表 2 冷却壁主要特征

3.2 软水冷却系统

采用联合软水密闭循环冷却系统，即采用并联加串联的方法将原有三个独立的系统合成一个系统，充分发挥软水不结垢，可适当提高水温差的优点，从而达到节约投资、减少水量，节省能源的目的。

具体方案是，从软水泵站出来的软水总水量为～3544m³/h，在炉前一分为二，其中 584m³/h冷却炉底，2960m³/h 冷却冷却壁直管，经冷却炉底出来的软水与双层水冷冷却壁外层蛇形管串联，两者回水进入冷却壁回水总管，从冷却壁回水总管出来的软水一分为三，一部分经高压增压泵增压，供风口小套使用；另一部分经中压增压泵增压，供风口二套、热风阀使用；两者回水与多余部分一起回到总回水管，经过脱汽罐脱汽和膨胀罐稳压，后回到软水泵房，经过二次冷却，再循环使用。

3.2.1 冷却壁系统

冷却壁采用 2 根环管供水，其中 1 根环管供冷却壁直冷管，另 1 根环管供冷却壁蛇形管。冷却壁回水分成 4 个扇区，每个扇区布置 5 根回水集管，对应于每块冷却壁的 4根直冷管和 1 根蛇形管。在每根回水集管至回水总管上设有调节阀和流量计，回水回到冷却壁回水总管。在冷却壁间直冷管进出水联管上，设有 9 层检测元件(其中热电偶 8x8，流量计 1x8 只)，自动测量水温及水量， 进行炉体热负荷计算， 以便及时进行生产调节。在事故状态时，冷却壁可在短期内转为无压汽化冷却。在膨胀罐上，设有水位检测装置和充 N₂稳压措施， 实现系统自动稳压、自动排气、自动检漏和自动补水。

3.2.2 炉底系统

48根冷拔无缝钢管平行排列布置在炉底封板之上，钢管间距252mm，炉底水冷系统耗水及走向布置， 充分考虑了炉底全面冷却效果的均匀性，确保炉底具有足够的冷却强度。

3.2.3 风口及热风阀系统

从冷却壁回水总管出来的软水经过高压泵组增压后，供给风口小套冷却；从冷却壁回水总管出来的软水经中压泵组增压后，供给风口中套、热风阀及倒流休风阀冷却。直吹管水冷。

3.3 炉体冷却安全措施

（1）风口事故水系统：风口设置事故水处理系统，当个别风口产生微漏时，微漏风口可通过专门设置的相应管路切换成工业水冷却，水压 0.75mPa，当风口破损到一定数量时，中一次更换，更换后的风口再转换回软水冷却。

（2）柴油机泵组：软水密闭循环系统及工业净循环水系统除备用电动泵组外，还分别设置有柴油机泵组，当停电及电动泵事故时，柴油机组能在 10min内自动启动，维持水系统运行。

（3）汽化冷却功能：当因停电及其它事故引起电动泵不能正常运行时，整个软水系统可自动转化成汽化冷却状态，可维持时间约30 分钟，当柴油泵组启动运行后，软水系统自动转换成正常密闭循环冷却状态。

4 高炉内衬

内衬设计时充分考虑高炉各部位不同的工作条件和侵蚀机理，有针对性的选用耐火材料，并在结构上加强耐火砖衬的稳定性。

4.1 炉底、炉缸耐材

炉底满铺砖第 1 层采用国产超高导石墨砖，高度 400mm； 第 2 层采用国产微孔炭砖，高度 400mm，第 3 层采用国产微孔炭砖，高度 500mm；第 4 层中心砌筑国产微孔炭砖（直径约φ9000mm）、外侧砌国产超微孔炭砖，高度 500mm；第 5、6 层立砌楔形塑性相刚玉砖，总高度 800mm；整个炉底砌体高度 2600mm。炉缸侧壁外侧第 5～9 层采用国产超微孔炭砖，炉缸侧壁外侧第 10～16 层采用国产微孔炭砖（其中：第 9～12 层每个铁口通道区域采用超微孔炭砖，范围～2000×1700mm），总高度4450mm，炉缸侧壁内侧陶瓷杯采用塑性相刚玉砖，总高度 4600mm。

4.2 风口区域内衬

在整个风口区全部采用大块组合砖砌筑，以加强结构的稳定性；同时采取措施，增加风口冷却壁与炉腹铜冷却壁交接处组合砖厚度。风口及铁口组合砖材质均为塑性相刚玉砖，以提高其抗渣铁侵蚀及冲刷能力。

4.3 炉腹及其以上区域内衬

第 5～8 段铜冷却壁区域，冷却壁镶砖采用Si₃N₄-SiC 砖。 第 9、10 段双层水冷铸铁冷却壁区域，冷却壁镶砖采用 Si₃N₄-SiC砖。在炉身上部第 10～15 段单层水冷铸铁冷却壁区域，冷却壁镶砖采用 Si3N4-SiC 砖。

5 检测设施

设计采用了较为完善的检测系统，以加强对高炉各系统的监测，并为上专家系统提供必要的参数。所有自动采集的数据都进入 DCS 系统。

5.1 高炉内衬及冷却壁温度检测装置

高炉内衬温度检测装置主要是指炉底炉缸温度检测。在混凝土基础设置1层热电偶、炉底设置4层热电偶、炉缸部位设置4层热电偶，总数量大约134支，以上热电偶数据进入主控楼计算机，有画面显示，并作为炉底炉缸侵蚀模型的原始数据。

冷却壁温度监测共设置了7层热电偶，沿圆周方向均匀布置，炉喉钢砖设置了1层热电偶，总数量74 支，以上热电偶数据进入主控楼计算机，有画面显示，作为判断炉况依据之一，并具有冷却壁辅助检漏功能。

5.2 软水密闭循环系统监控装置

在整个软水系统监控包括温度、压力、流量、水位等，设置温度检测点 96 点、流量检测点 116 点、压力检测点398 点，其中全部温度检测、流量检测及部分压力检测进入主控楼计算机，有画面显示，并具有超工作范围自动报警功能。

系统具有自动排汽功能，主控楼计算机根据脱汽罐及膨胀罐间的压力传感器自动控制调节阀进行系统排汽。

系统具有水位监控、自动补水、破损报警功能，计算机根据膨胀罐上设置的水位计自动控制系统水位及补水，并根据水位情况及补水情况通过累计比较及瞬时变化量的异常自动发出系统漏损报警。

系统还具有自动稳压功能，系统设置有自动充氮装置，根据系统实际压力由主控楼计算机自动控制系统充氮，确保系统压力稳定。

5.3 热负荷监测

在冷却壁间竖直管进出水连管上，设有9层沿圆周均布的检测元件(其中热电偶8X8只，流量计 1X8 只)，自动测量水温及水量，进行热负荷计算，以便及时进行生产调节。另外每根直冷管、蛇形管回水支管上均设置了逆止型液流显示器，查漏及时、快捷。

5.4 炉身静压力计

炉身静压力计检测在炉身共设置了 3 层，每层 4 点，共 12 点。

5.5 其它监测

在炉顶封板设置 1 台红外摄像仪，用以监测炉料分布及控制布料。

6 结语

南钢第二炼铁厂1800m³高炉炉体设计充分吸收了国内大型高炉的长寿设计经验，采用了一系列先进的、成熟的技术。主要包括：铸铁冷却壁+铜冷却壁的薄壁结构，软水密闭循环冷却+工业水开路循环冷却，炉底炉缸耐材采用国产大块碳砖+陶瓷杯型式，以及完善的炉体监测设施。为高炉的高效、低耗和长寿打下了良好的基础。