从理论上讲,铜冷却壁应该具有很长的寿命,可是国内外使用铜冷却壁却不够理想。归结起来,在使用中,发现了铜冷却壁进出水管焊缝开裂、热面本体磨损、熔损和变形等问题。
(1)铜冷却壁进出水管焊缝开裂
铜冷却壁进出水管焊缝开裂的原因是制造质量和制造及安装误差造成。由于铜的导热性很好,如果焊接预热和焊接电流控制不当,只将水管熔接,而铜冷却壁本体熔接深度不够,进出水管与本体没有可靠地焊在一起,将造成焊缝脱焊。如果在安装时,没有保证炉壳与进出水管之间的间隙,当高炉生产时,由于热负荷波动,造成铜冷却壁的热胀冷缩,而进出水管缺少位移的余地,造成焊缝反复交变应力而损坏、漏水。
(2)铜冷却壁的磨损
在炉腹、炉腰和炉身下部,铜冷却壁具有较强的冷却能力,理应形成稳定的渣皮保护。在炉内气体温度相同的条件下,铸铁冷却壁的热面温度较铜冷却壁高许多,容易损坏。可是,过去厚壁高炉炉腹部位的铸铁冷却壁很少损坏,风口带冷却壁几乎没有烧损的情况。而炉腹、炉腰和炉身下部的铜冷却壁都有磨损的情况出现,以及风口带铸铁冷却壁也发生烧损,因此,损坏机理还需研究,以便寻求对策。
(3)铜冷却壁的热变形
对于铜冷却壁的变形,曾经进行了长度L=3000mm铜冷却壁的热态试验,试验按无约束状态(所有工作螺栓不固定)和有约束状态(所有工作螺栓固定)进行,试验结果表明:
①无论是在无约束状态和有约束状态下,铜冷却壁的冷面所有变形都是正值,它与铜冷却壁在高炉实际工况状态下的变形情况是相符的;
②在固定螺栓约束范围外的变形值比约束范围内大;