高炉是钢铁冶炼中的重要生产设备,更是其生产流程中核心设备。炉缸是高炉的重要组成部分,又是冶炼过程的反应器和盛装高温铁水的容器。炉缸结构是由内衬耐火砖组成的砌筑体、冷却壁和钢制炉壳组成。高炉炉缸工作条件恶劣,高温铁水与炉缸直接接触,炉缸的侵蚀难以避免。炉缸的工作条件和服役时间不同,侵蚀后形成的侵蚀形貌和程度也有所不同,为了延长高炉使用寿命,需对侵蚀后的炉缸及时进行修复。炉缸整体砌砖法是传统工艺,施工效率较低,少则40～50天,多则几个月甚至半年。喷铸修补法是近几年出现的一种效率较高的炉缸内衬修复新技术。但是从修复后使用效果看,有的使用3～5年,而有的则仅1～3年甚至更短。造成喷铸修补炉缸寿命不一的因素众多,其中与喷铸材料物性、修复前的内衬侵蚀形貌等有很大关系,也就是喷铸修补法存在一个的适用条件。本文通过研究内衬不同侵蚀形貌、剩余厚度、喷铸材料物性等为主要因素的炉缸内衬传热、温度分布、应力及分布和内衬及炉壳强度,从长寿角度出发,研究喷铸修补的适用条件,建立喷铸陶瓷材料修复炉缸的评估方法,为合理适用这一炉缸快速修复技术提供技术依据。针对炉缸内衬常见的炉缸象脚形侵蚀、平底锅形侵蚀和蘑菇形侵蚀三种典型侵蚀形貌,利用ANSYS有限元分析技术,分别建立不同侵蚀形貌、不同剩余厚度的喷铸陶瓷材料法修复后的炉缸结构传热和应力计算模型,计算内衬和炉壳应力,评估内衬和炉壳强度,进而提取与侵蚀形貌相对应的满足内衬强度和炉壳强度的最小剩余厚度,形成基于强度条件的喷铸陶瓷材料修复炉缸的评估方法。为便于合理地比较内衬象脚形侵蚀的特性,定义侵蚀角描述凹陷尖锐度并将其作为构造象脚侵蚀形貌的特征参数,与内衬剩余厚度联合构造内衬侵蚀形貌。文中通过变参数计算得到并建立了侵蚀形貌、剩余厚度、材料物性、应力大小和强度的数表。文中形成的基于强度条件、针对不同内衬侵蚀形貌的喷铸陶瓷材料修复炉缸的评估方法,能判断其适用性,对采用这一高炉炉缸修复新技术的方案设计具有理论和实际意义。