影响高炉炉底炉缸炭砖使用寿命的因素

对影响高炉炉底、炉缸炭砖使用寿命的因素进行了分析，认为作为长寿高炉炉底、炉缸炭砖必须具备高抗热应力、高抗碱金属侵蚀、高抗CO分解侵蚀、高抗铁水渗透、高抗氧化性能以及高抗铁水溶蚀性能。     

碳复合砖关键性能指标探析

简要阐明了高炉炉缸炉底安全对耐火材料性能的要求,并重点对碳复合砖的关键性能进行了阐述分析。通过与国内外知名炭砖综合性能的比较分析,碳复合砖的显气孔率、强度、抗氧化性和抗铁水侵蚀性、抗锌侵蚀性,明显优于国内外知名炭砖。认为碳复合砖,既吸收了微孔炭砖和刚玉陶瓷杯的优点,同时又克服了微孔炭砖和刚玉陶瓷杯的缺点,完全可以代替炭砖用于高炉炉缸炉底,是高炉炉缸炉底安全的新材料。     

柳钢5号高炉炉缸侧壁安全维护的实践

针对柳钢5号高炉炉缸南面侧壁温度异常升高、炭砖侵蚀速度加快的现象,采取了增加炉缸侧壁侵蚀监控系统、采用炭质炭化硅灌浆料提高炉缸侧壁导热性能、局部强化冷却、钒钛护炉等措施,避免了炉缸发生烧穿的危险。取得的主要经验有:①对炉缸侧壁环炭微孔炭砖侵蚀线的监控,在陶瓷杯开始破损时采用局部强化冷却和灌浆方式,可以有效提高炉缸侧壁的导热性能,使1150℃侵蚀线的位置离开残余炭砖内端面,这是炉缸侧壁护炉的关键。②采用钒钛球团矿护炉时,在陶瓷杯不同的破损阶段采用不同的方法进行护炉,既要保证炉况顺行,又能在环炭靠炉缸侧壁内端面形成保护层,防止环流铁水冲刷保护层,这是护炉的重点。     

鞍钢高炉炉缸炭砖的应用探讨

对鞍钢不同炉役阶段高炉炉缸炭砖选型、砌筑情况进行了阐述,分析了不同类型炭砖高炉炉内使用效果和侵蚀状况。从炉缸炭砖破损的状况来看,渗铁、铁水溶蚀及冲刷、裂纹现象、锌及碱金属侵蚀等,是鞍钢高炉炉缸炭砖破损的主要原因。依据鞍钢多座高炉成功的生产经验,认为合理选用炭砖型号、严格监管砌筑质量、控制有害元素入炉、减少炉况波动等,是延长炉缸炭砖使用寿命的关键。     

低温粗缝糊的研制及其在大型高炉的应用

为提高炉底、炉缸砖衬寿命,近年来国内外新建或改建的大型高炉相继采用石墨化炭砖、石墨碳化硅砖、微孔炭砖和低气孔率自焙炭块等砌筑高炉的炉底、炉缸,均获得了良好的效果。高炉炉底、炉缸冷却设备对炉衬的冷却是经过炉衬砌体和冷却设备之间炭素填料层来实现的。因此填料层的导热性能对于冷却设备的冷却效果以及炉衬工作温度具有直接影响。而处于炉底炭砖与其它耐火砖之间接缝中的炭素填充料,还直接接触铁水,其性能也将直接影响炉衬寿命。所以,     

鞍钢新1号高炉炉缸内衬破损调查

鞍钢新1号高炉生产7年零9个月后,在休风灌浆过程中发生炉缸渗铁事故。利用炉缸换衬机会进行了破损调查,取不同部位的残存炭砖、渣皮和黏结物进行理化性能检测,分析碱金属和锌在炉缸内衬的分布状况及钒钛矿护炉效果。结果表明,高炉炉缸炭砖异常侵蚀的主要原因有:炉缸冷却水量不足,冷却壁水管规格小,内衬温度监测点少;炭砖耐氧化侵蚀指标低;微孔炭砖小于1μm孔容积百分率指标偏低;碱金属和Zn的化学侵蚀。     

鞍钢高炉炉缸异常侵蚀的原因及对策探析

对鞍钢近年来高炉炉缸破损调查情况进行了阐述。从炉缸侵蚀的状况来看,铁水环流、炭砖应力破坏、化学氧化侵蚀和炭素胶泥的质量不合格是鞍钢高炉炉缸异常侵蚀的主要原因。另外,基于对炉衬侵蚀原因和特征的分析,提出了应从设计、制造与施工、烘炉、开炉和日常生产操作等方面采取有措施,以延长高炉炉缸使用寿命。     

炉缸炭砖侵蚀过程及基于AHP的界面反应调控

 为了延缓炉缸炭砖侵蚀,基于炉缸破损调查试样分析和试验结果,研究了炉缸炭砖侵蚀过程,提出了基于层次分析理论(analytic hierarchy process,AHP)的界面反应综合调控技术。结果表明,炭砖侵蚀经历3个过程:铁水润湿炭砖、铁水渗透炭砖和铁水溶解炭砖。非稳态下铁水对炭砖的润湿作用使界面迅速由气-固界面转变为液-固界面;铁水渗透在炭砖微晶结构的作用下呈现出树枝状特征,且渗透面积越大、渗透延展度越高,炭砖脆化现象就越明显;在铁水碳欠饱和度的作用下,脆化的炭砖易溶解进入铁水中,导致炭砖被侵蚀。基于AHP的界面反应综合调控技术可帮助高炉操作者明确调控方向和调控重点措施,应从铁水成分调控和炭砖性能调控的几个关键技术采取措施以延长炉缸寿命。     

高炉炉缸永久性内衬作用与形成技术

对高炉炉缸侵蚀特征进行了分析,铁口以下是炭砖重点侵蚀区域。在铁口以下选择超微孔炭砖、合适的冷却器结构形式和冷却制度、高炉定期采用钒钛矿护炉,可以在炭砖热面生成由金属Fe、FeO、石墨C、SiO2、Al2O3、Ti(C,N)等构成的永久性内衬,防止或减轻炭砖侵蚀。     

济钢1750m~3高炉炉缸侵蚀情况分析

通过对生产条件及炉缸结构相同的济钢1#、3#1 750 m3高炉炉缸侵蚀情况进行调查,发现1#高炉炉缸呈浅锅底—象脚状侵蚀,扒炉实测表明,炉缸、炉底交接处侵蚀最为严重,炭砖残存厚度最薄处仅为300 mm;3#高炉铁口附近炭砖出现不同程度裂纹,侵蚀严重处炭砖残存厚度600 mm。建议考虑炭砖的微孔度,使用高可靠性热电偶,降低炉底冷却水流量,增加炉缸冷却水流量等,以提高高炉寿命。     

含钛物料护炉方法的探讨

炉缸炉底异常侵蚀是影响高炉寿命的主要因素。目前,延长炉缸炉底寿命的主要措施有两个：一是改进炭砖质量,二是采用含钛物料护炉。若能把二者有机结合起来,将会大大延长高炉寿命。为此,作者设想把含钛物料以微粉添加剂形式加入炭砖配料中生产含钛复合炭砖。这种炭砖抗氧化性和抗铁水渗透性较好,而且在炭砖被侵蚀时能及时生成Ｔｉ（Ｃ、Ｎ）沉积物,阻滞碳的进一步溶解和铁水的侵入,对炉底炉缸有保护作用,可克服目前含钛物料护炉方法的一些弊端,有效利用宝贵的钛资源     

高炉铁水中硫加速炉缸炭砖侵蚀机理及对策

为了延缓炉缸炭砖侵蚀，分析了炉缸铁水硫含量变化趋势，研究了硫元素加速炉缸炭砖侵蚀机理，提出了现代大型高炉脱硫技术措施。结果表明：高炉-铁水预处理联合脱硫、使用高比例球团是炉缸铁水硫含量升高的主要原因；炉缸炭砖与碳含量欠饱和的铁水接触是炭砖侵蚀的直接原因，硫含量升高使铁水表面张力下降、黏度下降，提高了界面反应速率，增大了铁水中碳的传质系数，加速了炭砖侵蚀。在低渣比条件下，控制炉渣碱度在1.12～1.18,MgO含量在9%～12%,Al₂O₃含量在13.5%～15.5%,并提高铁水中碳、硅、磷元素含量，降低锰、钛元素含量，采用控制炉渣成分和铁水成分的协同脱硫技术，是现代大型高炉脱硫的有效措施。     

1000m~3高炉炉缸炉底破损原因分析

1 000m~3高炉炉缸下部及底部呈"圆锅底"型侵蚀,实际炉缸直径变大,炉底加深。缸炉底炭砖破坏的主要原因是K_2O、Na_2O和Zn的化学性侵蚀和铁水的浸入式侵蚀。为减缓炉缸和炉底炭砖侵蚀,建议改善显气孔率、抗碱侵蚀能力和抗铁水溶蚀性。     

湘钢1号高炉炉缸破损调查研究

在湘钢1号高炉停炉大修过程中,对炉缸进行了侵蚀测量和自上而下取样分析,重点对炉缸炭砖热面黏结物的物相组成和炭砖脆化层的形成机理进行分析。结果表明:炉缸自上而下的黏结物中都有锌、碱金属等有害元素存在,锌在铁口以上主要以鳞片状形式黏附在黏结物上,对炉缸炭砖具有一定的保护作用,而在铁口以下主要是通过铁水侵入炭砖空隙,在炭砖内膨胀破坏炭砖结构;炭砖脆化层的产生,主要是由铁水渗入、有害元素侵蚀和热应力破坏共同作用的结果 。     

兴澄3号高炉炉缸破损调查及机理分析

对兴澄3号高炉炉缸炭砖宏观破损状况及微观形貌进行调查研究,绘制炉缸侵蚀内型,分析炉缸破损的主要原因及侵蚀机理。调查结果表明:3号高炉经过一代炉龄的生产,炉缸侵蚀为"宽脸"型侵蚀,侵蚀严重区域主要位于铁口下方1.35m～1.85m,侵蚀最严重区域主要集中在1#和3#铁口区域;碳不饱和铁水对炭砖的熔蚀和有害元素侵蚀是3号高炉炭砖破损的主要原因。     

现代高炉炉底炉缸结构

对高炉炉底、炉缸结构的主要设计趋势进行了阐述,并重点对炭砖炉底、炉缸结构的主要特点进行了讨论。认为德国SGL开发的各种不同高炉用炭砖和石墨砖,如普通炭砖、微孔炭砖、半石墨砖、微孔半石墨砖、石墨砖和低铁石墨砖等,可以适应和满足炉底、炉缸结构的设计和生产要求。     

长钢8号高炉炉缸炉底破损调查及长寿经验

对长钢8号高炉炉缸炉底破损调查及长寿经验进行了总结分析。8号高炉一代炉役寿命9年10个月,单位炉容产铁量10640 t/m³,停炉后进行的炉缸炉底破损调查结果表明,炉缸与炉底交界处侵蚀最为严重,呈象脚状侵蚀,炉缸炭砖部分环裂,炉底5层满铺炭砖完好,炉缸侵蚀的原因主要是铁水环流、铁水溶蚀、有害元素侵蚀和热应力等。8号高炉这一代炉役的长寿经验:一是均衡稳定的生产组织;二是长期稳定顺行的炉况;三是及时采取相应的护炉生产措施,四是合理应用炉体维护技术。     

武钢1号高炉炉缸破损调查及炭砖侵蚀机理

掌握武钢1号高炉炉缸的侵蚀状态，明确炭砖的破坏过程及其侵蚀机理，对指导高炉操作、延长高炉使用寿命具有重要意义。通过钻芯取样对武钢1号高炉炉缸开展了破损调查，采用化学分析、光镜、电镜等手段研究了炉缸残余炭砖的侵蚀特性。结果表明，武钢1号高炉炉缸整体呈“锅底”状侵蚀，近铁口区域的侵蚀相对非铁口区更加严重，自铁口中心线向下，残余炭砖的完好层长度逐渐变短，破损层长度逐渐变长。有害元素K在炭砖内的存在形式为硅铝酸盐，Zn和Na元素在炭砖内的存在形式主要为氧化物，Pb元素在炭砖内的存在形式为硫化物。沿着炉缸半径方向，残余炭砖的体密度先增大后减小，在有害元素富集区域达到最大。炭砖结构被破坏主要原因是热应力、有害元素的富集和铁水渗透。     

方大特钢1号高炉炉缸侵蚀形貌及原因

对方大特钢1号高炉炉缸炉衬及沉积物等进行了调查取样分析研究。研究结果表明:在铁口中心线下方0.8～1m处,即炉缸第8、9层炭砖位置侵蚀最为严重,尤其在第7、8号风口方向,其残厚约50mm,并发现有大量有害元素富集的现象;炉缸炭砖的侵蚀主要是由脆化层的形成与脱落、铁水环流以及铁水渗炭等因素综合作用的结果;此外,炉缸侧壁与炉缸底部形成了大量的富钛层,厚度约40 mm,虽然炉缸侧壁与炉底的富钛层的钛析出相均为TiC_(0.3)N_(0.7),但两者的形貌差异较大。     

UCAR炭砖在鞍钢高炉应用分析

介绍了UCAR炭砖在鞍钢高炉炉缸的应用状况,根据炉缸结构、冷却系统,结合炭砖理化检验结果,分析讨论了鞍钢UCAR炭砖炉缸异常侵蚀原因,认为炉缸炭砖必须使用电煅无烟煤生产工艺,不能使用过量填加石墨的生产工艺,炉缸炭砖不能片面追求导热系数指标,必须综合考虑平均孔径、小于1μm容积比、抗氧化性、抗碱性、抗渣侵蚀和铁水溶蚀率。