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。     

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。     

大型高炉炉缸死料柱行为及长寿原因分析

高炉炉缸死料柱的形貌尺寸、沉浮状态、空隙度及焦炭粒度粒级时刻影响着炉缸液态炉渣和铁水的流动情况，进一步影响着铁水对炉缸侧壁的冲刷侵蚀程度和炉缸活性。基于莱钢3号3 200 m³高炉的破损调查研究得到炉缸整体呈现“锅底状”侵蚀特征，其中炉缸侧壁的侵蚀程度较小、仍残余较为完整的炭砖结构，部分区域还保留少量的陶瓷杯结构，炉底陶瓷垫已被侵蚀完全至第3层超微孔炭砖。通过对炉缸死铁层残铁积存物的切割解体，并结合综合图像处理技术对炉缸死料柱进行分析。结果发现，死料柱根部为“圆弧状”并在炉缸中呈现明显的漂浮状态，高度约为0.45～1.34 m,死料柱直径约为10.01 m,占侵蚀后炉缸直径的71.91%,体积较小有利于浮起，同时降低铁水的环流现象对侧壁耐火材料的冲刷侵蚀。死料柱周围含有一段长度约为1.0 m的铁水通道，通过计算得到此区域铁水的对流换热系数较小，约为52.61 W/(m²·K),这说明铁水流速小，而使得耐火材料所承受的热应力小，可大幅度减缓炉缸炉衬的侵蚀速率。死料柱平均空隙度和焦炭平均粒度分别为54.57%和22.89 mm,较大的死料柱空隙度...     

高炉炉缸Ti(C,N)保护层及死料柱行为研究

基于湘钢3号高炉破损调查的现场测量数据,明确了其炉缸侵蚀为"锅底状"侵蚀。通过对炉缸Ti(C,N)保护层行为研究,认为炉底缺少Ti(C,N)保护层的保护作用是3号高炉炉缸呈现"锅底状"侵蚀的一个原因。通过计算,3号高炉出铁结束时的死料柱实际漂浮高度为0.7m,这个漂浮高度使出铁时炉底铁水流速较大,铁水对炉底的冲刷侵蚀严重,是形成"锅底状"侵蚀的另一个原因。     

炉缸侵蚀模型的开发

根据高炉炉缸传热、侵蚀的特点,应用有限元和设计优化技术相结合的方法,并依据炉缸侵蚀模型的计算流程、基本概念,应用APDL开发了高炉炉缸侵蚀模型计算软件,并对该模型调试过程中的关键问题进行了讨论。应用该炉缸侵蚀模型对国内某高炉的炉缸侵蚀曲线进行计算,计算出的炉缸侵蚀曲线与实际情况基本相符。     

梅钢高炉碱金属和重金属现状分析及评估

梅山1号、3号高炉分别生产已达8a和10a，炉衬、炉缸侵蚀不令人乐观，护炉形势相当严峻。高炉侵蚀因素诸多，其中钾、钠、铅、锌等微量元素是炉衬、炉缸侵蚀重要原因之一。文中重点介绍了近期对梅钢高炉有害微量元素调查及其对炉衬蚀损机理分析，为高炉护炉研究提供依据。     

高炉炉缸炉底侵蚀模型的研究与开发

采用边界元方法建立某一大型高炉炉缸炉底的侵蚀推测二维模型,能够推定高炉炉缸炉底侵蚀线的位置和形状,及时了解炉衬侵蚀状态。从计算所得的侵蚀图来看,侵蚀轮廓是比较合理的,与实际侵蚀情况非常相近。     

高炉炉缸侧壁碳复合砖残余厚度和热面处保护层厚度传热模型分析

山东泰山钢铁集团有限公司（简称泰钢）1号高炉自2019年10月开炉投产以来,炉缸热电偶温度基本保持较低的温度。通过建立一维稳态传热模型计算碳复合砖的残余厚度和热面处保护层的厚度。结果表明,炉缸底部侧壁的碳复合砖侵蚀量较少,炉缸铁口中心线附近碳复合砖侵蚀量较多,高炉炉缸区域未出现“象脚状”侵蚀。高炉炉缸内保护层的厚度随着高度的增加而增大,富铁保护层易在铁口中心线以下形成,富渣保护层易在铁口中心线以上形成。碳复合砖中的主要成分氧化铝几乎不与铁水发生反应,而二氧化硅会与铁水发生反应。铁水渗透进入碳复合砖的临界孔隙为2.030μm,远大于其平均孔隙0.238μm,因此,采用碳复合砖有利于抵抗铁水的侵蚀。     

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。     

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。     

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。     

高炉寿命与利用系数之间的关系

研究了高炉利用系数对炉缸侵蚀以及高炉寿命的影响.首先,利用模型实验和预测模型研究了炉缸内铁水的流动.其次,利用传热模型,计算了炉缸侧壁的温度分布,估测了炉缸侧壁的侵蚀程度和凝固层形状.该模型给出了一种已经被实践所证实的高炉一代炉役期间炉缸侵蚀图形的估测方法.     

某钢铁厂2号高炉炉缸异常侵蚀分析

针对某钢铁厂2号高炉炉缸异常侵蚀的问题,根据现场生产检测数据,对炉底炉缸温度场进行模拟计算,分析出高炉铁水Mn含量高,铁水流动性强,冶炼强度高为主要侵蚀原因。通过添加含钛球团护炉、控制铁水成分、减少出铁次数等措施,使炉底炉缸各测点温度总体趋降,内衬状态维持良好,保证了生产的稳定顺行。     

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。     

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。     

转炉炉衬侵蚀机理及防护

<正>转炉冶炼是在高温条件下的一系列物理、化学反应过程,在这个过程中炉衬受到一系列强烈的机械、物理、化学作用而侵蚀。1.侵蚀机理(1)机械冲击侵蚀加废钢、兑铁水等操作都是直接对着转炉大面炉衬,对大面炉衬产生强烈的冲击、磨损、冲刷,是炉衬耐材侵蚀的主要因素。(2)物理作用冶炼过程中炉内气流对炉壁、炉帽等耐材的冲     

高炉炉底长寿攻关

针对济钢120m^3高炉炉底侵蚀状况，在生产中配加钒钛矿，使其还原成Ti(Nc)的沉积，以对炉底形成稳定保护层，降低铁水流动性，减缓铁水对炉底冲刷；同时在耐热基墩打孔，穿埋水冷管，促使炉缸铁水1150℃等温线上移。凝固团增厚。实践表明，特护期间炉基温度由950℃下降至700℃以下，炉役寿命延长2年以上。     

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。     

高炉炉缸侵蚀特征及产生原因

以国内某厂3座高炉为例,对高炉炉缸侵蚀特征及产生原因进行了分析总结认为炉缸侵蚀主要原因是,在静压力和剪切力作用下铁水渗透、铁水环流、锌和碱金属化学侵蚀。     

高炉炉缸内铁水环流与内衬侵蚀

从分析中心焦柱在炉缸内的受力出发，计算了１０００￣５５８０ｍ＾３高炉大喷煤前后中心焦柱在炉缸铁水内的沉入深度，分析了炉缸内铁水环流的产生与炉缸内衬侵的关系，分析表明大喷煤有得利抑制铁水环流对缸内补的冲刷，提出了降低铁水环流对炉缸内衬侵蚀的途径。