提高高炉寿命的方法与措施.docx
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提高高炉寿命的方法与措施
提高高炉寿命的方法与措施
摘要：
近几年，随着高炉冶炼的不断强化，延长高炉炉体寿命已成为炼铁生产中急待解决的突出问题。
根据高炉炉身、炉腰、炉腹的侵蚀机理，探讨高炉寿命问题。
指出，高炉炉身、炉腰、炉腹的结构以及冷却设备及冷却方式选择恰当，高炉才能长寿；炉役后期定期对炉衬进行局部修补，是延长高炉寿命的有效措施。
关键词：
高炉寿命炉衬冷却设备
前言：
新建一座大型高炉或对一座进行改造性大修，耗资巨大，多达上亿元。
因而高炉使用寿命直接关系到钢铁工业的经济效益，高炉长寿也就顺理成章成为现代化高炉追求的目标。
随着世界各国钢铁工业技术的进步，尤其像日本这样工业发达的国家，高炉长寿技术已经取得了显著成果；有资料显示日本川崎千叶钢厂的6号高炉，一代炉龄（无中修）为20年零9个月，创造了世界高炉长寿记录。
国外大型高炉寿命在不中修订情况下可以达到11～12年之间；我国高炉寿命要低于国外高炉一般水平，一般一代炉役无中修寿命低于10年，仅有少数高炉可以实现10～15年的长寿目标。
影响高炉长寿的主要因素分别为高炉建设和投产后的维护两个方面。
在高炉建设投产之后，高炉则是依赖高炉冶炼技术的进步和内衬维修技术的发展来延长使用寿命。
一、高炉建设时的设计及高炉质量
1、高炉设计对高炉寿命的影响
一座长寿的高炉必定是精心设计、建造和仔细操作与维护的结果。
高炉炉龄主要由炉衬寿命决定，而炉衬寿命取决于设计和建造质量的最优化。
在高炉设计中均明确了高炉的设计寿命，按照设计寿命来选择设备、材料、结构以及施工工艺。
不同高炉的设计寿命是不相同的。
例如一般中小高炉的设计寿命仅5~8年，而大高炉的设计寿命则长达16年甚至20年。
当然不同设计寿命形成的设计方案导致的实际投资也是相差极大的。
2、高炉建造材料对高炉寿命的影响
炉衬材质，冷却设备以及冷却水质1980年以前，255级的高炉炉缸、炉底均使用高铝质耐火砖，该砖的热稳定性及强度均高于粘土砖，但其抗碱性能较差。
实验表明，在9201200的还原气氛及有碱金属物质存在时，高铝砖和粘土砖的物相均发生变化，生成强度较低的钾霞石或钾霞石类化合物，使其体积膨胀，破裂。
空腔式风口，由于其冷却工艺不尽合理，加上碱、铅等有害元素的影响，使风口的使用周期较短，频繁的休风严重地影响了高炉顺行，也就影响了高炉寿命。
高炉建造各部耐火材料的选择
在高炉建设投产之后，高炉则是依赖高炉冶炼技术的进步和内衬维修技术的发展延长使用寿命。
因而，选用适宜的优质耐火材料对炉役中后期高炉损毁严重的部位进行维修以延长高炉使用寿命是耐火材料工作者研究的课题。
炉身上部
该部位内衬破损的主要原因是：
炉料在下降过程中对内衬的冲击和磨损；煤气流在上升过程中的冲刷；碱金属、锌蒸汽和沉积碳的侵蚀等。
炉身上部应该选择抗磨性、抗冲刷以及抗碱金属蒸汽侵蚀的耐火材料。
该部位是碳沉积适合的400~700℃的范围。
可选择高致密度的粘土砖或浸磷酸粘土砖或高铝转。
炉身中下部及炉腰
该部位内衬破损的主要原因是：
碱金属、锌蒸汽和沉积的侵蚀；初成渣的侵蚀；热震引起的剥落；高温煤气流的冲刷等。
选择耐火材料，既要考虑抗渣性、防热震，又要防高温煤气流的冲刷。
这一部位正好是碳对CO2、O2、H2O等的反应温度区范围，所以不宜使用碳砖（包钢含F炉料冶炼时例外）。
在条件允许时，这一部位建议采用半石墨化碳—碳化硅砖，这种砖抗碱侵蚀能力强、稳定性高，气孔率低、导热性能好。
也可选用氮结合的碳化硅砖或烧成铝碳砖。
炉腹
该部位内衬破损的主要原因是：
渣铁水的冲刷；高温煤气流的冲刷等。
炉腹主要靠渣皮工作，选择耐火材料应考虑耐冲刷和容易挂渣皮的耐火砖。
这一部位建议采用刚玉莫来石砖、铝碳砖或高铝转。
这些砖耐火度、荷软温度高、体积密度大且致密。
炉缸风口带
该部位内衬破损主要原因是：
渣铁水的侵蚀；碱金属的侵蚀；高温煤气流的冲刷等。
该部位采用刚玉莫来石砖或棕刚玉砖，或者采用热压碳砖NMA或NMD砖。
铁口以上炉缸
该部位内衬破损的主要原因是：
碱金属的侵蚀；热应力的破坏；CO2、O2、H2O的氧化；渣铁水的溶蚀和流动冲刷等。
这一部位内衬破损是多种因素综合作用的结果，既有化学的、热力的，也有机械的作用。
在渣铁水接触的热面建议选用陶瓷耐火材料即刚玉莫来石砖或棕刚玉砖，在冷面选用致密碳砖或石墨化、半石墨化碳砖。
也可选用小块微孔碳砖。
铁口以下的炉缸及炉底
这一部位内衬破损的主要作用是铁水的冲刷、渗透侵蚀等。
选择耐火材料时，应重点考虑防止铁水的溶蚀和渗透侵蚀。
建议在铁口以下的炉缸部位选用刚玉莫来石砖或棕刚玉砖；炉底上层应该用铝碳砖保护；在炉底致密碳砖，接近炉底冷却层，铺一层石墨化碳砖。
2、生产过程中的操作管理技术
高炉长寿是降低成本，提高生产率的关键。
高炉的炉体、炉缸和炉底破损，影响了高炉使用寿命和冶炼强化程度。
尤其是炉役后期，炉墙变薄、漏水、漏气现象增多，应采用必要的检测手段，即使预报高炉各部位的冷却水温差和热流强度的变化情况并及时采取相应措施，对稳定高炉生产，保证高炉安全生产，延长高炉使用寿命具有实际意义。
高炉冷却水进出水温的变化，能够间接反映出高炉炉内的物料和冶炼状况，也是计算高炉炉壁热负荷能力的重要参数。
通过在线实时监测水温差的变化，可检测到高炉冷却壁的使用状态，及时对冷却壁进行维护，可提高高炉的使用寿命、减少高炉炉缸是个的发生。
通过对温度曲线、热流强度趋势的分析，为高炉冶炼顺行提供知道，最终提高炼铁高炉利用系数，降低能耗，提高产量，提高高炉使用寿命。
三、高炉炉料精料，高炉操作
3.1、高炉炉料精料
高炉炼铁的操作方针是以精料为基础。
精料技术水平对高炉炼铁生产的影响率在70%左右，设备的影响率在10%左右，高炉操作技术的影响率在10%左右，综合管理水平影响率约5%，外界因素影响率月5%。
虽然对设备的影响率只有10%左右，但是对高炉的寿命影响还是很大的。
高炉精料技术包括：
“高、熟、净、小、均、稳、少、好”八字方针。
“高”
是入炉矿石含铁品味要高；烧结，球团，交谈的转鼓强度要高；烧结矿的碱度要高（一般在1.8~2.0）。
入炉矿品味要高时精料技术的核心。
入炉矿品味每提高1%，高炉燃料比会下降1.5%，高炉产量提高2.5%，吨铁渣量减少30kg，允许高炉增加喷吹煤粉15kg。
“熟”
是高炉入炉原料中熟料比要高。
熟料是指烧结矿、球团矿。
随着高炉炼铁生产技术的不断进步，现在已经不十分强点熟料比要很高。
有些企业已有20%左右的高品味天然块矿入炉。
“净”
是指入炉原燃料中<5mm粒度要低于总量的5%。
“小”
是指入炉料的粒度应偏小。
高炉炼铁的生产实践表明，最佳强度的粒度是：
烧结25~40mm，焦炭为20~40mm，易还原的赤铁矿和褐铁矿粒度在8~20mm。
对于中小型高炉原燃料的粒度还允许再小一点。
“均”
是指高炉入炉料的粒度要均匀。
不通粒度的炉料分级入炉，可以减少炉料的填充性和提高炉料的透气性，会游结焦提高产量的效果。
“稳”
是指入炉原燃料的化学成分和物理性能要稳定，波动范围要小。
目前，我国高炉炼铁入炉原料的性能不稳定是影响高炉正常生产的主要因素。
保证原料场的合理储存量（保证配料矿比例不大变动）和简历中和混匀料场是提高炉料成分稳定的有效手段。
“少”
是指铁矿石，焦炭中含有有害杂质要少。
特别是对S、P的含量要严格控制，同事还应关注控制好En、Pb、Cu、As、K、Na、F、Ti（TiO2）等元素的含量。
近年来，我国炼铁炉料中含有害杂质有明显的上升趋势，造成一批高炉风口区砖上翘，炉身上不结瘤，严重影响了高炉正常生产和高炉的长寿。
“好”
是指铁矿石的冶金性能要好。
冶金性能是指铁矿石的还原度应大于60%；铁矿石的还原粉化率应当低；矿石的荷重软化点要高，软熔温度的区间要窄；矿石的滴熔性要温度高，区间窄。
表一现代高炉精料的部分要求水平
指标
高
稳
小
净（<5mm）/%
品味
（渣量）/kg·t-1
熟料比/%
烧结矿碱度
含铁量变化/%
Sio2变化
碱度变化
天然矿/mm
球团矿/mm
烧结矿/mm
焦炭/mm
入炉矿石
入炉焦炭
宝钢
日本
前苏联
德国
美国
法国
250
250~350
250~400
300~400
90
97.1
100
84.3
92.0
91.5
1.75
>1.5
>1.25
1.4~2.0
<0.2
<0.2
<0.2
<0.3
<0.3
<0.04
<0.03
<0.03
<0.03
8~25
8~25
8~25
8~25
6~15
6~15
6~15
6~15
6~50
6~50
10~30
6~50
6~38
6~40
25~70
25~70
25~60
25~70
<5
<5
<5
<5
<7
<3
<2.5
表二精料要求水平
精料
种类
成分
波动/%
粒度组成/%
单球团矿
抗压强度/N
品味
TFe/%
SiO2
/%
FeO
/%
碱度
R
Fe
R
>50mm
<10mm
<5mm
烧结矿
烧结矿
>58.0
>64.5
<5
<5
6~8
<1.0
>1.7
—
±0.1~0.3
±0.1~0.3
±0.03~0.05
－
<10
<30
<5
—
>2000
焦炭质量变化对炼铁生产指标的影响率在35%，也就是说占精料技术水平影响率的一半。
焦炭在高炉内是起到炉料骨架的作用，同时夜市冶炼过程的还原剂，主要高炉炼铁热量收入的来源（约占60%~80%），以及生铁含炭的供应者。
特别是在高喷煤比条件下，焦比的显著降低，使焦炭对炉料的骨架作用就更加明显。
这时焦炭质量好，对提高高炉料的透气性，渣铁的渗透性都起到十分关键的作用。
大型高炉，采用大矿批装料制度，是焦炭层在炉内加厚（可达300~500mm），形成好的焦窗透气性，对高炉生产顺行起到良好的作用。
由于大型高炉的料柱高，炉料的压缩率高，对焦炭质量的评价，已不能之满足对M40、M10、灰分、硫分等指标的要求，应当增加对焦炭的热反应性能指标的要求，如反应后强度（CSR）,反应性指数（CRI）等指标的要求。
工业发达国家大型高炉所用的焦炭质量普遍优于我国，这是国外高炉指标行进的重要原因之一。
国外大型高炉所用焦炭的M40一般大于85%，M10小于6.5%，灰分在<11.5%，S<0.55%宝钢从投产起就十分重视对焦炭质量的高要求，是提出焦炭的热性能CSR≥66%,CRI≤26%。
国内的一些企业，如武钢、首钢、鞍钢等企业也加强了对焦炭质量性能研究、开发，对提高高炉炼铁生产指标的作用是明显的，是值得的，对于高炉寿命的提高也是有作用的。
3.2、高炉冶炼操作
高炉操作制度包括送风制度、装料制度、造渣制度和热制度。
选择合理的操作制度必须依据原燃料的理化性能；各种冶炼技术特征；炉顶装料设备结构形式；高炉内型特征；大气温度和温度变化；冶炼生铁等。
各种操作制度之间既密切相关，又互有影响。
合理的送风制度和装料制度，能够实现煤气流合理分布，炉缸工作良好，炉况稳定顺行。
而造渣制度和热制度不合适时，也会影响气流分布和炉缸工作状态，从而引起炉况不顺。
生产过程常因送风和装料制度不当，而引起造渣制度和热制度波动，导致炉况不顺，从而影响到高炉的使用寿命。
送风制度
送风制度主要作用是保持适宜的风速和鼓风动能以及理论燃烧温度，是初始煤气分布合理，炉缸工作作用均匀活跃、热量充沛、稳定。
控制方式为选用合适的风口面积、风量、风温、湿分、喷吹量、富氧率等参数，并根据炉况变化对这些参数进行调节，以达到炉况稳定和煤气利用改善的目的。
装料制度
高炉上部气流分布调节是通过变更装料制度，即装入顺序、装入方法、旋转溜槽倾角、料线和批重等手段，调整炉料在路后的分布状态，从而是气流分布更合理，以充分利用煤气能量，达到高炉稳定顺行，高效生产的目的。
对于无钟炉顶的布料方式其旋转溜槽一般设置11个环位，每个环位对应一个倾角，由里向外，倾角逐渐加大。
不同炉喉直径的高炉，环位对应的倾角不同，2580m3高炉第11个环位倾角最大（50.5°），第1个环位倾角最小（16°）。
布料时由外环开始，逐渐向里环进行，可实现多种布料方式，其主要目的是发展高炉的中心气流，以提高高炉的使用寿命。
造渣制度
造渣制度应适合于高炉冶炼要求，有利于稳定顺行，有利于冶炼优质生铁。
根据原燃料条件，选择最佳的炉渣成分和碱度。
由于各厂资源和生产条件不同，可分为一般炉渣和特殊炉渣。
为提高高炉寿命，对于造渣有如下要求：
要求炉渣有良好的流动性和稳定性，熔化温度在1300~1400℃，在1400℃左右黏度<10泊（1泊=10-1Pa·s）,可操作的温度范围大于150℃。
有足够的脱硫能力，在炉温和碱度适宜的条件下，硫负荷<5kg/t时，硫分配系数Ls为25~30，硫负荷>5kg/t时，Ls为30~50。
对高炉砖衬侵蚀能力较弱。
在炉温和炉渣碱度正常条件下，应能炼出优质生铁。
热制度
热制度直接反映了炉缸工作的热状态。
冶炼过程中控制充足而稳定的炉温，是保证高炉稳定顺行的基本前提，过低或过高的炉温都会导致炉况不顺。
影响炉温变化的因素很多，变化幅度小时可通过风温、风量、煤量等进行调整，变化幅度较大时必须调整焦炭负荷，以此来控制炉况从而使高炉正常生产，提高高炉使用寿命。
冷却制度
冷却制度的管理内容主要是：
控制合理的冷却强度和适宜的温差，确保操作炉型稳定，冷却设备的使用寿命长，达到高炉长寿的目标。
对于高炉的冷却设备结构的基本要求是：
有足够的冷却强度，能够保护炉壳和内衬；炉身中上部能起支撑内衬的作用，并易于形成工作内型；炉腹、炉腰、炉身下部易于形成渣皮以保护内衬和炉壳；不影响炉壳的气密性和强度。
冷却设备的作用
高炉冷却设备是高炉炉体结构的重要组成部分，对炉体寿命可起到如下作用：
（1）保护炉壳。
在正常生产时，高炉炉壳只能在低于80℃的温度下长期工作，炉内传出的高温热量由冷却设备带走85%以上，只有约15%的热量通过炉壳散失。
（2）对耐火材料的冷却和支撑。
在高炉内耐火材料的表面工作温度高达1500℃左右，如果没有冷却设备，在很短的时间内耐火材料就会被侵蚀或磨损。
通过冷却设备的冷却可提高耐火材料的抗侵蚀和抗磨损能力。
冷却设备还可以对高炉内衬起支撑作用，增加砌体的稳定性。
（3）维持合理的操作炉型。
使耐火材料的侵蚀内型线接近操作炉型，对高炉内煤气流的合理分布、炉料的顺行起到良好的作用。
（4）当耐火材料大部分或全部被侵蚀后，能靠冷却设备上的渣皮继续维持高炉生产。
冷却介质
根据高炉不同部位的工作条件及冷却的要求，所用的冷却介质也不同，一般常用的冷却介质有：
水、空气和汽水混合物，即水冷、风坑和汽化冷却。
对冷却介质的要求是：
有较大的热容量及导热能力；来源广、容易获得、价格低廉；介质本身不会引起冷却设备及高炉的破坏。
高炉冷却用冷却介质主要是水，很少使用空气。
因为水热容量大、热导率大、便于输送、成本低廉。
水—汽冷却汽化潜热大、用量少、可以节水节电，适于缺水干旱地区。
空气热容小，导热性不好，热负荷大时不宜采用，而且排风机消耗动力大，冷却费用高。
以前曾采用风冷炉底，现在也被水冷炉底所代替。
工业用水的来源是江河湖泊水也称地表水，也有井水称地下水，以上又总称天然水。
天然水中都溶解一定量的钙盐和镁盐。
以每1m3水中钙、镁离子的摩尔数表示水的硬度。
根据硬度不同，水可分为软水（小于3mol/m3），极硬水（大于9mol/m3）。
我国地表水多为2~4mol/m3，地下水因地而异，有的很低，有的高达25mol/m3。
高炉冷却用水如果硬度过高，则在坑却设备中容易结垢，水垢的热导率极低，1mm厚水垢可产生50~100℃的温差，从而降低冷却设备效率，甚至烧坏冷却设备，水的软化处理，就是将水中钙、镁离子除去，通常采用的方法是以不形成水垢的钠离子置换，置换过程经过一中间介质，即离子交换剂来实现。
高炉冷却结构形式
由于高炉各部位热负荷不同，采用的冷却形式也不同，现代高炉冷却方式有外部冷却和内部冷却两种，内部冷却结构又分为冷却壁、冷却板、板壁结合冷却结构及炉底冷却。
外部喷水冷却
在炉身和炉腰部位装设有环形冷却水管，水管直径φ50~φ150mm，距炉壳约100mm，水管上朝炉壳的斜上方钻有若干φ5~φ8mm小孔，小孔间距100mm，冷却水经小孔喷射到炉壳上进行冷却。
为了防止喷溅，在炉壳上装有防溅板，防溅板与炉壳间留有8~10mm缝隙，冷却水沿炉壳流下至集水槽再返回水池。
外部喷水冷却装置结构简单，检修方便，造假低廉。
喷水冷却装置适用于小型高炉，对于大型高炉，只有在炉龄晚期冷却设备烧坏的情况下使用，作为一种辅助性的冷却手段，防止炉壳变形和烧穿。
冷却壁
冷却壁设置于炉壳与炉衬之间，有光面冷却壁和镶砖冷却壁两种。
A光面冷却壁
在铸铁板内铸有无缝钢管。
铸入的无缝钢管为φ34mm×5mm或44.5mm×6mm，中心距为100~200mm的蛇形管，管外壁距冷却壁外表面为30mm左右，所以光面冷却壁厚80~120mm，水管进出部分需设保护套焊在炉壳上，以防开炉后冷却壁上涨，将水管切断。
光面冷却壁用于风口以下炉缸和炉底部位。
风口区冷却壁的块数为风口数目的两倍；渣口周围上下段各两块，由四块冷却壁组成。
光面冷却壁尺寸大小要考虑到制造与安装方便，冷却壁宽度一般为700~1500mm，圆周冷却壁块数最好取偶数；冷却壁高度视炉壳折点而定，一般小于3000mm，应方便吊运和容易送入炉壳内。
冷却壁用方头螺栓固定在炉壳上，每块4个螺栓。
同段冷却壁间垂直缝为20mm，上下段间水平缝为30mm，上下两段冷却壁间垂直缝应相互错开，间隙用铁质锈接料锈接严密。
光面冷却壁与炉壳留20mm缝隙，并用稀泥浆灌满，与砖衬间留缝100~150mm，填以碳素料。
B镶砖冷却壁
所谓镶砖冷却壁就是在冷却壁的内表面侧（高炉炉体内侧）的铸肋板内铸入或砌入耐火材料，耐火材料的材质一般为黏土质、高铝质、炭质或碳化硅质。
一般是在制作砂型时就将耐火砖砌入铸型中，然后铸入铁水。
也有的是先浇铸成带肋槽的冷却壁，然后将耐火砖砌入肋槽内或者将不定型耐火材料填充在肋槽内。
镶砖冷却壁与光面冷却壁相比，更耐磨、耐冲刷、易粘结炉渣生成渣皮保护层，代替炉衬工作。
从外形看，一般有3种结构型式：
普通型、上部带凸台型和中间带凸台型。
凸台冷却壁的凸台部分起到支撑上部砌砖的作用，可以取消最上层的支梁水箱，简化了冷却系统结构、减少了炉壳开孔，中间带凸台的冷却壁比上部带凸台的有更大的优越性，当凸台部分被侵蚀后整个冷却系统仍是一个整体，而上部带凸台的冷却壁当凸台被侵蚀后，凸台部分就不起冷却作用了。
镶砖冷却壁厚度为250~350mm，主要用于炉腹、炉腰和炉身下部冷却，炉腹部位用不带凸台的镶砖冷却壁。
镶砖冷却壁紧靠炉衬。
冷却水管在冷却壁内的排列形状、位置、数量和层数以及冷却壁本身的材质对冷却壁的寿命是至关重要的，通过研究冷却壁的损坏机理和考虑它的结构合理性后，新日铁开发了第三代和第四代冷却壁。
第三代和第四代冷却壁的主要特点是：
（1）设置边角冷却水管，以防止冷却壁边角部位母材开裂。
（2）采用双层冷却水管，即在原有的冷却水管背面设置蛇形冷却水管，不但加强了冷却强度，而且当内层冷却管损坏后，外层冷却管仍可继续工作，从而保证了炉役末期继续维持正常冷却。
（3）加强凸台部位的冷却强度，采用双排冷却水管冷却，并在凸台部位前端埋入耐火砖，防止强热负荷作用下的损坏。
（4）第四代冷却壁的炉体砌砖与冷却壁一体化，即将氮化物结合的碳化硅（相当于炉体砌砖）与冷却壁合铸在一起，这样较好的解决了砖衬的支撑问题，缩短了施工工期。
冷却壁的优点是：
冷却壁安装在炉壳内部，炉壳不开口。
所以密封性好；由于均布于炉衬之外，所以冷却均匀，侵蚀后炉衬内壁光滑。
它的缺点是：
消费金属多、笨重、冷却壁损坏后不能更换。
各种冷却壁使用的部位
型式
光面冷却壁
第一代冷却壁
第二代冷却壁
第三代冷却壁
第四代冷却壁
使用部位
炉底、炉缸
炉腹、炉腰、炉身中下部
炉腹、炉腰、炉身上、中、下部
炉腰、炉身上、中、下部
炉腰、炉身上、中、下部
冷却板
冷却办又称扁水箱，材质有铸铜、铸铁、铸钢和钢板等，以上各种材质的冷却板在国内高炉均有使用。
冷却板厚度70~110mm，内部铸有φ44.5mm×6mm无缝钢管，常用在炉腰和炉身部位，呈棋盘式不知，一般上下层间距500~900mm，同层间距150~399mm，炉腰部位比炉身部位要密集一些，冷却板前端距炉衬设计工作表面一砖距离230mm或345mm，冷却水进出与炉壳焊接，密封性好。
由于铜冷却板具有导热性好、铸造工艺较简单的特带你，所以从18世纪末期就开始用于高炉冷却。
在一百多年的使用中，进行可不断的改进，发展为现在的六室双通道结构。
它是采用隔板将冷却板腔体分隔成6个室，即把冷却板断面分成6个流体区域，并采用两个进出水通道进行冷却。
此种冷却板结构的特点：
（1）适用于高炉高热负荷区的冷却，采用密集式的布置形式，如宝钢1号高炉冷却板层距为312mm，霍戈文艾莫依登厂4号高炉冷却板层距为305mm。
（2）冷却板前端冷却强度大，不易产生局部沸腾现象；
（3）当冷却板前端损坏后可继续维持生产；
（4）双通道的冷却水量可根据高炉生产状况分别进行调整。
（5）铜冷却板的铸造质量大大提高，为了避免铸造件内外部缺陷，采用了真空处理等手段，并选用了射线探伤标准。
（6）能维护较厚的炉衬，便于更换，重量轻、节省金属。
但是冷却不均匀，侵蚀后高炉内衬表面凹凸不平，不利于炉料下降。
板壁结合冷却结构
冷却板的冷却原理是通过分散的冷却元件（冷却板）伸进炉内的长度（一般700~800mm）来冷却周围的耐火材料，并通过耐火材料的热传导作用来冷却炉壳。
从而起到延长耐火材料使用寿命和保护炉壳的作用，冷却壁的冷却原理是通过冷却壁形成一个密闭的围绕高炉炉壳内部的冷却结构、实现对耐火材料的冷却和对炉壳的直接冷却。
从而起到延长耐火材料使用寿命和保护炉壳的作用。
对于全部使用冷却板设备冷却的高炉，冷却板设置在风口部位以上一直到炉身中上部，炉身中上部到炉喉钢砖和风口以下采用喷水冷却或光面冷却壁冷却。
全部使用冷却壁设备冷却的高炉，一般在风口以上一直到炉喉钢砖采用镶砖冷却壁，风口以下采用光面冷却壁，在实际使用中，大多数高炉根据冶炼的需要，在不同部位采用各种不同的冷却设备。
这种冷却结构型式对整个炉体冷却来说，称为板壁结合冷却结构，近十多年来，随着炼铁技术的发展和耐火材料质量的提高，高炉寿命的薄弱环节有炉底部位的损坏转移到炉身下部的损坏。
因此，为了环节炉身下部耐火材料的损坏和炉壳的保护，在国内外一些高炉的炉身部位采用了冷却板和冷却壁交错布置的结构形式，起到了加强耐火材料的冷却和支托作用，又使炉壳得到了全面的保护。
新型冷却壁——铜冷却壁
由于球墨铸铁在高炉操作的条件下磨损严重，同时在热负荷和温度的急剧波动条件下，其裂纹敏感性也很高，甚至在第四代铸铁冷却壁上不能完全克服这些不足之处，这就限制了冷却壁寿命的进一步提高。
铸铁冷却壁的冷却水管是铸入球墨铸铁本体内的，由于材质及膨胀系数不同，冷却水管与铸铁本体之间存在0.1~0.3mm的气隙，这一气隙会称为冷却壁传热的主要限制环节。
另外，冷却壁中铸入冷却水管而使铸造本体产生裂纹，并且在铸造过程中为避免石墨渗入冷却水管中必须采用金属或陶瓷涂料层加以保护，保护层起了隔热夹层作用，引起温度梯度增大，造成热面温度升高而产生裂纹。
铸铁冷却壁主要存在着两个问题，一是冷却壁的材质问
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