車(chē)玉滿(mǎn)，謝明輝，郭天永，姜喆，李仲

（1. 海洋裝備用金屬材料及其應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 鞍山 114009；2. 鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院，遼寧 鞍山 114009）

高爐長(zhǎng)壽是當(dāng)代煉鐵技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志和組成部分，高爐冷卻系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)是保證高爐長(zhǎng)壽的必要條件[1]。目前，鞍鋼高爐已經(jīng)完成大型化、現(xiàn)代化改造，高爐主體裝備達(dá)到世界先進(jìn)水平，在高熱負(fù)荷區(qū)域裝備銅冷卻壁或銅冷卻板，甚至在爐缸重要區(qū)域也裝備銅冷卻壁及內(nèi)襯引進(jìn)國(guó)外優(yōu)質(zhì)炭磚。盡管如此，現(xiàn)階段鞍鋼高爐仍存在的最大問(wèn)題是一代爐役壽命短，平均10.5 年，銅冷卻壁體平均壽命8 年。 基本在開(kāi)爐4～5 年后，爐缸就會(huì)出現(xiàn)安全隱患，嚴(yán)重制約高爐高效生產(chǎn)，與一代爐役設(shè)計(jì)目標(biāo)15 年相差過(guò)大[2-3]。破損調(diào)查發(fā)現(xiàn)，銅冷卻壁損壞形式主要是熱面被爐料和高溫煤氣流磨損、甚至熔蝕，分析認(rèn)為原因是：①冷卻壁熱面渣皮保護(hù)層不穩(wěn)定、頻繁脫落；②爐缸內(nèi)襯侵蝕主要形式是疏松、 脆化以及剝離，除材質(zhì)質(zhì)量不好和設(shè)計(jì)不合理之外，主要與內(nèi)襯熱面缺少渣鐵混合物保護(hù)層有關(guān)。 高爐長(zhǎng)壽是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，并非僅采用優(yōu)質(zhì)冷卻設(shè)備、優(yōu)質(zhì)耐材就能有效提高高爐一代爐役壽命。 合理的冷卻系統(tǒng)工藝布置是保證高爐在長(zhǎng)期生產(chǎn)過(guò)程中冷卻壁和爐缸內(nèi)襯始終存在無(wú)過(guò)熱冷卻體系、冷卻壁和內(nèi)襯熱面生成穩(wěn)定保護(hù)層的關(guān)鍵。

1 鞍鋼高爐冷卻系統(tǒng)工藝現(xiàn)狀

冷卻系統(tǒng)工藝包括冷卻系統(tǒng)工藝形式、冷卻設(shè)備材質(zhì)與冷卻水管（通道）規(guī)格、冷卻水溫度與流量等。 鞍鋼現(xiàn)有11 座大型高爐，高爐冷卻系統(tǒng)工藝比其他企業(yè)復(fù)雜，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.1 冷卻系統(tǒng)工藝形式

目前，以武鋼為代表的先進(jìn)企業(yè)高爐冷卻系統(tǒng)工藝均采用聯(lián)合閉路循環(huán)系統(tǒng)和單一的串聯(lián)形式。鞍鋼11 座高爐中有7 座采用聯(lián)合密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)工藝，4 座采用獨(dú)立閉路循環(huán)冷卻系統(tǒng)工藝，且冷卻方式既有串聯(lián)形式也有并聯(lián)形式，見(jiàn)表1。

表1 鞍鋼高爐冷卻系統(tǒng)工藝概況Table 1 Process Overview of BF Cooling System in Ansteel

鞍鋼有4 座高爐采用獨(dú)立軟水閉路循環(huán)冷卻系統(tǒng)，7 座高爐采用聯(lián)合除鹽水（軟水）密閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。 鞍鋼無(wú)論是獨(dú)立還是聯(lián)合軟水閉路循環(huán)冷卻系統(tǒng)，冷卻方式均有并聯(lián)和串聯(lián)兩種形式。并聯(lián)冷卻形式分為系統(tǒng)Ⅰ、系統(tǒng)Ⅱ和系統(tǒng)Ⅲ，系統(tǒng)Ⅰ冷卻范圍包括爐底水冷管，回水給爐身上部鑄鐵冷卻壁蛇形管供水，一部分加壓后給風(fēng)口中套和倒流閥熱風(fēng)閥供水； 系統(tǒng)Ⅱ冷卻水經(jīng)過(guò)2 個(gè)環(huán)管分別給爐缸和爐體供水，2 個(gè)環(huán)管之間設(shè)置中間調(diào)節(jié)閥，可以二次分配爐體和爐缸水量；系統(tǒng)Ⅲ冷卻范圍主要是熱風(fēng)爐。 串聯(lián)冷卻形式與并聯(lián)形式相比相對(duì)簡(jiǎn)單，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)Ⅱ冷卻水經(jīng)過(guò)1 個(gè)環(huán)管給爐體供水，水管由1 段冷卻壁直接串聯(lián)到爐頂。

1.2 冷卻設(shè)備材質(zhì)與冷卻水管（通道）規(guī)格

鞍鋼高爐冷卻器材質(zhì)與結(jié)構(gòu)形式多種多樣，見(jiàn)表2。高熱負(fù)荷區(qū)域有銅冷卻板、銅冷卻壁，也有全鑄鐵冷卻壁。除鞍山本部7 高爐外，其余高爐爐缸鐵口區(qū)基本采用軋制銅冷卻壁，個(gè)別高爐使用整段銅冷卻壁。 第一代采用并聯(lián)冷卻形式爐缸冷卻壁水管規(guī)格為Φ50 mm×6 mm 和Φ60 mm×6 mm兩種，經(jīng)過(guò)大修后水管規(guī)格改為Φ73 mm×6 mm。

表2 鞍鋼高爐冷卻器材質(zhì)與結(jié)構(gòu)形式Table 2 Material and Structural Style of BF Cooler in Ansteel

統(tǒng)計(jì)鞍鋼高爐銅冷卻壁壽命情況，見(jiàn)表3?？梢钥闯?，使用銅冷卻壁的高爐，爐體壽命并沒(méi)有得到明顯延長(zhǎng)，銅冷卻壁平均壽命在8 年左右，銅冷卻壁一代壽命遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到20 年、甚至30 年的目標(biāo)。

表3 鞍鋼高爐銅冷卻壁壽命情況Table 3 Service Life of Copper Cooling Staves of BF in Ansteel

1.3 冷卻水質(zhì)量與流量

（1）冷卻水質(zhì)量

鞍山本部7、11 高爐和朝陽(yáng)鋼鐵1 高爐采用軟水，其他8 座高爐均采用除鹽水。

（2）冷卻水流量

采用并聯(lián)冷卻形式的第一代高爐爐缸水量少，鞍山本部新1 高爐爐缸冷卻水流量為960 m3/h，鞍山本部2、3 高爐爐缸冷卻水流量1 250 m3/h，鲅魚(yú)圈1、2 高爐和朝陽(yáng)鋼鐵1 高爐爐缸冷卻水流量2 400 m3/h。 經(jīng)過(guò)改造后，除朝陽(yáng)鋼鐵高爐外，其他高爐爐缸冷卻水流量均增加到5 000 m3/h 以上。采用串聯(lián)方式的鞍山本部7 高爐冷卻水流量3 900 m3/h，10 高爐冷卻水流量4 500 m3/h，鞍山本部4、5 高爐冷卻水流量6 000 m3/h。

1.4 換熱器

鞍鋼高爐換熱器主要有兩種形式，一是蒸發(fā)式換熱器，鞍鋼高爐前期均采用蒸發(fā)式換熱器，冷卻水進(jìn)水溫度偏高，尤其是夏季，進(jìn)水溫度基本在35 ℃以上，鞍山本部1 高爐基本在40～45 ℃；二是板式換熱器，鞍鋼高爐后期改造后，爐缸以上冷卻水系統(tǒng)均采用板式換熱器，進(jìn)水溫度全年平均基本在35 ℃以下，冬季基本在25 ℃以下。

2 高爐冷卻系統(tǒng)工藝關(guān)鍵技術(shù)

高爐冷卻系統(tǒng)的水量、水質(zhì)、水溫是影響高爐長(zhǎng)壽重要因素。 若水量、水質(zhì)、水溫設(shè)計(jì)與選擇不合理，則高爐不可能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽。

2.1 較高的冷卻水質(zhì)量

冷卻水質(zhì)量必須保證冷卻器內(nèi)冷卻水不結(jié)垢和不腐蝕冷卻器。 目前高爐冷卻水主要是軟水和除鹽水[1]，無(wú)論是軟水還是除鹽水，基本上都能夠保證冷卻水無(wú)結(jié)垢和不腐蝕冷卻器，企業(yè)可根據(jù)自身?xiàng)l件選擇，水資源豐富地區(qū)選擇軟水，水資源缺乏、水質(zhì)硬地區(qū)例如鞍山、遼西和本溪地區(qū)選擇除鹽水，并定期檢查水質(zhì)，確保水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)[3-4]。

2.2 適宜的冷卻水進(jìn)水溫度

冷卻水進(jìn)水溫度只需保證冷卻器內(nèi)任何部位水溫小于結(jié)垢溫度即可。 雖然冷卻水屬于不可壓縮流體，但其物理性能也會(huì)隨著溫度、壓力變化而發(fā)生改變[4]，具體指標(biāo)見(jiàn)表4。 在水的各種物理參數(shù)中，溫度對(duì)密度、比熱焓、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、黏度（運(yùn)動(dòng)黏度）指標(biāo)都會(huì)產(chǎn)生影響。例如，當(dāng)水溫由40 ℃降低到10 ℃時(shí)，密度增加7.5 kg/m3、比熱焓下降125.5 kJ/kg、比熱容增加0.017 kJ/（kg·℃）、導(dǎo)熱系數(shù)下降0.061 W/（m·℃）、 運(yùn)動(dòng)粘度增加0.647×10-6m2/s。

表4 冷卻水物理指標(biāo)Table 4 Physical Indexes of Cooling Water

以鲅魚(yú)圈2 高爐第2 段銅冷卻壁為例，冷卻水溫度由40 ℃降低到10 ℃后，根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算，可以多帶走2 319 kJ/h 熱量，冷卻壁熱面溫度下降26 ℃,流體流動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有改變,工藝阻力損失有所增加。因此，冷卻水溫度控制必須與換熱器類(lèi)型相匹配[4]，只要能夠保證爐體內(nèi)冷卻水溫度小于結(jié)垢溫度即可，采用降低冷卻水溫度作用效果不大，反而增加動(dòng)力成本。

2.3 合適的冷卻水需求量

為保持冷卻水在水管內(nèi)速度分布相對(duì)均勻，雷諾數(shù)最小取110 000，根據(jù)雷諾數(shù)即可計(jì)算出冷卻水最低需求量[5]。

冷卻水最低需求量應(yīng)同時(shí)兼顧熱流強(qiáng)度和系統(tǒng)水溫差，以熱流強(qiáng)度40 kW/m2、水溫差5 ℃作為串聯(lián)冷卻形式計(jì)算依據(jù)。 一般2580 m3高爐冷卻水最低需求量為2 500 m3/h，3200 m3高爐冷卻水最低需求量為3 300 m3/h，在設(shè)計(jì)時(shí)需要保留20%的富余量。

在選擇冷卻水需求量時(shí)，還應(yīng)該計(jì)算工藝阻損，對(duì)于某一確定高爐，無(wú)論采用何種規(guī)格水管，由于水管高度相同，管道內(nèi)流體的工藝阻損主要與冷卻水流速（流量）相關(guān)，流速越快，則阻損越大，運(yùn)行成本越高[3-5]。 因此，冷卻水需求量只要滿(mǎn)足冷卻強(qiáng)度即可，不是越大越好。

2.4 采用聯(lián)合密閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)

獨(dú)立軟水閉路循環(huán)系統(tǒng)比較復(fù)雜，各子系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，有多套膨脹罐、脫氣罐、換熱器及二次水系統(tǒng)，設(shè)備數(shù)量多，水量、電量、投資及占地面積大。聯(lián)合軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)有串聯(lián)和并聯(lián)兩種供水形式，總循環(huán)水量和二次水量都小于獨(dú)立軟水閉路循環(huán)系統(tǒng)，且運(yùn)行成本低，例如對(duì)于一座2580 m3高爐，聯(lián)合軟水系統(tǒng)一年的運(yùn)行成本比獨(dú)立軟水系統(tǒng)節(jié)省12%以上[6-8]。 可見(jiàn)，聯(lián)合密閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)既有利于節(jié)省水量，也可以降低運(yùn)行成本。

一些企業(yè)把風(fēng)口小套冷卻也納入聯(lián)合密閉循環(huán)系統(tǒng)中[9]。理論上，采用該種方式由于水質(zhì)好，可以延長(zhǎng)風(fēng)口小套使用壽命，同時(shí)不需要額外補(bǔ)充水量，以1 座2580 m3高爐為例，節(jié)省冷卻水量為1 100 m3/h。但在運(yùn)行中，如果有壞風(fēng)口，又不能及時(shí)更換，則必須倒換高壓工業(yè)水，否則會(huì)造成大量軟水被浪費(fèi)。 因此，風(fēng)口必須設(shè)計(jì)兩套水系統(tǒng)，工藝布置復(fù)雜。此外，采用該種方式也可能導(dǎo)致閉路系統(tǒng)出水溫度升高，影響換熱器降溫效果，尤其是不適合采用蒸發(fā)式換熱器的冷卻系統(tǒng)[7-8]。 因此，建議在以后的設(shè)計(jì)中，風(fēng)口小套冷卻方式采用開(kāi)路高壓工業(yè)水。

2.5 統(tǒng)籌考慮選擇并聯(lián)與串聯(lián)冷卻方式

目前大型高爐爐體冷卻形式主要有二種:一是串聯(lián)，即一串到頂?shù)牡墓┧绞剑偹堪醋罡邿嶝?fù)荷區(qū)域最大值要求設(shè)計(jì)，水管直徑大、 總水量少，可以減少動(dòng)力消耗和減少供水壓力損失，缺點(diǎn)是不能按區(qū)域調(diào)整水量且高熱負(fù)荷區(qū)域進(jìn)水溫度高[7-8]；二是并聯(lián)（分段）冷卻，將高爐沿高度方向分為爐底、爐缸區(qū)、爐腹至爐身下部高熱負(fù)荷區(qū)、爐身中上部多個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的水量獨(dú)立可調(diào)，但總水量偏大、管路復(fù)雜[7-8]。

2.6 統(tǒng)籌考慮選擇蒸發(fā)式換熱器與板式換熱器

目前最常用的換熱器是蒸發(fā)式換熱器和板式換熱器，蒸發(fā)式換熱器采用冷熱風(fēng)換熱和凈環(huán)水噴淋對(duì)冷卻水回水進(jìn)行冷卻降溫，板式換熱器采用二次水對(duì)冷卻水回水進(jìn)行冷卻降溫。 二者綜合對(duì)比[6-8]見(jiàn)表5。

表5 蒸發(fā)式換熱器與板式換熱器綜合對(duì)比Table 5 Comprehensive Comparison between Evaporative Heat Exchanger and Plate-type Heat Exchanger

蒸發(fā)式換熱器設(shè)備數(shù)量多，一次投資大，降水溫效果不好，但是運(yùn)行費(fèi)用低、占地面積小[9]，比較適合冷卻系統(tǒng)水溫差＜5 ℃的高爐，建議與并聯(lián)冷卻方式相匹配。

板式換熱器設(shè)備數(shù)量少，一次投資小，降水溫效果好，但是運(yùn)行費(fèi)用高、占地面積大[9]，比較適合冷卻系統(tǒng)水溫差5～12 ℃的高爐，建議與串聯(lián)冷卻方式相匹配。

2.7 合理選擇高爐冷卻壁材質(zhì)與冷卻水管（通道）規(guī)格

目前主要冷卻設(shè)備有鑄鐵（球墨和低鉻）冷卻壁、銅冷卻板、銅冷卻壁[10-11]等形式。

2.7.1 鑄鐵冷卻壁

鑄鐵冷卻壁主要有低鉻鑄鐵和球墨鑄鐵兩種。低鉻鑄鐵主要應(yīng)用于爐缸，普遍為光面。 球墨鑄鐵延伸率、抗拉強(qiáng)度、抗熱疲勞和耐磨性能良好[12]，主要應(yīng)用在爐缸以上部位，在爐身中上部的應(yīng)用更為廣泛。 目前，球墨鑄鐵冷卻壁前端已不再砌磚僅噴涂一層高溫涂料。

2.7.2 銅冷卻板

使用銅冷卻板的優(yōu)點(diǎn)是冷卻板能夠支撐耐火材料，冷卻板之間可以砌筑高導(dǎo)熱炭磚，局部冷卻板損壞后容易更換；不足是冷卻面積小，而且均勻性差，炭磚熱面凹凸不平，操作爐型不光滑，投資高[11]。 因此，全銅冷卻板未能在國(guó)內(nèi)廣泛推廣，國(guó)內(nèi)外高爐冷卻設(shè)備正在向全冷卻壁或板壁結(jié)合的冷卻結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。

2.7.3 銅冷卻壁

銅冷卻壁有軋制銅板鉆孔冷卻壁、連鑄坯鉆孔銅冷卻壁、鑄銅冷卻壁。 軋制銅板鉆孔與連鑄坯鉆孔銅冷卻壁體與冷卻通道一體無(wú)氣隙，冷卻通道斷面前者為圓形、后者為橢圓形，橢圓形通道可以更加有效擴(kuò)大冷卻比表面積[13-15]。 銅冷卻壁導(dǎo)熱能力強(qiáng)于鑄鐵10 倍以上，冷卻效果好，但耐磨性能差，冷卻壁表面容易形成渣皮，即使渣皮由于各種原因脫落，也能在15 min 以?xún)?nèi)結(jié)成新的渣皮，這種類(lèi)型的銅冷卻壁主要應(yīng)用爐身下部、爐腹、爐腰等高熱負(fù)荷區(qū)，也應(yīng)用在爐缸鐵口和其它重要區(qū)域。 埋管式鑄銅冷卻壁優(yōu)點(diǎn)是能夠避免焊接“接管”引起的應(yīng)力集中，并且可以鑄成異形，鑄銅冷卻壁主要應(yīng)用于爐缸，尤其是鐵口區(qū)域[16]。

2.7.4 其他種類(lèi)冷卻器

由于鑄鐵冷卻壁存在導(dǎo)熱能力低、 抗熱震性能差等不足，軋制銅板鉆孔冷卻壁、連鑄坯鉆孔銅冷卻壁存在耐磨性能差等問(wèn)題。目前，一些機(jī)構(gòu)研發(fā)鑄鋼冷卻壁、非金屬冷卻壁和銅鋼復(fù)合冷卻壁，處于試驗(yàn)階段，效果如何有待觀(guān)察[17-20]。

3 高爐冷卻系統(tǒng)改進(jìn)建議

3.1 閉路循環(huán)形式改進(jìn)建議

新建高爐和高爐移地大修建議采用聯(lián)合密閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，有利于節(jié)省水量和降低運(yùn)行成本[21]。 建議取消膨脹罐，在閉路循環(huán)系統(tǒng)中，一般在脫氣罐后還需要聯(lián)接膨脹罐。 根據(jù)實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，只要系統(tǒng)水溫差在可控范圍內(nèi)，可以取消膨脹罐，但需要脫氣罐定期排氣。

3.2 高爐冷卻器形式與材質(zhì)改進(jìn)建議

建議在高爐爐身下部、爐腹、爐腰等高熱負(fù)荷區(qū)使用軋制銅板鉆孔冷卻壁或連鑄坯鉆孔銅冷卻壁，充分發(fā)揮銅冷卻壁導(dǎo)熱性能高、冷卻均勻性和穩(wěn)定性好、抗熱沖擊能力強(qiáng)、冷卻壁表面極易均勻地結(jié)成堅(jiān)實(shí)而穩(wěn)定的渣皮等特點(diǎn)，有效提高冷卻器使用壽命。

目前，有關(guān)銅冷卻壁使用存在一些爭(zhēng)議，已有企業(yè)在高爐設(shè)計(jì)時(shí)改為全鑄鐵冷卻壁。 根據(jù)鞍鋼高爐破損調(diào)查發(fā)現(xiàn)，銅冷卻壁破損的主要形式和原因是爐料和煤氣流磨損減薄以及熱應(yīng)力頻繁沖擊所造成的撓度變形，造成壁體裂紋。 因此，建議對(duì)銅冷卻壁進(jìn)行以下改進(jìn)：

（1）在銅冷卻壁熱面焊接或鉚接一層鋼板，阻隔爐料對(duì)銅冷卻壁表面的磨損，在鋼板表面均勻焊接一定數(shù)量掛鉤，用于固結(jié)噴涂料和渣皮，提高渣皮穩(wěn)定性；

（2）改進(jìn)冷卻水通道形式，采用橢圓形截面，大高爐水通道當(dāng)量直徑擴(kuò)大到Φ60 mm，提高冷卻壁比表面積和冷卻效果；

（3）銅冷卻壁長(zhǎng)度不宜大于2.4 m，減輕撓度變形程度；

（4）爐缸設(shè)計(jì)時(shí)取消銅冷卻壁，鐵口區(qū)改用異形鑄鐵冷卻壁。

鑄鐵冷卻壁膨脹系數(shù)1.5×10-5/℃、 銅冷卻壁膨脹系數(shù)17.6×10-5/℃、陶瓷杯熱膨脹系數(shù)0.6×10-5/℃、優(yōu)質(zhì)炭磚熱膨脹系數(shù)0.2×10-5/℃[10]。大高爐長(zhǎng)期休風(fēng)后、復(fù)風(fēng)時(shí)，爐缸溫度變化幅度可達(dá)1 000 ℃，由于膨脹系數(shù)以及彈性模量差異大，銅冷卻壁容易變形，與鑄鐵冷卻壁不能平滑過(guò)渡，在膨脹和收縮作用下，爐缸爐襯中會(huì)產(chǎn)生30～200 mm 縫隙，造成結(jié)構(gòu)性破損，因此在爐缸設(shè)計(jì)中必須考慮這一因素。 同時(shí)，由于爐缸熱負(fù)荷相對(duì)較低，若爐缸結(jié)構(gòu)不采用石墨擋墻及其他導(dǎo)熱系數(shù)大于鑄鐵冷卻壁的炭磚，則不需要采用銅冷卻壁，建議采用全鑄鐵冷卻壁。 另外，建議加大水管內(nèi)徑，最大可以擴(kuò)到Φ80 mm，既能提高冷卻比表面積，加強(qiáng)冷卻能力，提高炭磚熱面渣鐵凝固層的穩(wěn)定性；又能在相同冷卻水量下降低冷卻水流速，降低工藝阻損，提高冷卻系統(tǒng)工作效率。

3.3 高爐冷卻水質(zhì)量、 冷卻水溫度和冷卻水流量改進(jìn)建議

（1）高爐冷卻水質(zhì)量和冷卻水溫度必須能夠保證冷卻水無(wú)結(jié)垢和不腐蝕冷卻器，建議水資源豐富地區(qū)選擇軟水，鞍山及遼西地區(qū)水質(zhì)硬、選擇除鹽水。

（2）冷卻水進(jìn)水溫度只要保證爐體任何部位冷卻器內(nèi)水溫低于碳酸鹽結(jié)晶溫度即可，采用降低冷卻水進(jìn)水溫度對(duì)提高高爐長(zhǎng)壽作用效果不大，且會(huì)增加換熱器負(fù)擔(dān)及動(dòng)力成本。

（3）高爐爐體的冷卻水量必須與冷卻壁冷卻形式、換熱器類(lèi)型相互匹配。 并聯(lián)形式適宜采用蒸發(fā)式換熱器，爐缸冷卻水量按熱流強(qiáng)度25 W/m2、系統(tǒng)水溫差1.5 ℃核算；爐缸以上部位冷卻水量按熱流強(qiáng)度40 W/m2、 系統(tǒng)水溫差4.0 ℃核算。串聯(lián)形式適宜選擇板式換熱器，爐體總冷卻水量按熱流強(qiáng)度40 W/m2、 系統(tǒng)水溫差5.0 ℃核算。同時(shí)，需滿(mǎn)足以下三方面要求：①計(jì)算冷卻壁水管內(nèi)冷卻水流體狀態(tài)，保證雷諾數(shù)≥110 000；②計(jì)算系統(tǒng)工藝阻損，保證冷卻水出口位置壓力大于爐體對(duì)應(yīng)位置壓力0.1 MPa； ③實(shí)際冷卻水量保有20%富余量。

4 結(jié)論

高爐長(zhǎng)壽是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，在高爐長(zhǎng)壽體系中冷卻系統(tǒng)工藝及冷卻設(shè)備起到重要作用，冷卻系統(tǒng)工藝布置設(shè)計(jì)和冷卻設(shè)備選擇必須與冷卻制度、高爐冶煉強(qiáng)度和磚襯結(jié)構(gòu)相互配合。 因此，高爐始終有無(wú)過(guò)熱冷卻體系是長(zhǎng)壽高爐的關(guān)鍵，也就是說(shuō)合理冷卻體系保證冷卻器熱面最高溫度不超過(guò)其材料強(qiáng)度允許的范圍，在冷卻器前端形成永久性爐襯，保證冷卻器不被燒壞，延長(zhǎng)高爐爐役壽命。