高炉热风炉预热器腐蚀研究进展

【作者】 唐加佳； 包向军； 陆松鹏； 凌志航； 张璐； 杨筱静； 陈光；

【机构】 安徽工业大学能源与环境学院；

【摘要】 高炉热风炉预热器作为钢铁生产流程中的核心节能装置,其腐蚀问题不仅严重影响设备的运行效率与使用寿命,还给企业带来巨大的经济损失以及潜在的安全风险。鉴于此,本文对高炉热风炉预热器腐蚀问题进行了全面而深入的研究综述,旨在为钢铁行业的可持续发展提供理论支持与实践指导。本文首先分析了换热器腐蚀的类型,并分别探讨了电化学腐蚀、应力腐蚀、低温露点腐蚀、磨损腐蚀以及点蚀与缝隙腐蚀的腐蚀机制。电化学腐蚀涉及金属与腐蚀介质间的电化学反应,导致金属破坏;应力腐蚀则是在机械拉伸应力与腐蚀性介质共同作用下引发的金属损坏现象;低温露点腐蚀与燃料燃烧过程中产生的SO₂、SO₃有关,当烟气温度低于露点时,硫酸蒸气凝结造成严重酸腐蚀;磨损腐蚀是介质对金属表面磨损与腐蚀协同作用的结果;点蚀和缝隙腐蚀均属于局部腐蚀,前者因钝化膜局部破坏引发,后者易发生在构件缝隙等隐蔽区域。文章进一步从换热器材质、介质因素以及操作条件三大方面,分析了高炉热风炉换热器腐蚀的影响因素。研究发现,常用碳钢等材质防锈能力较弱,难以抵御复杂工况下的腐蚀挑战;高炉烟气中的腐蚀性成分,如氯离子、硫酸根离子以及氯气、硫化氢、二氧化硫等,会显著加速腐蚀进程;而高温、高压、高流速等复杂操作条件,更是为腐蚀反应提供了有利环境,促使腐蚀现象加剧。在防腐方法方面,本文着重介绍了新型板式预热器的应用优势,其不仅传热效率高、维护成本低,而且在防腐性能方面表现出色。同时,还系统阐述了材料改进及表面处理技术、换热器结构优化以及工艺参数调整等多维度的防腐策略,并结合工程实践中的应用实例进行了深入探讨。例如,通过选用耐腐蚀性更强的不锈钢材质、采用先进表面处理技术形成防护层、优化换热器结构设计以及合理调控工艺参数等手段,可有效降低腐蚀风险,提升换热器的可靠性和经济性。本文还总结了当前的研究存在的问题,如微观腐蚀机制解析不足、长效防腐技术验证缺乏等问题。未来需着力于开发高性价比耐蚀合金（如钛/镍基）替代材料,设计自修复/多功能复合涂层,融合CFD模拟、物联网与AI等技术实现腐蚀智能预警,并构建多学科交叉的防腐技术体系,推动钢铁工业绿色可持续发展。更多还原