薄形铜冷却壁的热态实验分析

D01:10.13374.isml00103x.2007.s2.74 第29卷增刊2 北京科技大学学报 Vol.29 SuppL 2 2007年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2007 薄形铜冷却壁的热态实验分析 宁晓钧程素森解宁强 北京科技大学治金与生态工程学院.北京100083 摘要为了减少高炉冷却壁的铜消耗量.降低单个铜冷却壁的价格，在保证高炉冷却效果的基础上，开发了一种薄型的铜 冷却壁.为了测定该薄形铜冷却壁的冷却性能设计了热态实验进行模拟实验.在未挂渣的情况下，当炉温为1200℃时，冷却 壁冷面和热面的平均温度分别为72℃和135℃.当有热冲击的情况下，冷却壁冷面和热面的温度差变化不大.加快流速对降 低冷却壁温度影响不大.当热面挂渣时，冷却壁的热流密度急剧降低。而且冷却壁热面温度随炉温变化很小.经过热态实验 薄型铜冷却壁的温度分布和热流密度基本符合高炉实际生产要求. 关键词高炉：薄形铜冷却壁：热态实验：温度分布 分类号TF573.1 为了实现高炉生产高效和长寿，从而获得良好 810 的经济效益，越来越多的高炉在炉身下部、炉腰和炉 腹采用铜冷却壁的设计一习，这是实现高炉长寿的 重要措施之一，这一观念已逐渐成为专家的共识. 然而，由于铜价格比较高，国产铜冷却壁价格约 为5万元/3，进口铜冷却壁价格则更高.因此，在 设计和制造铜冷却壁过程中，如何在保证高炉冷却 效果的基础上减少冷却壁的铜料消耗从而降低成 本，成为铜冷却壁的重要研究内容. 1薄形铜冷却壁的提出 810 9010100 21000 薄形铜冷却壁同普通铜冷却壁相比较首先，薄 形铜冷却壁的厚度显著减少，薄形铜冷却壁的厚度 (含肋)由普通铜冷却壁130~150mm的厚度减少 到90mm:其次，其冷却通道和肋的相对位置发生了 图1冷却壁外形尺寸和效果图 变化，在肋与壁体之间放置冷却通道，并使肋、镶砖 与水通道平行.某公司开发设计的一种薄形铜冷却 2.1实验目的 壁外形尺寸为1604mm×810mm×90mm,内部含 主要是在高温下(800~1250℃)试验该薄形铜 四个圆孔冷却水通道，直径为40mm,如图1所示. 冷却壁的工作状况、性能和效果. 这样设计的铜冷却壁减小厚度，减轻重量，从而降低 (1)通过布置热电偶，得到较为全面的冷却壁 了成本. 温度场分布，从而可以分析冷却壁在高温下的冷却 效果和热性能： 2薄形铜冷却壁的热态实验 (2)模拟两种情况冷却壁的冷却效果，一种情 为了测定该薄形铜冷却壁的实际冷却性能，在 况为冷却壁热面完全裸露在高温下的光面热态实 江苏常熟喷嘴厂专用的高炉冷却壁热态实验炉上进 验，模拟冷却壁极限状态的温度分布；另一种为冷却 行了11模拟热态实验.全面分析了新型薄形铜冷 壁挂渣实验，模拟冷却壁在高炉内挂渣时的温度分 却壁的热性能. 布.分析比较光面冷却壁和挂渣冷却壁在高温下的 冷却效果和热性能. 收稿日期：2007-10-06 作者简介：宁晓钧(1971一)，男，别研究员，博士

薄形铜冷却壁的热态实验分析 宁晓钧 程素森 解宁强 北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京 100083 摘 要 为了减少高炉冷却壁的铜消耗量, 降低单个铜冷却壁的价格, 在保证高炉冷却效果的基础上, 开发了一种薄型的铜 冷却壁.为了测定该薄形铜冷却壁的冷却性能, 设计了热态实验进行模拟实验.在未挂渣的情况下, 当炉温为1 200 ℃时, 冷却 壁冷面和热面的平均温度分别为 72 ℃和 135 ℃.当有热冲击的情况下, 冷却壁冷面和热面的温度差变化不大.加快流速对降 低冷却壁温度影响不大.当热面挂渣时, 冷却壁的热流密度急剧降低, 而且冷却壁热面温度随炉温变化很小.经过热态实验, 薄型铜冷却壁的温度分布和热流密度基本符合高炉实际生产要求. 关键词 高炉;薄形铜冷却壁;热态实验;温度分布 分类号 TF573.1 收稿日期:2007-10-06 作者简介:宁晓钧(1971—), 男, 副研究员, 博士 为了实现高炉生产高效和长寿 ,从而获得良好 的经济效益,越来越多的高炉在炉身下部、炉腰和炉 腹采用铜冷却壁的设计[ 1-2] , 这是实现高炉长寿的 重要措施之一, 这一观念已逐渐成为专家的共识. 然而 ,由于铜价格比较高 ,国产铜冷却壁价格约 为 5 万元/ t [ 3] ,进口铜冷却壁价格则更高 .因此, 在 设计和制造铜冷却壁过程中, 如何在保证高炉冷却 效果的基础上减少冷却壁的铜料消耗, 从而降低成 本,成为铜冷却壁的重要研究内容 . 1 薄形铜冷却壁的提出 薄形铜冷却壁同普通铜冷却壁相比较,首先, 薄 形铜冷却壁的厚度显著减少, 薄形铜冷却壁的厚度 (含肋)由普通铜冷却壁 130 ～ 150 mm 的厚度减少 到 90 mm ;其次, 其冷却通道和肋的相对位置发生了 变化 ,在肋与壁体之间放置冷却通道, 并使肋、镶砖 与水通道平行.某公司开发设计的一种薄形铜冷却 壁外形尺寸为 1 604 mm ×810 mm ×90 mm , 内部含 四个圆孔冷却水通道 ,直径为 40 mm , 如图 1 所示 . 这样设计的铜冷却壁减小厚度 ,减轻重量,从而降低 了成本. 2 薄形铜冷却壁的热态实验 为了测定该薄形铜冷却壁的实际冷却性能, 在 江苏常熟喷嘴厂专用的高炉冷却壁热态实验炉上进 行了 1∶1 模拟热态实验, 全面分析了新型薄形铜冷 却壁的热性能. 图1 冷却壁外形尺寸和效果图 2.1 实验目的 主要是在高温下(800 ～ 1 250 ℃)试验该薄形铜 冷却壁的工作状况 、性能和效果 . (1)通过布置热电偶 ,得到较为全面的冷却壁 温度场分布, 从而可以分析冷却壁在高温下的冷却 效果和热性能; (2)模拟两种情况冷却壁的冷却效果, 一种情 况为冷却壁热面完全裸露在高温下的光面热态实 验 ,模拟冷却壁极限状态的温度分布 ;另一种为冷却 壁挂渣实验, 模拟冷却壁在高炉内挂渣时的温度分 布 .分析比较光面冷却壁和挂渣冷却壁在高温下的 冷却效果和热性能 . 第 29 卷 增刊 2 2007 年 12 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol.29 Suppl.2 Dec.2007 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2007.s2.074

Vol.29 SuppL 2 宁晓钧等：薄形铜冷却壁的热态实验分析 ·127。 2.2 实验装置 时，测量点中肋热面的最低和最高温度分别为 本实验是检测在高温条件下，铜冷却壁在不同 122℃和149℃镶砖最高温度为1119℃.考虑到 炉气温度、不同冷却水流速、挂渣和不挂渣条件下的 炉温的不均匀（从冷面观测，右侧炉温高于左侧），把 冷却效果.测试系统包括四部分：冷却壁实验炉、柴 五个布置在肋热面的热电偶的平均值作为冷却壁肋 油燃烧室、水循环系统和测试系统.热态实验装置 热面的平均温度，其值为135℃.同理，镶砖热面平 见图2. 均温度为1047℃. 869℃8 8 镶砖 006℃ 高热而5mm 162℃4 69℃ 本体 肋、 163℃ 69℃ 75℃ 42 9 10 64℃ 76℃ 1一水箱：2一水泵：3一喷淋装置：4一阀门：5一压力表：6一温度 计：7一水表：8一温度巡检仪：9一打印机：10一应变仪：11一主烧 嘴：12一辅助烧嘴：13一风机：14一排气口：15一实验炉：16一铜冷 82℃ 0 却壁：17一热电偶：18一应变片：19一进水口：20一防溢出水口 图2热态实验装置图 (a冷面 (6)热面 7 为了检测热态条件下冷却壁温度分布的均匀程 67℃◆ 77℃ 63℃ 4691℃- 度，共布置了60个热电偶.一部分用于测量冷却壁 (c)中部横截面（离底面0.8m) 冷面、内部、水管附近的温度另一部分用于测量热 面、肋及镶砖的温度，还有6支热电偶用于监测炉内 图31200℃炉温下的冷却壁温度分布 的温度变化. 2.3.3冷却壁本体内部温度分布 2.3实验结果分析 如图3(c)所示，热电偶沿三条垂直表面的直线 在实验条件允许的范围内，通过改变炉气温度、 分布，左右两条位于水通道附近，还有一条在两水通 冷却水管流速及其是否挂渣下进行薄形铜冷却壁的 道中间，显然，不考虑炉温的均匀性，后者的温度比 热态实验. 前两者相同深度的要高，这是因为后者离水通道较 2.3.1冷却壁的冷面温度分布 远.在所以测量点中，冷却壁本体内部最高温度为 如图3(a)所示，当炉温1197℃水速1.5m/s 108℃，该点位于冷却壁右下角部，离肋热面5mm, 时，测量点中最低和最高温度为62℃和82℃分别 这比普通铜冷却壁相同位置点的温度要低，这是 出现在冷却壁中部水通道附近和下部两水通道之 因为薄形铜冷却壁的水通道一半位于肋上，减小了 间.冷面最高温度出现在冷却壁下部，这一方面是 水通道中心线与肋热面的距离，增强了冷却. 由于整个炉温不均匀，炉子下部温度最高，另一方面 2.3.4不同炉温下冷却壁的温度分布 是由于冷却壁下部角部离冷却通道较远，是冷却的 图4所示为水速1.5m/s、炉温在489~1222℃ 薄弱环节.但是，该冷却壁冷面所有测量点的最大 范围内冷却壁冷面、肋和镶砖热面的温度平均值. 温差仅为20℃体现了薄形铜冷却壁的优良传热性 在实验条件下，冷却壁肋热面平均温度都在150℃ 能. 以下，满足长期稳定工作的要求.在高温段，冷却壁 在该实验条件下，计算可得当炉温1197℃，水 肋和镶砖热面温度随炉温都近似线性增长.另外， 速1.5m/s时，冷却壁的热流密度为155kW/m2. 肋热面温度比冷面温度上升得多.当炉温从1002 23.2冷却壁的热面温度分布 ℃上升到1222℃时，肋热面由95℃上升到142℃ 如图3()所示，当炉温1197℃水速1.5m/s 冷面由51℃上升到71℃，两者分别上升了47℃和

2.2 实验装置 本实验是检测在高温条件下, 铜冷却壁在不同 炉气温度 、不同冷却水流速、挂渣和不挂渣条件下的 冷却效果 .测试系统包括四部分 :冷却壁实验炉、柴 油燃烧室、水循环系统和测试系统 .热态实验装置 见图 2 . 1—水箱;2—水泵;3—喷淋装置;4—阀门;5—压力表;6—温度 计;7—水表;8—温度巡检仪;9—打印机;10—应变仪;11—主烧 嘴;12—辅助烧嘴;13—风机;14—排气口;15—实验炉;16—铜冷 却壁;17—热电偶;18—应变片;19—进水口;20—防溢出水口 图 2 热态实验装置图 为了检测热态条件下冷却壁温度分布的均匀程 度,共布置了 60 个热电偶 .一部分用于测量冷却壁 冷面、内部、水管附近的温度, 另一部分用于测量热 面、肋及镶砖的温度 ,还有 6 支热电偶用于监测炉内 的温度变化. 2.3 实验结果分析 在实验条件允许的范围内 ,通过改变炉气温度 、 冷却水管流速及其是否挂渣下进行薄形铜冷却壁的 热态实验 . 2.3.1 冷却壁的冷面温度分布 如图 3(a)所示, 当炉温 1 197 ℃, 水速 1.5 m/ s 时,测量点中最低和最高温度为 62 ℃和 82 ℃, 分别 出现在冷却壁中部水通道附近和下部两水通道之 间.冷面最高温度出现在冷却壁下部, 这一方面是 由于整个炉温不均匀 ,炉子下部温度最高,另一方面 是由于冷却壁下部角部离冷却通道较远, 是冷却的 薄弱环节.但是, 该冷却壁冷面所有测量点的最大 温差仅为 20 ℃,体现了薄形铜冷却壁的优良传热性 能. 在该实验条件下 ,计算可得当炉温 1 197 ℃, 水 速 1.5 m/ s 时 ,冷却壁的热流密度为 155 kW/m 2 . 2.3.2 冷却壁的热面温度分布 如图 3(b)所示 , 当炉温 1 197 ℃, 水速 1.5 m/ s 时 , 测量点中肋热面的最低和最高温度分别为 122 ℃和 149 ℃, 镶砖最高温度为 1 119 ℃.考虑到 炉温的不均匀(从冷面观测 ,右侧炉温高于左侧),把 五个布置在肋热面的热电偶的平均值作为冷却壁肋 热面的平均温度, 其值为 135 ℃.同理 ,镶砖热面平 均温度为 1 047 ℃. 图 3 1 200 ℃炉温下的冷却壁温度分布 2.3.3 冷却壁本体内部温度分布 如图 3(c)所示, 热电偶沿三条垂直表面的直线 分布,左右两条位于水通道附近 ,还有一条在两水通 道中间,显然, 不考虑炉温的均匀性, 后者的温度比 前两者相同深度的要高 , 这是因为后者离水通道较 远 .在所以测量点中 , 冷却壁本体内部最高温度为 108 ℃,该点位于冷却壁右下角部 ,离肋热面 5 mm , 这比普通铜冷却壁相同位置点的温度要低[ 4] ,这是 因为薄形铜冷却壁的水通道一半位于肋上 ,减小了 水通道中心线与肋热面的距离, 增强了冷却. 2.3.4 不同炉温下冷却壁的温度分布 图 4 所示为水速 1.5 m/ s 、炉温在 489 ～ 1 222 ℃ 范围内冷却壁冷面、肋和镶砖热面的温度平均值. 在实验条件下 , 冷却壁肋热面平均温度都在 150 ℃ 以下,满足长期稳定工作的要求 .在高温段, 冷却壁 肋和镶砖热面温度随炉温都近似线性增长 .另外, 肋热面温度比冷面温度上升得多.当炉温从 1 002 ℃上升到 1 222 ℃时 ,肋热面由 95 ℃上升到 142 ℃, 冷面由 51 ℃上升到 71 ℃,两者分别上升了 47 ℃和 Vol.29 Suppl.2 宁晓钧等:薄形铜冷却壁的热态实验分析 · 127 ·

。128 北京科技大学学报 2007年增刊2 20℃.图5所示为炉温分别为1000、1100、1200℃ 当炉温从1081℃上升到1222℃时，镶砖热面温度 左右时冷却壁厚度方向上的温度分布 上升了146℃，铜冷却壁本体热面平均温度上升了 1200 25℃，冷面温度上升了11℃.离热面5mm的肋内 1000 部温度上升了19℃.可见炉温的剧烈波动，对于 800 600F 冷却壁壁体来说，热面温度影响最大，壁体内部次 400 之，冷面波动最小 香 200 ◆一镶砖热面平均温度 I50 ★助热面最高温度 ◆一肋热面平均温度 1300 100 。一冷面平均温度 1200 50 1100 4005006007008009001000110012001300 1000 炉温℃ 900 ◆炉温 ◆一肋热面最高温度 图4不同炉温下冷却壁的温度变化 ◆一镶砖热面最高温度 。一助热面平均温度 一镶砖热面平均温度 ◆一冷面平均温度 150 125 150 100 125 士纳墨8 75 100 ·一炉温1197℃ 13:44 13:5914:1414:29 时刻 75 50 图7热冲击下冷却壁温度变化 33 热冲击实验说明，炉温的剧烈波动势必造成铜 0 0 102030405060708090 冷却壁热面温度增加，从而导致热应力增加，但这种 离冷面距离/mm 剧烈波动产生的热应力不足以对铜冷却壁产生破坏 图5不同炉温下冷却壁厚度方向温度变化 作用.因为炉温增加141℃(40min),铜冷却壁的冷 热面温差仅增加了14℃由此产生的热应力波动是 23.5不同水速下冷却壁的温度分布 很微小的 图6所示为不同水速下冷却壁厚度方向温度分 2.3.7挂渣条件下的热态实验 布.当水速由1.12m/s增加到246m/s,即增加一 高炉操作实践表明：当高炉运行到一定时间后， 倍多，肋热面平均温度和测量点中肋热面最高温度 冷却壁表面的耐火材料由于各种侵蚀及磨损，大部 都仅仅减少了14℃且水速越快肋热面温度降低 分基本上脱落，当耐火材料完全脱落后，由于冷却壁 趋势变缓.一味地增加水速.并不能有效降低冷却 的冷却作用，会在冷却壁表面形成一层渣皮，渣皮对 壁的温度.另外，水速增加一倍，压力损失就将增加 于保护冷却壁起到了重要的作用，为了定量的分析 三倍，因此工业上应选择合理的水速建议在15~ 渣皮层对冷却壁热态性能的影响，我们进行了冷却 2.0m/s. 壁挂渣热态实验 150 由于实验条件的限制，挂渣实验中选用与高炉 120 渣皮导热系数相近的DL-80水泥结合耐火浇注料 100 作为挂渣材料.本实验根据实验情况取渣皮厚度为 黄 75 30mm,分析渣皮厚度较小时冷却壁的传热情况. ◆水速1.12ms 图8所示为水速15m/s时，不同炉温下挂渣 一水速1.76m31 。-水速2.46m.s1 和不挂渣两种情况冷却壁热面热流密度和离肋热面 00 10 30405060 7080 90 5mm处肋温度的比较.由图可见，当冷却壁热面涂 离冷面距离mm 上30mm厚的渣皮层时，热流密度非常小，且随炉 温变化较小，即使炉温在1200℃以上，热流密度才 图6不同水速下冷却壁厚度方向温度变化 21kW/m2,此时离肋热面5mm处肋的温度在30~ 2.3.6热冲击下冷却壁的温度分布 40℃之间，仅为裸露的冷却壁相同位置温度值的一 图7是模拟高炉炉况不稳定和边缘气流发展时 半.可见一定厚度的渣皮可以充当“耐火材料”，减 冷却壁温度变化情况，从图可以看到，在40min内 少了热流密度，很好地保护了铜冷却壁

20 ℃.图 5 所示为炉温分别为 1 000 、1 100 、1 200 ℃ 左右时冷却壁厚度方向上的温度分布. 图 4 不同炉温下冷却壁的温度变化 图 5 不同炉温下冷却壁厚度方向温度变化 2.3.5 不同水速下冷却壁的温度分布 图 6 所示为不同水速下冷却壁厚度方向温度分 布.当水速由 1.12 m/ s 增加到 2.46 m/ s, 即增加一 倍多, 肋热面平均温度和测量点中肋热面最高温度 都仅仅减少了 14 ℃, 且水速越快, 肋热面温度降低 趋势变缓.一味地增加水速, 并不能有效降低冷却 壁的温度.另外,水速增加一倍, 压力损失就将增加 三倍, 因此工业上应选择合理的水速, 建议在 1.5 ～ 2.0 m/s . 图 6 不同水速下冷却壁厚度方向温度变化 2.3.6 热冲击下冷却壁的温度分布 图 7 是模拟高炉炉况不稳定和边缘气流发展时 冷却壁温度变化情况 , 从图可以看到, 在 40 min 内 当炉温从 1 081 ℃上升到 1 222 ℃时 ,镶砖热面温度 上升了 146 ℃,铜冷却壁本体热面平均温度上升了 25 ℃,冷面温度上升了 11 ℃.离热面 5 mm 的肋内 部温度上升了 19 ℃.可见, 炉温的剧烈波动, 对于 冷却壁壁体来说 , 热面温度影响最大, 壁体内部次 之 ,冷面波动最小 . 图7 热冲击下冷却壁温度变化 热冲击实验说明, 炉温的剧烈波动势必造成铜 冷却壁热面温度增加, 从而导致热应力增加,但这种 剧烈波动产生的热应力不足以对铜冷却壁产生破坏 作用 .因为炉温增加 141 ℃(40 min),铜冷却壁的冷 热面温差仅增加了 14 ℃,由此产生的热应力波动是 很微小的. 2.3.7 挂渣条件下的热态实验 高炉操作实践表明 :当高炉运行到一定时间后, 冷却壁表面的耐火材料由于各种侵蚀及磨损 ,大部 分基本上脱落,当耐火材料完全脱落后,由于冷却壁 的冷却作用 ,会在冷却壁表面形成一层渣皮,渣皮对 于保护冷却壁起到了重要的作用, 为了定量的分析 渣皮层对冷却壁热态性能的影响, 我们进行了冷却 壁挂渣热态实验. 由于实验条件的限制 ,挂渣实验中选用与高炉 渣皮导热系数相近的 DL-80 水泥结合耐火浇注料 作为挂渣材料.本实验根据实验情况取渣皮厚度为 30 mm ,分析渣皮厚度较小时冷却壁的传热情况. 图 8 所示为水速 1.5 m/ s 时 , 不同炉温下挂渣 和不挂渣两种情况冷却壁热面热流密度和离肋热面 5 mm 处肋温度的比较.由图可见 ,当冷却壁热面涂 上 30 mm 厚的渣皮层时, 热流密度非常小, 且随炉 温变化较小, 即使炉温在 1 200 ℃以上, 热流密度才 21 kW/m 2 ,此时离肋热面 5 mm 处肋的温度在 30 ～ 40 ℃之间 ,仅为裸露的冷却壁相同位置温度值的一 半 .可见一定厚度的渣皮可以充当“耐火材料” , 减 少了热流密度,很好地保护了铜冷却壁. · 128 · 北 京 科 技 大 学 学 报 2007 年 增刊 2

Vol.29 Suppl 2 宁晓钧等：薄形铜冷却壁的热态实验分析 ·129。 壁的使用要求 120r 160 ◆一不挂渣，离肋热面5mm肋的温度■ (2)提高冷却水速度对降低冷却壁热面温度影 100 一挂渣，离肋热面5mm肋的温度 。一不挂渣，热流密度 120 ●一挂渣，热流密度 响不大 80 蓬 (3)当有热冲击的情况下，冷却壁冷面和热面 60 80 的温度差变化不大. 40 40 缓 (4)在薄形铜冷却壁挂渣情况下，热面温度和 20 热流密度显著减少 600 7008009001000110012001380 炉温/℃ 参考文献 图8挂渣和不挂渣实验结果比较 【刂魏军，张士敏.铜冷却壁的温度场计算.钢铁研究学报1995 7(1):1 【习刘等.高炉冷却壁的研究及探讨.钢铁研究2001,3：52 3 结论 【3习王军.铜冷却壁应用经济性浅析.中国冶金，20048：33 (1)在1200℃炉温、未挂渣情况下，薄型铜冷 【4石琳程素森.高炉铸铜冷却壁的热性能分析.钢铁，200641 (6):13 却壁冷面、热面的温度分布和热流密度符合铜冷却 Thermal state experiment and analy sis of thin copper cooling stave NING Xicojun,CENG Susen,XIE Ninggiang Metallurgical and Eoological Engineering School.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China ABSTRACT A new type of thin copper cooling stave was developed in order to reduce the copper consume,de- press the price of the single copper cooling stave and assure the cooling effect of the BF in the meantime.The thermal test system w as designed as stimulation experiment to determine the cooling performance of the new thin copper cooling stave.The hot and cold surface temperature of the copper cooling stave are respectively 72 C and 135 C w hen the fumace temperature is 1200 Cand no slag is on the hot surface.There is no large temperature difference between the hot and cold surface of the cooling stave when the thermal shock comes.Expediting the flow of the cooling water has no large influence on the reducing the temperature of the cooling stave.The heat flux of the cooling stave reduces sharply when slag is on the hot surface and the temperature of the hot surface of the cooling stave changes less as the fumace temperature moves.It is found in the ex periment that the tem pera- ture distribution and heat flux of thin copper cooling stave match the production requirement of the BF. KEY WORDS blast fumace;copper stave;hot experiments;temperature distribution

图 8 挂渣和不挂渣实验结果比较 3 结论 (1)在 1 200 ℃炉温 、未挂渣情况下 , 薄型铜冷 却壁冷面、热面的温度分布和热流密度符合铜冷却 壁的使用要求. (2)提高冷却水速度对降低冷却壁热面温度影 响不大 . (3)当有热冲击的情况下 ,冷却壁冷面和热面 的温度差变化不大 . (4)在薄形铜冷却壁挂渣情况下 ,热面温度和 热流密度显著减少 . 参 考 文 献 [ 1] 魏军, 张士敏.铜冷却壁的温度场计算.钢铁研究学报, 1995 , 7(1):1 [ 2] 刘箐.高炉冷却壁的研究及探讨.钢铁研究, 2001 , 3:52 [ 3] 王军.铜冷却壁应用经济性浅析.中国冶金, 2004 , 8:33 [ 4] 石琳, 程素森.高炉铸铜冷却壁的热性能分析.钢铁, 2006 , 41 (6):13 Thermal state experiment and analy sis of thin copper cooling stave NING X iaojun , CENG S usen , XIE Ningqiang Metallurgical and Ecological Engineering School, University of S cience and Technology Beijing , Beijing 100083 , China ABSTRACT A new ty pe of thin copper cooling stave w as developed in order to reduce the copper consume , de￾press the price of the sing le copper cooling stave and assure the cooling effect of the BF in the meantime.The thermal test system w as designed asstimulation experiment to determine the cooling performance of the new thin copper cooling stave .The hot and cold surface temperature of the copper cooling stave are respectively 72 ℃and 135 ℃w hen the furnace temperature is 1200 ℃and no slag is on the hot surface .There is no large temperature difference between the ho t and cold surface of the cooling stave w hen the thermal shock comes .Expediting the flow of the cooling w ater has no large influence on the reducing the temperature of the cooling stave .The heat flux of the cooling stave reduces sharply when slag is on the hot surface and the temperature of the ho t surface of the cooling stave changes less as the furnace temperature moves .It is found in the ex periment that the tempera￾ture distribution and heat flux of thin copper cooling stave match the production requirement of the BF . KEY WORDS blast furnace ;copper stave ;hot experiments;temperature distributio n Vol.29 Suppl.2 宁晓钧等:薄形铜冷却壁的热态实验分析 · 129 ·