2056 m3）从1974年至1984年9年半，累计产铁900万吨，冷却壁保持完好。其它如（德）施韦尔根1# 高炉(4870 m3)、（比）希德马尔A和B高炉（2114 m3和1906 m3）、（英）雷德尔1#高炉（4160 m3)、（法）敦克尔克4#高炉（4497 m3)以及日本部分高炉均广泛应用软水密闭冷却循环新技术。国内高炉如太钢3#和4#高炉（1053 m3和1450 m3）鞍钢7# 、10#和11#高炉（2580 m3）、唐钢1#和2#高炉（1260 m3和2500 m3）、宣钢8# 高炉（1260 m3）、邯钢6#高炉（1260 m3）、首钢4#、2#高炉、宝钢3#高炉、昆钢6#高炉，以及武钢4#和5#高炉等都在推广应用。总之，高炉采用软（纯）水密闭循环冷却新技术，是当前国内外长寿高炉技术进步的一项重要内容。这一先进新技术在国内的推广应用，必将对我国高炉进一步提高生产技术水平，延长高炉寿命，开创一条新的重要途径。第二节：武钢高炉软水冷却工艺设计武钢3200M3高炉冷却壁软水密闭循环冷却新技术，是我公司引进卢森堡大公国PW公司的高炉炉体冷却技术。具有最广泛的技术先进性和高超的冷却效果。其工艺流程结构新颖、构思合理、运行功能可靠、系统保安设计完备、自动化控制程度高等特点，从根本上保证了高炉炉体各部分冷却工艺的技术要求，为高炉炉体长寿奠定了可靠的基础，达到了九十年代初的世界先进技术水平。、高炉炉体冷却工艺设计的基本特点武钢高炉冷却壁、炉底及风口热风阀等软水密闭循环冷却系统，其冷却工艺流程设计中所采用的新技术的基本特点是：1）、炉体采用高性能铁素体基的球墨铸铁材质冷却壁，具有耐热疲劳性能好、延伸率高、抗拉强度高的基本优点（具体数据见表1），其使用性能明显优于低铬铸铁和灰铸铁。表1、3200m3高炉冷却壁材质和性能表牌号材质 （%）机械性能CSIMNPS抗拉强度N/MM2延伸率%QT400-20球墨铸铁3.23.81.52.50.30.070.02400202）、为了解决炉体热负荷较高部位的冷却要求以及炉衬的支撑问题，在炉腰和炉身中下部区域的冷却壁，增设了勾头管冷却。根据热负荷分布的不同，在炉腰和炉身下部采用了双排勾头冷却水管，而炉身中部为单排勾头冷却水管。此外，考虑到武钢高炉炉腹冷却壁容易烧坏的特点，增设双层（即增加一排蛇形管）冷却壁。最近武钢高炉的炉腰和炉身下部区域，又引进设计了纯铜扁圆冷却水管的薄形镶砖冷却壁（见图1），其冷却性能较球墨铸铁冷却壁更为上部活动点固定点滑动点下部活动点图2 冷却壁安装工艺图优越，这对改善炉体高热负荷区域的冷却效果和消除冷却壁的破损，将起到决定性的作用，再加上联合软水密闭循环冷却新技术的开发应用，为我国高炉炉体冷却工艺的技术进步开辟了新的途径。3）、在热负荷较高部位冷却壁的长度均在1.372.0M之间，从而减少了冷却壁因受热产生的弯曲变形，延长了冷却壁的使用寿命。4）、在高炉风口以上的617段镶砖冷却壁的镶砖槽，采用横向贯通筋结构，其横贯筋间凹槽呈里大外小燕尾槽，角部为R10的圆角过渡，肋高75MM，并在炉腰和炉身下部区段镶铸导热性高的氮化硅结合的碳化硅质砖衬。这种结构消除了热应力对凹槽根部的破坏作用，提高了冷却壁热稳定性能。5）、在高炉炉体冷却的高度上，改变了传统的设计模式，从炉底至炉喉钢砖以下，首次采用全冷却壁结构。炉缸部位14段为光面冷却壁，其它517段均为镶砖式冷却壁。风口带5段为加厚异型冷却壁，而最高一层第17段采用了特殊槽状（即“ ”）异型冷却壁，这对消除钢砖下接头部位的砖衬极易损坏的弊病，以及改善炉喉布料有着重要的作用。6）、在冷却壁的安装工艺上，从风口以上取消了沿用已久的螺栓固定方式，借用冷却壁套管，实施固定点、滑动点和活动点相接合的特殊新工艺（见图2所示），可以有效的承受炉体受热产生的纵向和横向变形，消除了传统固定方式中壁体受热产生的弯曲变形，以及炉壳与冷却壁变形不相适应所产生的冷却水管被剪断的弊病。其次，冷却水管表面涂以防渗碳涂料，解决了长期以来冷却水管渗碳难题。此外，冷却壁的进出水管从套管内自由地从炉壳开口孔引出，通过补偿器与炉壳弹性连接，不但保持了炉壳开口孔处的气密性，而且具有冷却水管位移所必需地弹性要求。7）、武钢高炉冷却壁系统的冷却分路设计中，在充分保证冷却壁确定的工艺冷却参数的基础上，同时还具有冷却水水温差和热负荷及常规检测数据处理、冷却壁破损仪器和人工检漏、诸冷却分路汇流点阻损同步调配、管路布置走向利于排气，防止气塞、安全运行辅助设施等设计功能。8）、炉底采用了武钢高炉传统的薄炉底设计。为了加强炉底砖衬的冷却效果，采用了大流量均衡密布冷却水管的强化冷却设计。确保炉底水冷管内冷却水流速高于规定要求，以消除水管内壁产生气泡的可能性；同时在各个水冷管两端的连接点处设置了伸缩膨胀器，消除了冷却水管膨胀收缩导致的变形破坏作用。为了减少冷却水量的消耗和动力能耗，在保证冷却效果的前提下，采用了12组蛇形冷却分路和必要的检漏设施，使炉底冷却工艺设计更趋完善。9）、高炉风口热风阀等软闭冷却系统，是博采西欧各国高炉风口等系统的优点而设计成功的。该项新技术在国内尚属首次工业性应用。它的工艺设计的最大的特点是：将分散在高炉系统各个部位工艺技术要求和水力学性能不同的冷却，在充分考虑各种冷却器自身性能和水力能量相互利用的基础上，经过巧妙的优化组合，汇集一个相互依存、互不干扰、多个不同冷却分路的完整密闭循环冷却系统。加上事故水塔支援系统和高效、多功能的自动控制技术，构成了有机的、安全的、功能齐全的先进工艺流程设计。考虑到各种冷却器破损检漏技术要求，该冷却系统又增设了连续检测设施和人工检查辅助设计，从而使冷却工艺更加合理和趋于完善。10）、在高炉软闭冷却系统的工艺设计中，除对冷却器和冷却管路的排气功能统筹考虑外，还设置了专用脱气罐和膨胀罐装置，不但使局部冷却器因过热产生的气体容易溢出，而且冷却介质所携带的气体最终会在脱气罐中被释放出来，通过两罐间连同管及自动阀门排入大气。同时膨胀罐实施充氮压力控制，能使冷却介质保持一定的欠热度，提高了系统中冷却水的沸点，从而消除了冷却介质产生“两相流”的不利局面。而且膨胀罐充填氮气，使冷却系统保持了一定的N2压力，还可有效地防止外界空气进入冷却系统地管路中，从而明显降低冷却介质的氧气含量，减弱对冷却设备和管道的氧化腐蚀作用，有效地延长软闭冷却系统管路的使用寿命。11）、为了进一步改善冷却系统的冷却效果和延长冷却设备的寿命，在软闭冷却系统中还设置了加药辅助设施，以便在冷却系统的循环冷却水中加入和保持一定浓度地缓蚀剂，使冷却设备和管路地腐蚀降低至最低水平即0.003/以内。12）、为了确保软闭冷却系统地正常运行和故障情况下地安全运行，本系统还设计了52种运行自动控制功能。其主要特点是：将冷却系统中的各种主要设备，包括水泵和自动阀门等组成一个有机的自动控制网络，通过PLC（S5115U）实施全系统的自动功能转换，极大地提高了系统的自动化水平。13）、为了提高软闭冷却系统中冷却器的冷却效果，设计中采用了高水压、大流量和高水速的冷却参数，这将明显地提高冷却器的使用寿命。在软闭冷却系统的冷却水设计压力上，也根据工艺要求之不同采用了不同的设计压力，在冷却壁和风口热风阀等两个子系统，采用了冷却水压力高于相应部位的炉内压力，而炉底子系统的冷却水压力却低于炉内压力的设计原则。这样，不但可保证冷却系统的正常运行，而且有利于延长高炉炉底砖衬的使用寿命和保证高炉安全生产。第三节 武钢高炉软水冷却系统工艺流程及运行功能武钢高炉软水密闭循环冷却系统的工艺流程，主要包括供水泵组、供回水干管和主管、冷却器冷却分路、脱气罐和膨胀罐、水/水热交换器和各种控制阀门及元器件、PCS5115U自动控制系统、以及共同的补水、二次水辅助子系统所组成。按工艺流程的组成特点，可分为“单系统并联”和“联合系统并串联”两种方式（见图3和图4），前者由冷却壁、风口热风阀等、炉底三个单独子系统组成，后者将高炉各个区部工艺技术要求和水力学性能不同的冷却器和元件，在充分考虑各种冷却器性能、冷却分路阻损、水力能量相互利用、控制功能协调等特殊要求，经过巧妙的优化组合，汇集成一个工艺设计新颖、冷却效能高、节能效果好、自动控制功能齐全、供水安全可靠、冷却分路相互依存、互不干扰完整的联合串联冷却系统。（见图4）。高炉软闭冷却系统的基本组成设备及工艺性能如下：（一） 循环泵组：高炉软闭冷却系统的泵组均采用“3台电泵+1台柴油机泵”的基本设计模式。在正常情况下，各水泵组的工作方式为“2台”电动泵运行+“1台”电动泵和“1台”柴油机泵备用。考虑到供电安全，各台电泵采用了不同电网供电，同时各台水泵实施连锁控制，并有“自动”和“手动”两种切换方式。在自动切换时，由各台水泵压力侧的流量开关与PLC控制系统共同完成水泵间自动切换，以确保软闭冷却系统的安全供水。单独并联的各个子系统泵组的性能见表2和表3，而联合并串联系统的各个泵组性能见表4。表2 -1 五高炉软闭冷却系统泵组主要性能泵组分类型 号性 能电泵柴油泵Q，m3/hH，m水柱N，r/minN，kVA冷却壁泵组24SA107BOmega350-3302208（2208）37730（1500）249（317）风口热风阀等泵组14SA101Omega300-5601120（1600）63（63）1450（1500）220.8（356）14SA101Omega250-4801120（1120）63（63）1450（1500）220.8（251）炉底泵组IS1150125315I型Etanomn125-315220（220）30.4（30.4）1450（1500）23（26.5）表2 -2 五高炉软闭冷却系统泵组主要性能（第2代）泵组分类型 号性 能电泵柴油泵Q，m3/hH，m水柱N，r/minN，kVA冷却壁炉底等泵组24SA107BOmega350-3302208（2208）37730（1500）249（317）风口热风阀等泵组14SA101Omega300-5601120（1600）63（63）1450（1500）220.8（356）14SA101Omega250-4801120（1120）63（63）1450（1500）220.8（251）表3 四高炉软闭冷却系统泵组主要性能泵组分类型 号性 能电泵柴油泵Q，m3/hH，m水柱N，r/minN，kVA冷却壁泵组206AR10 TBD234Y122205（2205） 42960（1800） 297（455）风口热风阀等泵组 14SAP101BTBD234Y12 980（1400） 65 1450（1450） 209（383） 14SAP101B TBD234V8 980（980） 65 1450（1450） 209（2810）炉底泵组 6X14APD234VD 300（225）29.5（32） 1450（1500）29（80） 表4 一高炉软闭冷却系统泵组主要性能泵组分类型 号性 能电泵柴油泵Q，m3/hH，m水柱N，r/minN，kVA主循环泵组20SAP10B 20SAP10A 1872（2340） 49（50.5）980（980） 203.4（383）中压泵组 471455 1248 58 1470 315高压泵组 535 91086 1470355 表内括号中数据为柴油机泵的性能。补充水炉底子系统（）二次水风口热风阀等子系统（）炉底冷却壁风口、中套球座、探尺热风阀等工业净化水池软水池图3 五号高炉软水密闭循环冷却系统原理图软水制备间冷却壁子系统（） 风口小套风口中套风管球面热风阀。倒流阀高炉冷却壁炉底底双层钢砖图31 五号高炉软水密闭循环冷却系统原理图（第二代）（二） 供回水干管高炉软闭冷却系统的各个系统的供回水干管，一般均采用“单路”和“双路设计，并采用必要的安全设施，确保高炉安全供水。在双路设计中，当其中一路干管发生故障时，另一路干管的供水量可达到正常供水量的70%以上。但采用两路供回水干管设计将使高炉基建投资费用明显增加。（三） 冷却器冷却分路高炉软闭冷却系统的冷却器冷却分路，主要由冷却器、供回水连管和集水管、连接球阀和蝶阀以及调节蝶阀、监测仪表元器件所作成。为了延长冷却器使用寿命，在循环泵组正常运行时，规定泵组运行参数均应达到设计的正常工作点，使冷却器达到稳定可靠的供水流量、压力和温度值，以便保持冷却器的冷却水流速规定的设计水速，从而有效地延长冷却器的使用寿命。各种冷却器的设计冷却水流速，见表5所示。表5 主要冷却器设计流速冷却器名称部位冷却水流速 m/s冷却壁垂直水冷管1.5勾头水冷管2.0蛇形水冷管1.5炉底冷却管2.0风口前端水道15.016.0末端水道8.010.0二套冷却水道5.0（四） 脱气罐和膨胀罐高炉软闭冷却系统的冷却介质从冷却器冷却分路出来之后，经回水总管进入脱气罐。在脱气罐中由于冷却水流速度急剧降低，使冷却介质中所含气体分离而溢出，达到脱气之目的。膨胀罐除了承受系统中冷却介质热膨胀及收缩功能之外，主要是用作整个软闭冷却系统的水位控制、溢流阀控制、超压阀控制、罐体安全压力控制、分离气体之排放、以及N2气压力控制等功能，并与TDC3000主机（或其它机型）和PCS115U机组成自动连锁控制系统。脱气罐和膨胀罐的容积见表6及表7。表6 单独并联各软闭冷却子系统的罐体容积罐别子系统脱气罐 m3膨胀罐 m3冷却壁2020风口热风阀等1015炉底37表7 联合并串联软闭冷却系统的罐体容积罐别系统脱气罐 m3膨胀罐 m3联合系统1520（五） 水/水换热器高炉软闭冷却系统的换热器，5号高炉和4号高炉及1号高炉均采用引进国外的高效水/水换热器。前者为瑞典ALFALAVAL公司生产制造，后两者为法国VICARB公司制造。现将各软闭冷却系统的循环冷却水（一次水）和工业净化水（二次水）的板式换热器型号和基本性能列表如下（见表8、9、10所示）。（六） 补充水系统高炉软闭冷却系统的补充水量，主要是以各个子系统中冷却器可能破损的最大消耗量和其它可能泄漏量进行设计的。因此，可以提供足够的补充水量。表81 5号高炉水/水换热器主要性能子系统分类型号组别入口流量m3/h.个入口温度出口温度t=pm水柱冷却壁A35FM一次水1472351.12456.125.0二次水978.533544.29.22.3风口热风阀等A35FM一次水1040253.17458.175.0二次水849.62354510.03.6炉底AK20FM一次水220247.5452.55.0二次水823235.041.76.70.9表82 5号高炉水/水换热器主要性能（第2代）分类型号级别人口流量（m3/h个）入口温度（）出口温度（）t（） P(m水柱)冷却壁和炉底A35-FM一次水168733846.38.305.0二次水978.5335383.002.3风口热风阀A35-FM一次水1040253.17458.175.0二次水849.62354510.03.6表9 4高炉水/水换热器主要性能子系统分类型号组别入口流量m3/h.个入口温度出口温度t=pm水柱冷却壁V1100036一次水 46.10406.10 二次水 35.041.776.77 风口热风阀等V110041一次水 48.56408.56 二次水 35.044.499.49 炉底V601045一次水 42.20402.2 二次水 35.037.442.44 表10 1高炉水/水换热器主要性能系统分类型号组别入口流量m3/h.个入口温度出口温度t=pm水柱联合系统 BR1.1C一次水124751.104011.110二次水 武钢高炉的软水补充水泵组，集中设置在软水泵房之一侧，是由三台电动泵和一台柴油机泵（或电动泵）组成。分别或集中供给三个软闭子系统和事故水塔补水。它们受制于PLC和各个子系统的膨胀罐水位（五个水位）控制开关组，以事故水塔水位开关的实际水位变化。泵组的主要性能见表11，12，13所示。（七） 自动控制系统高炉软闭冷却系统的自动控制系统，主要是由设在高炉主控室的主机（5高炉为TDC3000，4高炉也选用TDC3000）和设在软水泵房的PLC过程控制机所组成。前者的主要控制功能是通过膨胀罐压力监测器与高炉主控室主机的定值设定实施自动超压控制；而后者主要进行三个子系统的设计的基本功能控制和补充水子系统的基本功能控制，实现全系统的自动控制。表11 单独并联补水子系统补充水泵主要性能（5BF）型号Qm3/hHm水柱nr/minNkwIS10065250BI10058.7290030Omega10037520065185060表12 单独并联补水子系统补充水泵主要性能（4BF）型号Qm3/hHm水柱nr/minNkwIY10066725010080290030.3表11 联合并串联补水子系统补充水泵主要性能（1BF）型号Qm3/hHm水柱nr/minNkwLS12510025018769.7290045.3BCY150/70701507074二、高炉软闭冷却系统的运行功能单独并联高炉软闭冷却系统的运行功能，主要包括“正常运行”和“故障安全运行”两种功能状态。如果按照三个子系统隶属关系区分，又可分为52中基本功能状态：其中冷却壁子系统为14种，风口热风阀等子系统为24种，炉底子系统为14种。除此之外，还有补充水辅助子系统的6种基本功能。详见功能状态设计图5、图6和图7的内容。这些基本功能的转换，是由设置在软水泵房的PLC（PCS5115U）过程控制机实现各个子系统自动转换的。各种基本功能的自动转换，是依据泵组运行基本条件的改变、各种计器仪表监测值和讯号的变化，以及各种自动阀门供气、供电状况的变化，编制出确保高炉生产安全和软闭系统设备安全运行的程序清单，通过多方的优化处理，然后写入PLC可编程序控制器之中，经过全系统的反复试车调试，直至泵组和各种自动阀门（气动和电动）相关位置及运行参数达到基本功能的工艺技术要求，并能及时、安全、自动地实现与之相适应地基本功能状态地变换，从而确保高炉和冷却系统地正常和故障安全运行。这些基本功能状态的主要内容有：（1） 软闭冷却子系统“正常运行”状态3种（2） 补充水辅助子系统“正常运行”状态3种（3） 软闭冷却水系统“故障安全运行”状态46种包括：1、“水泵故障，电动备用泵启动运行”状态（4种）2、“水泵故障，柴油机泵启动运行”状态（4种）3、“水泵故障解除，恢复正常运行”状态（3种）4、“水泵故障，电动和柴油机泵均不能启动运行”状态（4种）5、“水泵故障解除，恢复正常运行”状态（3种）6、“水泵故障，风口热风阀中压电动泵和柴油机泵不能启动运行，高压电动备用泵启动运行”状态（1种）7、“风口热风阀系统水泵故障解除，恢复正常运行”状态（1种）8、“全部水泵电源故障”状态（3种）9、“水泵电源故障解除，恢复正常运行”状态（3种）10、“全部水泵电源故障，柴油机泵不能启动运行”状态（3种）11、“水泵电源故障解除，恢复正常运行”状态（3种）12、“全部水泵电源故障，风口热风阀中压油泵不能启动运行”状态（1种）13、“水泵电源故障解除，恢复正常运行”状态（1种）14、“全部水泵电源故障，中高压柴油机泵不能启动运行”状态（1种）15、“水泵电源故障解除，恢复正常运行”状态（1种）16、“补充水泵非正常工作”状态（3种）17、“膨胀罐水位过满，补充水泵不停止运行”状态（3种）18、“膨胀罐水位恢复正常运行，补充水泵停止运行”状态（3种）19、“风口热风阀系统事故水塔补充水柴油机泵启动运行“状态（1种）从上述各种基本功能组成内容可明显看出，它们几乎全部囊括了高炉软闭冷却系统运行时可能发生的故障，并且能够实现全系统的自动功能转换，从而为高炉和软闭冷却系统的生产安全运行，奠定了可靠的基础。第四节 高炉软闭冷却系统的技术操作和管理高炉软闭冷却系统的技术操作，是我公司自行开发的实用技术。它包括高炉投产前和生产后两个部分，其主要内容有：一、 高炉投产前的技术操作众所周知，搞好高炉投产前的基础技术工作，是关系到高炉软闭冷却系统一代炉龄能否正常运行的关键，也是高炉炉体长寿的重要环节，因此做好软闭冷却系统的前期基础工作至关重要。高炉投产前软闭冷却系统的调试技术工作内容如图8所示。它主要包括： 冷却壁、风口热风阀、炉底三个子系统及补充水辅助子系统工艺流程的“涂色检查”。全面检查冷却系统工艺流程设计，管路走向布置、机电设备质量、监测仪表精度和可靠性、工程施工、生产适应程度等存在的问题、反复认真的进行处理，直至达到设计标准和技术标准及工艺要求。 严格进行冷却系统的管路严密性和耐压试压、清扫、压缩空气吹扫等工作，确保管道试压达到国家技术标准和工艺要求，并将全部管道内杂物、工业垃圾清扫干净。 全面进行软闭冷却系统管路的工业净化水冲洗，努力清除遗留在管道中的沉积泥沙，表面氧化皮及杂物等，冲洗后还应在管道死角开孔检查和清除杂物，确保冷却系统达到正常运行的基本条件。图8 高炉冷却壁冷却系统送水技术操作调试框图开 始岗位操作技能培训和演练工程竣工的检查和处理冷却壁冷却水管的吹扫和挂牌冷却系统的清扫和冲洗冷却壁水冷管化学清洗冷却壁水冷管的钝化予膜冷却系统注入软水冷却系统控制功能调试冷却系统各部压降测试冷却系统正常运行热风炉、高炉烘炉高炉开炉结束 认真进行冷却壁水冷管、风口、中套等冷却器管路的压缩空气吹检和核查挂牌工作，确保冷却器管路畅通无阻，并为开炉投产后的生产运行和破损检漏打下良好基础。 冷却壁 水冷管的化学清洗和钝化予膜是关系到冷却壁使用寿命至关重要的前提，彻底清除冷却壁水冷管内表面的氧化层及附着物，并经钝化液予膜，确保冷却壁水冷管达到最佳的冷却效果和提高冷却水管耐腐蚀能力。 软闭冷却系统设备功能调试，是整个调试阶段最重要技术工作内容之一，它对高炉开炉后的安全生产和冷却系统的正常运行起着决定性的作用。因此，必须严格按计划反复进行功能调试测定，直至达到设计功能图的调试要求，绝不可敷衍了事。 软闭冷却系统各部压力降测试，是检验冷却系统设计是否合理的基本手段，必须严格进行精确测定和压力降核算，做到现场测定和图纸曲线相符，方可认可验收。 生产试运行和正常运行考核，是产权部门和上级机关验收工程的基本依据，经过运行考核验收高炉方可投产，该项工作必须严格把关，绝不可走过场，否则贻害无穷。二、 高炉投产后的技术操作高炉投产后软水冷却系统的技术操作和管理，主要是围绕高炉基本操作制度和操作调剂、炉体冷却系统的安全运行和冷却制度控制两个主导方向进行，具体技术工作见程序框图9所示。（1） 树立正确的高炉技术操作思想，高炉技术操作人员要全面正确贯彻“高产、优质、低耗、长寿”八字高炉技术操作方针。正确处理高炉高产和高炉长寿的关系，认清高炉技术操作和炉体冷却壁寿命相辅相成的依存关系。认真做好高炉强化冶炼与正常冷却制度的密切配合，选择合理的高炉基本操作制开 始编制软水冷却系统技术操作规程，建立健全研究分析制度高炉长寿基本操作制度的选择和调节高炉炉体冷却系统最大和最佳冷却水温差（t）和热负荷（q）控制范围计算高炉冷却制度基本参数的统计分析及预测高炉炉况的发展趋势跟踪监视和调控冷却系统的冷却参数及时进行高炉操作制度变更和调剂严密监视冷却系统的排气功能，防止冷却器产生气塞而损坏，以及冷却器破损检漏处理冷却系统的安全运行管理冷却系统的“水质稳定”管理结 束图9 高炉冷却壁冷却系统投产后的技术操作和管理框图度，强化高炉日常技术操作调剂，及时进行高炉炉况的上下部调剂，保持高炉炉况稳定顺行和炉缸工作活跃，杜绝高炉煤气流边缘发展和炉况严重失常。同时还应健全高炉炉型和炉墙厚度的监测及冷却壁破损追查责任管理制度，通过全面的综合治理，为高炉炉体长寿奠定坚实基础。（2） 搞好冷却壁冷却系统技术管理的首要工作是：计算出高炉软水冷却系统的最大水温差（t）和热负荷（q）的控制范围，并从中优化选择出合理最佳控制区间和目标值。本计算是根据PW公司和WISCO公司双方人员联合设计所确定的高炉炉体冷却壁各区段的热流强度（Q）分布梯度（见图10），结合高炉实际情况，计算出软水冷却系统运行时最大t和t值（见表14），然后根据高炉开炉后实际运行和炉况顺行状况，制定出最佳控制目标值（如表15所示），与此同时，我们根据西欧高炉有关技术资料，努力控制冷却壁受热面不致超过允许热负荷及其相应的工作温度范围，以保持冷却壁能在其冶金极限和机械极限性能之内，充分发挥优越的冷却性能（见表15中数值）。由此可见，上述两项内容是软水冷却系统运行控制的核心，是制定软水冷却系统冷却参数诸元的基本依据。表14 5#高炉冷却壁软闭冷却系统最高水温差和热负荷计算结果区段热流强度q（4.1819KJ/m2.h）冷却面积(m2)冷却水温度差t()冷却水热负荷(4.1819KJ/h)炉身上部7000246.140.7501722980炉身中部24000265.721.8396377280炉身下部及炉腰40000296.383.01211855200炉腹30000127.941.2123838200风口带2000060.200.4481204000炉缸4000339.560.5051358240（416.96）（0.620）（1667840）合计1335.947.826355000（7.94）26670000注：表中括号内数据包含V6100以下冷却壁部分。表15 5#高炉冷却壁软闭冷却系统主要技术措施表序号项 目控 制 目 标措 施 内 容1研究冷却壁破损原因分析破损主导因素制定具体对策2冷却壁系统水温差和热负荷控制范围计算最大控制范围及目标：t7.8q26106（4.1819KJ/h）最佳控制范围：t：35q：1510620106 （4.1819KJ/h）严格控制冷却系统的工艺冷却参数，不小于设计值。禁止采用减少冷却壁供水量进行炉况调剂。3西欧技术资料提示冷却壁热面温度400，冷却壁测温电偶温度200冷却系统进水温度的3040连续检查冷却壁壁体和炉墙砖衬温度及冷却系统进水温度，及时采取防范措施。4跟踪监视和调节系统的运行参数冷却壁系统运行参数：Q4550M3/HP0.8MPAT进3540N2=0.1MPa2.02.3m/s及时调节系统内28组冷却水量（Q垂、凸170m3/h、Q蛇130m3/h），确保各冷却水管的流速大于规定值。5按时、日计算统计和分析冷却系统的水温差和热负荷及发展趋势冷却壁系统：t3.05q：1510620106（4.1819KJ/h）T进40及时调节无钟布料的角布料矩阵，跟踪调节水/水换热器的二次水量和水温。6严密监视冷却系统的排气功能，防止冷却壁的冷却水管产生气塞现象。确保冷却系统中各个部位管路的冷却介质脱气功能正常，N2气压力稳定。掌握好系统内加压N2自动控制功能；及时检查各部位排气阀是否集气。7冷却系统安全运行管理系统运行参数稳定率达到100%，安全运行率100%按规定制度做好系统中所有设备的正常运转；并定期检查PLC控制功能和柴油机泵及事故水塔安全供水。8“水质稳定”管理冷却水的缓蚀剂量（W655）稳定；冷却系统管路腐蚀率0.002mm/年日分析测定水质和缓蚀剂浓度；定期挂片检测腐蚀率。（3） 单独并联式的冷却壁软水冷却子系统，要认真贯彻和执行“强化凸台、力保本体”的冷却原则，在技术操作管理中要做到： 严格控制确保冷却壁水冷管的实际工作流速在设计的规定值以上。如果在运行过程中，随意减少各组冷却水流量，则意味着降低冷却水管的冷却水流速，恶化冷却壁的冷却能力，必然导致冷却壁过热而烧坏，同时对高炉圆周工作均匀也会造成不利影响。 跟踪监视冷却壁系统的t和q值，统计分析其发展趋势，并随着高炉冶炼强度的逐步提高，密切结合炉况变化态势和炉墙砖衬及壁体温度的变化，依照先“凸台”、后“蛇形”、“垂直”冷却水管的顺序，及时分层次、分区域加大冷却系统28组冷却分路冷却水量、调节冷却系统进出水温度和无料钟布料矩阵，努力控制冷却系统的冷却水温差、热负荷及壁体温度在管理范围之内，以期解决冷却壁早期破损难题。 在高炉冶炼强度处在较高水平，冷却系统的水温差和热负荷接近或超过控制上限水平时，应尽快采取有效措施，防止冷却壁烧坏。一方面要选择合理的高炉操作制度，搞好高炉的上下部调剂，采取加长风口和缩小风口直径，改变无钟角布料矩阵，加重高炉边缘负荷，另一方面预防性增大凸台冷却分路各组供水量至最大值（凸台冷却水管流速2.5m/s左右），必要时还可以采取降低冷却系统供水温度的决定性措施，不但延缓了炉墙砖衬的侵蚀，有利于“渣皮”的形成和稳定，而且使冷却壁的水温差和热负荷得到有效的控制，对于防止冷却壁烧坏具有重要意义。 高炉炉腹部位冷却壁的水温差和热负荷及壁体温度处于较高水平时，应采取增加蛇形管冷却分路的供水量，使蛇形冷却水管水速达到2m/s左右，同时，如有可能，还可以增加垂直管冷却分路的供水量，此外，还应采取加长风口长度和调整无钟角布料矩阵的技术措施，这对防止炉腹冷却壁烧坏有积极意义。 高炉炉缸和炉底耐火砖衬的侵蚀状况，是决定高炉一代寿命的主要依据之一。对于炉缸耐火砖衬的侵蚀状况，除了监视各层测温电偶的温度变化外，重要的是通过连续测量炉缸冷却壁和炉底水冷管的水温差和热负荷变化间接地判断出来。根据武钢生产经验，分四档和七档分别计算了炉缸冷却壁和炉底水冷管进出水温差和热负荷控制范围（见表16和表17）。至于各档管理范围应采取的对应技术措施，应定性定量地编制于高炉技术操作规程，并严格贯彻执行，以确保高炉炉缸和炉底安全生产，杜绝炉缸冷却壁和炉底烧穿的恶性事故发生。表16 五高炉炉缸冷却壁水温差和热负荷控制范围表控制范围热流强度（）q（4.1819KJ/m2.h）tQ（4.181