长寿高炉炉缸底的设计

延长高炉的使用寿命可大大减少生产成本，因此国外近年来一直在对如何延长高炉寿命展开深入研究。在20世纪70年代，高炉炉龄一般在4～5年，高炉炉龄受到下部炉身和炉腹炉衬的耐磨能力的限制。到20世纪80年代，成功使用了新型的耐火砖，高炉下部炉身和炉腹砌筑碳化硅砖、石墨砖，同时改进冷却系统设计以及采用其它炉龄延长技术，将炉龄提高到7～10年。炉缸底设计的改进是其中一个重要方面。

过去，建造直径小于8.5m而无炉底冷却的高炉，其炉底缸壁均采用碳质砖与陶瓷砖组合的形式。这种设计比较简单、易于建造且投资相对较低，但因为不具备冷却设施，加之陶瓷砖导热性较差，因此易于损坏。现代化的大型高炉采用了炉底冷却系统和具有良好导热性的耐火材料综合构成的炉缸底。

从20世纪80年代中期开始，国外许多高炉的炉缸直径在8.5～8.8m之间，它们都将原来多种不同等级的铝质陶瓷底热型炉缸底，改成了钝化冷却型炉缸底。其共同的设计特征是：

1)用石墨层导热作为缸壁冷却元件。

2)石墨砖和碳砖多种组合。

3)用陶瓷层保护基底碳质层或石墨底垫。

对于炉缸直径达9m的高炉，可用石墨耐火砖层传输流向冷却系统。这种系统具有真正的钝化性能，炉底不需能源。因为陶瓷砖抗腐蚀性能较碳质砖好，而碳质砖导热系数高，可使热平衡在陶瓷砖内部实现。将陶瓷搁置在碳砖的上面可使铁水较长时间与碳砖隔离而防止死铁穿透。这种设计的目的是使冷却系统具备足够高的钝化冷却能力，将1150℃等温线保持在陶瓷砖顶部的三分之一厚度内。实践已经证明，这种钝化冷却炉缸是成功的。

对于炉缸直径大于9m的高炉，国外铁厂通常采用导热耐火材料作底垫以及强制空冷或水冷的炉底。典型的设计是在冷却系统之上砌筑4层或5层条形碳砖。实践证明，这种设计可使高炉炉龄超过12～15年。北美有个铁厂采用这种高炉，从1968年投产至今未进行过大的炉衬更换，产铁量已累计5200万吨.

陶瓷底垫层的成功应用，也触发了较小型的高炉采用条形碳砖加陶瓷砖来更换原来砌砖的热潮。例如，北美某铁厂的一个高炉，第一代炉龄操作运行12年后，三层碳质砖被磨损。修改炉衬后的第二代炉龄，经过18年的运行，腐蚀仍被限制在陶瓷砖层内。

实践证明，通过合理的设计和材料选择，使炉缸寿命超过15～20年是完全可以实现的。不过，当炉缸寿命提高后出铁口的寿命便成为关键。炉龄期间必须注意对出铁口进行修理或更换。所以，出铁口的设计和修理，出渣口的维护以及其它工作都加以注意才能最终将炉龄延长至20年。