在线预测高炉炉底炉缸侵蚀模型的研究方法

采用有限元法、两点法和边界元法，分别建立了高炉炉底炉缸侵蚀的数学模型并分析了三种方法的特点。这些模型可离线或在线监测高炉炉底炉缸侵蚀状况。马钢2500m^3高炉炉底炉缸在线侵:高炉炉底炉缸1150℃侵蚀线处于第七层碳砖的中部位置，形如“象脚”。因此，认为高炉炉底炉缸侵蚀状况基本正常。     

高炉炉底炉缸内衬材料的选择

结合太钢高炉炉底炉缸改造实践,分析讨论了全炭质材料炉底炉缸结构和炭质材料-陶瓷材料复合炉底炉缸结构,认为采用国产模压小炭块和陶瓷杯,可以收到良好的效果.     

马钢2500m~3高炉炉底炉缸侵蚀模型的研究

针对马钢2500m~3高炉,利用有限元法、两点法及两者相结合的方法,开发了高炉炉底、炉缸侵蚀的数学模型,该模型可离线或在线监测高炉炉底、炉缸侵蚀状况。研究结果表明,高炉炉底、炉缸1150℃侵蚀线处于第七层碳砖的中部位置,形如“象脚“。因此,认为高炉炉底、炉缸侵蚀状况基本正常。     

太钢新建4350 m~3高炉长寿炉缸炉底研究

以太钢新建4 350m3高炉为例,论述了为实现高炉炉缸炉底的长寿,从高炉的设计、选材和砌筑等方面采取的一系列措施。炉缸设计采用"传热法",炉底设计采用"隔热法",炉缸炉底整体设计采用了"扬冷避热梯度布砖法"。炉缸选材使用优质高导热系数的碳砖,为了克服冷却壁与碳砖之间捣打料带来较大热阻,砌筑过程中碳砖采用顶砌冷却壁方式,并且严格控制砖衬宽度;炉壳与冷却壁采用分段灌浆。通过建立炉缸炉底传热数学模型,进一步表明了该高炉炉缸炉底优良的性能,投产后1 150℃等温线位于炉缸砖衬热面附近,有利于渣铁壳的形成;同时碳砖内部温度普遍低于750℃,温度梯度较小,碳砖脆化及热应力对砖衬的破坏作用较轻,为日后实现长寿炉缸炉底创造了必要的条件。     

济钢2号高炉炉缸炉底温度场数值模拟

以传热学有关理论为基础,建立炉缸炉底二维传热数学模型,应用ANSYS软件求解得到济钢2号高炉所采用的陶瓷杯内衬结构的温度场分布;同时应用该软件分析了中心堆积时炉缸炉底温度场的分布。结果表明E向陶瓷杯侵蚀严重;中心堆积缸炉底温度场分布有较大影响。     

高炉陶瓷杯技术

所谓“陶瓷杯”，即在高炉炉底、炉缸区域采用大型微孔碳砖砌衬，炉缸壁采用大型陶瓷预注块，炉底采用2～3层莫来石砖砌筑，在此区域形成一个林状的陶瓷衬，利用低导热材料将1150℃等温线（铁水凝固线）阻滞在陶瓷材料中，使碳砖避开800～1100℃的脆性断裂区。因陶瓷杯的存在而使铁水不直接与碳砖接触，从结构设计上缓解了铁水及碱性物质对碳砖的渗透、侵蚀、冲刷等破坏，而且所采用的莫来石、棕刚玉等都是导热性低的高级陶瓷质材料，具有很高的抗渗透性和抗冲刷性。陶瓷材技术的优点很多，主要有①防止铁水的渗透。1150℃等温线被阻滞在陶…     

高炉炉缸内衬的温度场设计及其状态与寿命研究

根据高炉炉缸在实际生产中的情况,将炉缸内衬划分为有限单元,采用能量平衡原理建立炉缸内衬温度分布模型,并应用于高炉炉缸内衬设计,进而对炉缸的工艺设计做必要的调整优化,以此获得合理的炉缸内衬温度分布。在此基础上,通过实际生产中的内衬温度推测炉缸内衬侵蚀程度,对炉缸内衬的寿命进行预测。研究结果表明:采用了温度场分布设计技术优化的碳砖-陶瓷杯炉缸内衬的高炉,陶瓷杯侵蚀速率很缓慢,推测蒜头状部位的陶瓷杯使用时间可达10 a以上。     

高炉炉缸炉底结构设计研究

简述了高炉炉缸炉底结构发展的过程及目前国外高炉炉缸炉底所采用的形式；介绍了鞍钢７号高炉炉缸炉底的设计情况，并总结了其采用的陶瓷杯结构和半石墨化碳砖的优点。     

高炉“陶瓷杯”炉缸等温线及热应力计算

用有限单元法计算了高炉“陶瓷杯”炉缸的稳态温度场及炉衬炉壳间相互作用的热应力，并绘制了等温线图，热变形图及应力分布图，根据应力分布图，验证了炉缸“象脚”状侵蚀区乃热应力所致这一机理，提出了选择适当的膨胀缝能使热应力降到允许值。     

本钢2号高炉11代炉役炉缸,炉底异常侵蚀情况初探

详细介绍了本钢２号高炉炉缸、炉底的侵蚀情况，对侵蚀原因做了具体分析，得出结论：与碳砖性能，砌筑质量等有很大关系。最后指出延长炉缸、炉底使用寿命的途径。     

石钢0号高炉长寿炉缸的设计和使用效果

石钢新建0号高炉(420m^3)采用了陶瓷杯炉缸内衬，具体结构是：炉底满铺3层国产半石墨质炭砖，第4层满铺炭砖为进口微孔炭砖，炉缸铁口区域和铁口以下区域采用进口微孔炭砖；炉底炭砖上面为同心圆斜面压迫式砌筑的莫来石质陶瓷杯垫，陶瓷杯壁采用火块灰刚玉制品；渣口、风口区域砌筑大块灰刚玉组合砖。高炉投产后生产顺利．铁水温度比其他内衬结构有明显的提高。     

高炉自焙炭块-陶瓷砌体炉缸结构的优化

通过分析自焙炭块－陶瓷砌体炉缸内衬结构的机理，并结合生产实践，提出了炉缸内衬新结构方案。新方案使炉缸结构趋于更加合理，有利于进一步延长炉寿命和降低工程投资。     

高炉烘炉质量的研究简

 高炉烘炉质量直接影响高炉长寿,通过建立炉缸炉底砖衬传热模型,以1080m3高炉烘炉阶段炉缸炉底温度数据加以验证。分析了烘炉时间、烘炉温度、冷却强度等因素对冷却壁与炭砖间填料温度的影响。结果表明在0. 5m/s冷却水作用下,对于目前普遍采用的最高烘炉温度(600℃),填料最高温度仅为44℃,远低于要求的烘干温度,不能实现较好的烘炉效果。烘炉过程中需要减弱炉缸冷却甚至停水烘炉,适当提高烘炉温度,延长烘炉保温时间;停水烘炉时冷却壁最高温度仅为158℃,远低于铸铁冷却壁的安全工作温度。考虑到烘炉时热风的氧化性气氛,保证陶瓷质耐火材料严密覆盖在炉缸炉底炭砖表面,防止开炉前炭砖氧化烧损。通过插入冷却壁与填料交界面的热电偶温度分析炉缸砖衬的升温及保温,进而判断烘炉效果;并根据高炉固有的砖衬结构及设备参数,制定与高炉相匹配的烘炉制度。     

济源钢厂2号高炉设计特点及实践

济源钢厂2号高炉设计采用了一系列的先进设备和技术,如串罐式无料钟炉顶、薄壁内衬、炭砖+陶瓷杯式炉底炉缸结构、软水密闭循环冷却系统、关键部位采用铜冷却壁、炉前除尘等。高炉投产运行5年来,炉况稳定顺行,各项指标均优于设计指标,平均利用系数在3.3t/(m~3·d)以上,达到同类型高炉的先进水平。同时炉底陶瓷垫保存较好,杯垫下一层碳砖中心温度控制在600℃以内;炉底、炉缸侵蚀小,高炉冷却系统稳定,设计合理,生产实践取得良好效果。     

高炉炉缸炭砖砌筑结构的传热学

 从传热学角度通过建立炉缸传热数学模型,分别对大块炭砖的炉缸结构和小块炭砖的炉缸结构进行了讨论。计算了它们在烘炉阶段和高炉开炉后炉缸砖衬的温度,发现了按照目前的烘炉规范进行烘炉,难以将炭砖与冷却壁间的填料烘干,填料的导热系数达不到设计值。填料的存在导致砖衬热面温度升高,致使砖衬侵蚀加剧。因此,在冷却壁与炭砖之间取消填料,让炭砖直接顶砌冷却壁具有明显的传热优势。对于使用小块炭砖的炉缸,可以直接将炭砖顶砌冷却壁,消灭填料对炉缸传热的限制影响;对于大块炭砖结构的炉缸,先采用部分小块炭砖顶砌冷却壁,在小块与大块炭砖间使用填料,将填料向高炉内部推移约200mm以上,烘炉阶段为了将填料烘干,冷却壁断水烘炉是必需的,为了保证冷却壁的安全,同时讨论了冷却壁断水烘炉应注意的问题。     

鞍钢7号高炉大修改造设计

鞍钢7号高炉大修改造设计中采用了烧结矿分级入炉与小块焦回收、串罐水冷无料钟炉顶、铜冷却壁与双层水管镶砖冷却壁、软水闭路循环冷却、炉体薄炉衬结构、微孔炭砖与陶瓷杯复合炉缸炉底结构、平坦化出铁场、外燃式热风炉与双预热系统、嘉恒法水渣处理装置、塔文煤气洗涤系统和TRT余压发电等新技术和新工艺,高炉投产后生产稳定顺行,主要技术经济指标均达到设计值。     

整体式陶瓷杯炉缸内衬的设计实践和应用效果

针对炉缸内衬破损的主要因素,将炼铁工艺设计和高炉长寿实践成果融入炉缸内衬设计,对炉缸内衬进行包含炼铁工艺设计、内衬性能设计、砌体结构设计等方面的体系设计为长寿型现代大型高炉奠定寿命技术基础至关重要.已经应用于多座大型高炉的整体式陶瓷杯炉缸内衬通过体系性设计,获得持续稳定、密闭等有益于长寿的技术特征,它们的实际使用情况表明,炉缸内衬温度结果符合设计预期,陶瓷杯侵蚀速率缓慢,理论推测可在10年以上的冶炼周期中为炭砖提供有效保护.     

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。     

高炉炉底密封板上翘机理及预防措施

 国内一些高炉发生了高炉炉底密封板上翘现象,一些高炉炉底密封板上翘高度甚至达到了100～140 mm,出现炉底变形成锅底状、局部漏煤气、炉底冷却效果变差等现象,严重影响高炉的长寿和高效生产。通过建立高炉炉缸炉底温度场和应力场数学模型,分析砖衬异常膨胀、砖衬受热膨胀和炉底密封钢板厚度、膨胀缝及缓冲泥浆等因素对炉底密封板上翘高度的影响。结果发现,由于炉缸砖衬的异常膨胀,在风口组合砖位置产生较大的向上压力,最终导致高炉炉底密封板产生较大程度的上翘,而砖衬正常受热膨胀不会导致炉底密封板的明显上翘。碱金属、锌、铅等有害元素在高炉内富集、累积可以导致砖衬异常膨胀,是炉底密封板上翘的主要原因。炉底密封板厚度的增加会对炉底密封板上翘产生有效的阻碍作用。合适的膨胀缝和性能优良的缓冲泥浆可以吸收砖衬受热膨胀,但是不能解决砖衬较大的异常膨胀。为了抑制和减少高炉炉底密封板上翘现象,需要在风口组合砖与炉缸砖衬之间预留合适的膨胀缝;避免风口大套前端嵌入炉缸砖衬内部;严格控制有害元素入炉量,提高高炉排出有害元素的能力。