薑玉毅

　　在現代鋼鐵工業高爐冶煉強度持續提升的背景下，高爐一代爐役壽命突破15年~20年已成為行業核心技術目標。傳統磚砌爐襯存在磚縫侵蝕、整體強度不足、熱re震zhen穩wen定ding性xing差cha等deng缺que陷xian
，在zai爐lu腹fu及ji以yi上shang高gao熱re負fu荷he區qu域yu極ji易yi破po損sun，成cheng為wei製zhi約yue高gao爐lu長chang壽shou的de關guan鍵jian瓶ping頸jing。在zai此ci背bei景jing下xia，全quan爐lu澆jiao注zhu一yi體ti化hua爐lu襯chen技ji術shu以yi其qi整zheng體ti性xing強qiang
、抗侵蝕性能優異、適配高效冷卻係統的特點，逐步發展為現代長壽高爐爐襯設計的主流方向。

　　技術發展背景

　　磚zhuan壁bi合he一yi的de爐lu襯chen通tong過guo冷leng卻que壁bi與yu耐nai火huo磚zhuan組zu合he
，雖sui然ran能neng提ti升sheng使shi用yong年nian限xian
，但dan磚zhuan砌qi結jie構gou固gu有you缺que陷xian難nan以yi根gen除chu。磚zhuan縫feng易yi成cheng為wei熔rong渣zha與yu煤mei氣qi侵qin蝕shi的de通tong道dao
，導dao致zhi內nei襯chen剝bo落luo
；不同磚體間的熱膨脹係數差異易引發開裂；爐型隨磚體侵蝕發生不可逆變化，影響高爐長期順行。隨著耐火澆注料技術的突破——剛玉質、SiC質、Si4N3-SiC質等高性能澆注料實現量產，全爐澆注技術具備了工業化應用基礎。該技術摒棄了傳統磚塊砌築工藝
，采用整體支模


、分層澆注、高gao溫wen養yang護hu的de施shi工gong方fang式shi，實shi現xian爐lu襯chen與yu冷leng卻que壁bi無wu縫feng貼tie合he
，從cong根gen本ben上shang解jie決jue了le磚zhuan砌qi結jie構gou的de滲shen漏lou與yu破po損sun問wen題ti。澆jiao注zhu料liao可ke根gen據ju高gao爐lu不bu同tong區qu域yu的de工gong況kuang定ding製zhi配pei方fang，適shi配pei性xing遠yuan超chao定ding型xing耐nai火huo磚zhuan，已yi成cheng為wei高gao爐lu長chang壽shou設she計ji的de最zui優you解jie。

　　結構形式與要點

　　全爐澆注爐襯的核心是澆注料+lengquebiyitihuaouhesheji，genjugaolurongjiyuyelianxuqiu
，fenweiliangzhongzhuliujiegouxingshi。yizhongshiquanzhutielengquebiyujiaozhuliaofuhejiegou，shiyongyuzhongxiaoxinggaolu，conglufuzhilushenshangbuquanfugai。lengquebicaiyongqiumozhutiewututailengquebi，zailufu、爐腰等高熱負荷區設計雙層水冷管，爐身上部配備2段~3段倒C型耐磨鑄鐵冷卻壁。在冷卻壁內側直接澆注耐材
，厚度控製在150mm~250mm；開爐前
，噴塗50mm~100mm的防滲塗層，形成雙重防護。爐身中上部選用剛玉質澆注料抗衝刷侵蝕，爐腹爐腰及爐身下部采用Al2O3-SiC質澆注料抵禦堿金屬破壞。這樣配置耐材成本可控、施工周期短，適配中小型高爐的生產節奏與預算需求。

　　另一種是銅冷卻壁、鑄鐵冷卻壁與澆注料混合結構，主要適用於超大型高爐，聚焦高熱負荷區域的強化保護。在爐腹、爐腰、爐身下部等冶煉核心區

，采用銅冷卻壁，其導熱係數是球墨鑄鐵的10餘倍，單層水冷即可滿足散熱需求；在(zai)爐(lu)身(shen)上(shang)部(bu)搭(da)配(pei)球(qiu)墨(mo)鑄(zhu)鐵(tie)冷(leng)卻(que)壁(bi)，兼(jian)顧(gu)了(le)高(gao)爐(lu)整(zheng)體(ti)的(de)經(jing)濟(ji)性(xing)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)。在(zai)澆(jiao)注(zhu)料(liao)施(shi)工(gong)工(gong)藝(yi)上(shang)

，銅(tong)冷(leng)卻(que)壁(bi)與(yu)澆(jiao)注(zhu)料(liao)采(cai)用(yong)熱(re)鑲(xiang)一(yi)體(ti)化(hua)工(gong)藝(yi)，消(xiao)除(chu)兩(liang)者(zhe)間(jian)隙(xi)
；在高熱負荷區，選用氮碳結合澆注料
，兼具高導熱性與抗熱震性；在爐身中部

，采用SiC質澆注料，可應對周期性溫度波動；在爐身上部，采用剛玉質澆注料，降低堿金屬侵蝕影響。銅冷卻壁可在渣皮脫落後20分鍾內完成複建
，大幅度地提升了高爐抗波動能力

，可支撐大型高爐實現20年以上使用年限的目標。

　　高爐內型設計

　　全quan爐lu澆jiao注zhu爐lu襯chen的de致zhi密mi整zheng體ti性xing決jue定ding了le其qi設she計ji內nei型xing即ji為wei全quan爐lu役yi操cao作zuo內nei型xing，內nei襯chen侵qin蝕shi後hou爐lu型xing變bian化hua極ji小xiao，因yin此ci內nei型xing設she計ji直zhi接jie對dui標biao傳chuan統tong高gao爐lu的de最zui佳jia操cao作zuo爐lu型xing。一yi是shi優you化hua關guan鍵jian參can數shu，適shi當dang擴kuo大da爐lu腰yao直zhi徑jing，縮suo小xiao爐lu腹fu角jiao與yu爐lu身shen角jiao，爐lu身shen角jiao控kong製zhi在zai81°30′~83°，爐腹角控製在75°~80°
，降低了煤氣流阻力，提升噴煤比與冶煉效率。二是調整高徑比，相較於傳統高爐，全爐澆注高爐的實際高徑比值降低了0.1~0.2，優化了爐料下降與煤氣流上升的動力學條件，實現了高爐長期順行。

　　支撐技術體係

　　全爐澆注爐襯的長壽優勢需多項配套技術支撐。一是軟水密閉循環冷卻技術：作為核心配套技術

，軟水冷卻可避免水管結垢，確保冷卻壁散熱效率穩定
；針對雙層水冷管冷卻壁，軟水流量可精準調控

，實現無過熱化運行。二是澆注料施工與養護技術：采用泵送澆注+振動密實工藝，確保澆注料體均勻無氣孔；在高溫養護階段嚴格控製升溫速率（≤5℃/h），避免澆注料因熱應力開裂；在關鍵區域采用超聲波檢測，確保澆注密實度達標。三是冷卻壁固定與熱膨脹補償技術：采用“固定點+滑動點+浮動點”組合固定的方式，配備波紋膨脹器與變形套管
，吸收冷卻壁熱膨脹位移，杜絕水冷管斷裂風險。四是智能監測技術：在冷卻壁內嵌入熱電偶
，實時監測冷卻壁體的溫度
；配套冷卻水溫度、流量及高爐熱負荷監測係統，構建爐襯健康預警模型，實現預知性維護。

　　技術優勢與前景

　　相較於傳統磚砌爐襯，全爐澆注爐襯技術具備無磚縫
、高強度
、抗侵蝕、爐型穩等4個核心優勢，可顯著降低高爐休風率，提升產能效益。隨著我國鋼鐵工業向“綠色
、高效、長壽”轉型，全爐澆注爐襯技術與銅冷卻壁

、軟水密閉循環冷卻技術的組合方案，正在成為新建高爐與高爐大修的首選技術路徑
，為鋼鐵行業高質量發展築牢冶煉裝備基礎。

　　（作者係河南華西科技集團總裁）