炉缸侵蚀模型的应用

介绍了炉缸侵蚀模型的计算原理,结合国内某高炉炉役末期的热电偶温度和耐材配置开发了炉缸侵蚀模型,应用该模型计算出此高炉的炉缸侵蚀曲线,利用该高炉的大修解剖调查结果对炉缸侵蚀模型的理论计算进行了验证,并对结果进行了分析.     

炉缸侵蚀模型的应用

本文介绍炉缸侵蚀模型的计算原理,结合国内某高炉炉役末期的热电偶温度和耐材配置开发了炉缸侵蚀模型,应用该模型计算出此高炉的炉缸侵蚀曲线,利用该高炉的大修解剖调查结果对炉缸侵蚀模型的理论计算进行了验证,并对结果进行了分析。     

高炉炉缸的安全预警机制

 近年国内外多座高炉面临着炉缸侵蚀加剧的问题甚至发生了炉缸烧穿事故,炉缸寿命已成为现代高炉安全高效生产的限制性环节,但目前由于缺乏系统和量化地研究,炉缸安全预警机制尚未明确。笔者依据对不同容积、结构及耐材选择的多座高炉炉缸进行的传热学计算、热负荷及侵蚀监测,比较分析了不同类型炉缸的热负荷及侵蚀特点,对炉缸监测的一次检测元件、软件模型、评判标准、预警方法进行了探讨,提出了现代高炉炉缸安全预警机制建议。     

日钢15号高炉长期经济护炉生产实践

日钢15号高"象脚区"炉缸碳砖温度于2016年5月异常升高,12月2日最高达到894℃,该区域炉缸耐材侵蚀严重,已威胁到高炉的安全生产.本文结合15号高炉实际生产状况,分析"象脚区"炉缸侵蚀严重的原因,并真对炉缸侵蚀初期和恶化期提出了护炉措施.通过采取降低冶炼强度、增强冷却强度、缩小并加长风口、发展边缘气流等一系列措施...     

沙钢3号高炉炉缸炉底侵蚀结厚智能监测系统

高炉炉缸炉底耐材寿命是影响高炉一代炉役寿命的限制性环节,及时了解炉缸炉底的侵蚀情况并作出针对性调整措施至关重要。基于传热学、数值模拟、遗传算法等研究方法,结合炉缸炉底侵蚀、结厚的形成机理,利用炉缸炉底热电偶在线采集的温度数据,开发了沙钢3号高炉炉缸炉底侵蚀结厚智能监测系统。该系统还原了沙钢3号高炉整个炉缸炉底区域的温度场分布,实现了侵蚀结厚的动态模拟。此外,相比以往模型,本模型改进了人机交互方式,使炉缸炉底侵蚀结厚模拟结果以更加直观的图像与视频方式予以展示,从而使炼铁工作者更容易掌握炉缸炉底侵蚀现状及变化趋势。     

莱钢2~#高炉炉底炉缸侵蚀分析与长寿改造

莱钢2#高炉因炉缸侧壁温度异常升高而停炉大修,在炉缸炉底拆除过程中,发现炉缸出现象脚侵蚀,炉底出现锅底状侵蚀等异常侵蚀现象。通过选用优质耐材、优化砌筑结构、完善炉底侵蚀监测系统,对高炉炉缸炉底进行了长寿改造,达到了预期效果。     

太钢高炉炉底炉缸长寿探讨

通过分析计算确定了太钢3号高炉侵蚀预测数学模型。为了保障高炉生产的安全，根据太钢3号高炉热电偶历史最高数据预测了炉缸炉底侵蚀状况。同时应用该软件分析铁水流动、耐材导热系数、死铁层深度和高炉异常对炉缸炉底的侵蚀影响，并得出炉缸炉底长寿的若干推论，对评价目前侵蚀状况和护炉及未来太钢长寿高效高炉的建设提出若干参考意见。     

唐钢2560m^3高炉炉底、炉缸侵蚀状况及机理

通过分析唐钢2560m3高炉大修时炉底、炉缸侵蚀状况,结合该高炉实际运行情况,探讨了炉底、炉缸的侵蚀机理,并为新建高炉提出了减缓炉缸、炉底侵蚀的相关措施.     

高炉铁沟侵蚀监测装置的构建与开发

通过对高炉铁沟耐材特点和铁沟侵蚀监测现状的分析,与炉缸侵蚀监测模型特点进行对比研究,以炉缸侵蚀模型为基础,对铁沟永久衬表面进行网格化划分,建立了高炉铁沟侵蚀监测与判断系统,避免了铁沟烧穿事故发生,实现了铁沟侵蚀的自动预警,有效地预防了铁沟烧穿,从而降低吨铁耐材消耗,提高高炉生产的安全性。     

延长高炉炉缸寿命的探讨

从适宜的炉缸死铁层设计、合理的炉缸结构设计与耐材材质选择、适当的炉缸冷却系统设计、保证施工质量、提高烘炉质量、降低渣铁环流侵蚀、控制碱金属和锌等在高炉内的循环富集、加强炉缸监测与及时采取护炉措施等方面,探讨了延长炉缸寿命的主要措施。认为高炉炉缸能否长寿,主要取决于三个方面因素的综合作用:一是设计施工,二是生产期间的操作,三是监测和维护。     

关于高炉炉缸长寿的关键问题解析

 高炉长寿化是大型高炉发展的必然趋势,实现高炉长寿的关键在于弄清高炉侵蚀的根本原因。从高炉炉缸侵蚀机理、高炉炉缸象脚型侵蚀原因、高炉炉缸圆周方向侵蚀不均匀性、高炉冷却强度与冷却效率以及高炉炉缸维护技术等5个方面探讨了高炉长寿存在的共性问题,指出高炉炉缸炭砖损毁的本质是碳不饱和铁水对炭砖的溶蚀。具体结果表明,首先,高炉炉缸象脚型侵蚀最严重部位位于高炉炉缸死料柱的根部位置;其次,阐明了直接导致高炉存在不均匀侵蚀的主要原因在于冷却系统的冷却水量和送风系统的风量在高炉周向方向分配不均匀;然后,阐明了冷却系统的作用本质是降低耐火材料热面温度,并提出了高炉冷却强度指数及高炉冷却效率指数;最后,分析了采用无钛矿护炉和钛矿护炉两种模式的高炉炉缸维护技术。     

太钢高炉上下部操作炉型相互作用及其影响

 通过太钢2座4 350 m3高炉生产、操作炉型监控和维护的实践,认识到高炉上下部操作炉型之间有密切的相互作用关系,其对炉缸寿命有一定的影响。高炉上部的操作炉型受到炉腹煤气量、炉身部位耐火材料的选择以及炉身冷却水流向的影响。适当的炉腹煤气量、减少冷却板与砖衬间可能形成的窜气通道、冷却水横向分段、分区冷却有助于形成合理的上部操作炉型。炉身操作炉型与渣皮厚度具有相互作用关系,风口以上操作炉型对炉缸炉底的侵蚀和结厚也存在相互作用关系。通过维持炉芯死焦堆透气透液性、高炉炉身硬质压入以及钒钛矿护炉等措施,维持合理的上、下部操作炉型,改善了炉况顺行和操作指标,同时减缓炉缸侧壁的侵蚀。     

基于大数据技术的炉缸侵蚀模型

 针对高炉炉缸侵蚀的问题,介绍了高炉炉缸智能技术研究进展,分析了实现炉缸内衬可视化的技术。基于炉缸侵蚀模型的比较及大数据预测模型的发展,提出了融合大数据技术的炉缸侵蚀模型技术思想。模型基于决策树和遗传算法优化的BP神经网络,将铁水成分及温度、冷却参数、操作参数作为输入参数,采用融合大数据技术的方法,构建了炉缸侵蚀预测模型。大数据技术为钢铁行业的发展提供了新思路,进一步推动了高炉智能化炼铁。     

高炉炉缸破损调研分析

高炉炉缸安全是高炉长寿的主要限制环节,首钢股份公司环保限产期间对2号高炉进行了在不切割炉壳情况下的炉缸保护性清理和浇注修复施工。在此期间对高炉炉缸的破损情况进行了调研,研究了首钢股份公司 2 号高炉风口以下炉缸渣皮、风口区域、出铁口前泥包的状态和炉底陶瓷垫的侵蚀状况,并分析了造成炉缸炭砖侵蚀的原因及炉缸中钛和锌元素的物相。研究发现炉底陶瓷垫未形成锅底状侵蚀,越是靠近炉墙位置,陶瓷垫侵蚀越严重,说明了炉缸活跃度不够。而象脚区炭砖侵蚀主要是受铁、钾和硫等元素的渗透侵蚀;炉底象脚区域发现大量古铜色碳氮化钛沉积物,沉积物呈带状分布;破损炉缸中发现的大量ZnO富集物是黄绿色而非传统的白色。此次破损调研为后期炉缸浇注、高炉操作以及今后的炉缸设计提供现实可靠的依据,其意义重大。     

高炉炉缸长寿探讨

从炉缸结构设计关键要素的分析着手,从侵蚀机制、炉缸传热体系的建立到炉缸的设计理念对炉缸的长寿 进行了全面的论述。指出高炉长寿的关键控制环节为:设计、施工、烘炉、开炉节奏、操作稳定、维护管理。在合适 的炉缸冷却系统和结构配置条件下,有效杜绝和防止气隙是炉缸长寿的关键。设计要有完善的防止气隙的措施; 安装中要严格控制每一个环节;采用热水烘炉提高炉墙温度,促进水分蒸发;控制高炉开炉进程,给予新高炉一个 磨合期,保证炉缸的传热体系可靠、有效,以实现炉缸的无气隙化操作。无论炉缸耐材采用何种配置结构和采用何 种冷却系统,都必须以建立良好的传热体系为前提,只有尽快形成稳定的渣铁壳,才能实现炉缸的长寿。     

Numerical Prediction of Iron Flow and Bottom Erosion in the Blast Furnace Hearth

The blast furnace (BF) campaign life, which is limited by the hearth erosion, will be decisive for the process to maintain its dominance in ore‐based iron production, so timely prediction of the hearth erosion and proper measures to protect the hearth are important issues. The erosion at the hearth bottom has not received much attention, even though the region is believed to be the most vulnerable part of the hearth. A computational fluid dynamic (CFD) model has been developed to deepen the understanding of iron flow and refractory erosion at the bottom of the hearth. Key boundary and internal conditions, such as slag–iron interface and dead man state, are provided by a BF drainage model which reproduces the tapping process. Simulations with the CFD model illustrate how different factors affect the flow pattern, hearth erosion profile, and bottom breakage ratio. It is shown that the dead man state plays an important role for the flow behavior and erosion conditions in the hearth. The model is demonstrated to predict two erosion types that are commonly encountered in practice.     

有害元素对红钢3号高炉炉缸侵蚀的影响

近年红钢3号高炉(1 350m3)的有害元素负荷升高。为了确定炉缸侵蚀速度与有害元素入炉量的关系,应用热传导微分方程,建立了炉缸炉底二维传热模型,利用Matlab软件计算得到近2年1 150℃的炉缸侵蚀线分布。结果表明:红钢3号高炉炉底侵蚀速度从50mm/a上升至60mm/a,炉缸侧壁侵蚀速度由35mm/a上升至40mm/a,对比同期有害元素入炉情况,侵蚀速度随有害元素负荷升高而有所加快,但无明显象脚状侵蚀。     

大型高炉合理炉缸冷却制度

合理的炉缸冷却制度是保证大型高炉长寿的基础,不同冷却制度对高炉炉缸的温度分布和侵蚀状况具有直接影响.结合某4000 m3级高炉,根据传热学理论建立了高炉炉缸、炉底温度场物理模型和数学模型,通过数值模拟对"大水量、小温差"和"小水量、大温差"这两种不同炉缸冷却制度进行了研究,分析了不同冷却制度对炉缸温度场、炉缸侵蚀状况及高炉寿命的影响.结果表明,在炉役初期砖衬较厚时,不同冷却制度对炉内温度分布的影响区别不大;随着砖衬的不断减薄,不同冷却制度对炉内温度分布的影响逐渐明显;当砖衬侵蚀到一定程度后,再好的冷却也无济于事,但采用"大水量、小温差"并加强冷却可以减缓砖衬的侵蚀,延长高炉寿命.      

高炉炉缸炉底破损研究

根据近年来武钢2座大型高炉破损调查的资料,分析炉缸、炉底耐火材料破损的特征和原因。炉缸、炉底产生环形裂缝的主要原因是碱金属和锌的侵蚀,重点讨论锌对产生环形裂缝的影响。基于对炉衬侵蚀机理的分析,提出了能满足炉缸、炉底长寿要求的适宜的耐火材料。用于炉缸、炉底的耐火材料应具备导热率高、微孔或超微孔、抗铁水渗透性好和抗铁水熔蚀性好等性能。