鋼鐵技術：銅冷卻壁磨損與氫脆
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鋼鐵精英科技文獻閱讀第9天
最近幾年解剖多座高爐，發現在爐缸爐底存在明顯侵蝕的同時，爐體冷卻壁也存在很多的侵蝕，除存在裂紋、燒損、磨損情況外，某些開爐初期高爐銅冷卻壁也存在對應的磨損情況，這是什麼原因？我想下面的觀點可能會有一些幫助：
1、近年來不少高爐出現銅冷卻壁異常破損，尤其是異常磨損，銅冷卻壁的「氫脆」問題被廣大煉鐵工作者提出。銅冷卻壁在服役過程中，雜質元素尤其是氫向銅冷卻壁基體滲透，氫含量過高導致Cu2O在晶界破裂產生氫脆。
2、鑄銅冷卻壁在 200℃下，超過 1.5 年可以發生氫脆，在 150℃下，超過 10 年不發生氫脆。從反應溫度角度來看，對於高爐爐況長達數年乃至十幾年的使用，150℃以下是絕對安全的，而 200℃可以作為一個臨界安全的參考溫度。
3、銅冷卻壁在實際使用中有耐材和渣皮保護，其溫度不會達到 200℃，但高爐在耐材和渣皮脫落時，溫度達到 280℃達到「氫脆」反應溫度，因此，穩定渣皮、穩定爐況是降低「氫脆」發生風險的有效措施。
4、耐材和渣皮脫落導致銅冷卻壁熱面處於高溫狀態（280℃），即便未發生「氫脆」，此時其強度和硬度急劇降低，不耐氣流和渣、鐵、礦石沖刷。因此，穩定爐況、形成穩固渣皮是減少銅冷卻壁磨損的有效措施。
5、爐腹至爐身下部氫含量為 4%~8%，基本上高於銅材熱處理氫含量 5% 要求，爐內除氫氣外還有 CO 等還原性氣氛。
6、過度發展邊緣氣流、冷卻壁渣皮脫落導致高溫，固然可能引發「氫脆」導致銅冷卻壁被氣流沖刷、物料磨損。然而過猶不及，過度壓制邊緣氣流，使液態渣鐵難以生成，同樣會導致銅冷卻壁被嚴重磨損。穩定爐況、形成穩固渣皮是減少銅冷卻壁磨損的有效措施。
7、銅冷卻壁大規模磨損可能還與下列因素有關：（1）爐腹角度過大，銅冷卻壁離風口迴旋區過近，被嚴重沖刷；（2）爐頂布料過分壓制邊緣，導致邊緣氣流過死，液態渣鐵難以形成；（3）軟熔帶根部過低，導致大量的塊狀礦石和焦炭等進入銅冷卻壁區域，磨損銅冷卻壁；（4）冷卻強度不夠，渣皮不穩固，造成銅冷卻壁經常暴露在高溫煤氣流沖刷中；（5）銅冷卻壁本身存在一些結構上的設計缺陷。
文獻來源：
1、淺析高爐銅冷卻壁磨損與氫脆關係，郭隆，胡顯波
2、現代代高爐長壽技術，張福明 , 程樹森
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