鞍钢铜冷却壁高炉操作炉型管理模型开发与应用

对鞍钢铜冷却壁高炉操作管理模型的建立方法进行了阐述,并对在2号高炉上的实践进行了总结.根据经验知识和实验室热态模拟实验结果,利用传热模型反推计算,建立铜冷却壁高炉操作炉型管理模型,可对铜冷却壁热面渣皮厚度进行实时计算,实现操作炉型管理.鞍钢2号高炉应用结果表明,铜冷却壁操作管理模型可对渣皮脱落部位、炉腰和炉身下部铜冷却壁热面温度和渣皮厚度变化趋势进行判断,提示操作人员及时采取措施,控制渣皮厚度适宜并保持稳定,减少铜冷却壁区域热损失,并保证高炉操作炉型合理.     

武钢7号高炉炉腰及其上下部位冷却壁破损调查

对武钢7号高炉炉腰及其上下部位冷却壁损坏状况进行了调查分析.结果 表明:①炉腰渣皮脱落频率要高于炉腹和炉身下部壁体,损坏的主要形式是渣皮脱落后炉料和气流对裸漏部位的磨损和熔蚀;②炉役前期、中期异常炉况对炉腰渣皮形成的高强应力易集中于壁体中部,造成中部向炉内凸起,凸起部位的渣皮因厚度和传热不均匀易脱落,导致壁体中部的磨损...     

铜钢复合冷却壁稳态传热分析

建立了铜钢复合冷却壁的稳态传热模型,利用ANSYS单元生死方法模拟冷却壁表面渣皮熔化行为,分析冷却壁温度分布、渣皮厚度及热负荷。结果表明:复合冷却壁附近炉气温度是影响其传热行为和渣皮厚度的主要因素;渣皮在冷却壁表面分布不均匀,随着炉气温度升高渣皮不均匀性逐渐增加;提高水速和全铜质壁体可以有效降低壁体温度,但对热负荷、渣皮厚度影响较小;在炉气温度1 200~1 400℃范围内,复合冷却壁的铜壁最高温度为125℃,承受热负荷达到82.8 kW/m2,能够满足高炉高负荷区的冷却要求。     

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。     

高炉渣皮厚度的传热分析

通过有限元软件ANSYS建立高炉冷却壁三维传热模型,利用单元生死技术创立渣皮熔化迭代方法,分析稳态下工艺参数对渣皮厚度的影响.分析结果表明:高炉内炉气温度对渣皮厚度的影响最显著,而冷却水水速影响很小;降低冷却壁气隙宽度可以有效改善高温炉气下的挂渣情况;冷却壁上的渣皮厚度与冷却壁热电偶测定点温度及热负荷之间存在明显的对应关系.采用熔化迭代方法建立的数学模型优化了冷却壁传热分析,能够直接计算不同条件下高炉冷却壁上渣皮厚度.     

泰钢1^#高炉长期封炉及扒炉实践

泰钢1^#高炉通过焊补炉壳、堵严风口、装入水渣、降低冷却强度、关闭炉顶大放散等措施实施了封炉操作。因不具备开炉条件,且料线下降了约7m,因此,通过氮气灭炉,炉顶打水凉炉,进行了清理炉料、炉缸的扒炉操作。高炉炉身4层钩头冷却壁以上的砖衬比较完整,炉身下部、炉腰、炉腹部位完全没有砖衬,说明必须根据炉衬的实际工作状况,制定有效的抑制边缘气流的措施并且加强高炉炉身中下部、炉腰、炉腹的冷却制度管理,才能延长一代炉龄。     

高炉炉墙内型厚度的计算

在国内外有关高炉炉型的研究中,多为关于炉腹、炉腰部位的挂渣模型研究,而炉身以上区域的炉型模型研究较少。针对这一问题,基于传热控制微分方程建立炉型管理模型,可对铜冷却壁渣皮厚度和炉身砖衬厚度进行实时计算。该模型在国内某高炉上得到了成功应用,有利于及时调整高炉操作以稳定合理的操作炉型,从而促进高炉稳定顺行和延长高炉寿命。     

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#高炉项修时停炉、开炉操作实践

介绍了济钢 2 #高炉项修时的停炉、开炉操作方法。实践证明 ,停炉前的全风顺行方针及停炉时的大风量操作 ,使炉墙渣皮厚度缩减到了最低限 ,保证了项修工作的按期完成 ;项修后的扒炉为高炉的顺利达产提供了有利条件     

高炉炉皮腐蚀寿命评估

对行将退役的１号大型高炉的腐蚀情况进行调查研究。通过高炉气温环境分析、炉皮厚度测量、高炉钢在循环清水中的电化学试验以及洒水段锈层的Ｘ射线衍射物相分析，说明１号高炉运行八年后炉皮各部分腐蚀轻微。在良好的管理维护操作条件下，炉壳可以延长一个役期。     

致密不烧铝炭砖在包钢3号高炉炉腹的应用

炉腹传热三维数学模型分析结果表明，在炉腹部位砌筑致密不烧铝炭砖可以形成相对稳定的渣皮。３号高炉应用实践证明，效果比较理想。     

略钢高炉采用含钛物料护炉

略阳钢铁厂2号高炉在入炉料中配加攀钢钛渣，进行了40天的护炉试验。试验期间，入炉钛负荷5～8kg/t铁，渣中氧化钛21～1．5%，生铁中硅控制在1．2～1．5%，炉渣碱度1．1～1．2，渣中氧化镁7～8%，试验进行10天后，炉腹下各段冷却壁的水温差普遍降低0．5～1℃，炉底温度下降50～100℃。高炉炉况明显好转，生产指标得以改善。     

长钢7号高炉炉役后期护炉实践

通过设立护炉小组，强化管理，优化高炉操作制度，采用炉底穿管、炉外喷水、安装冷却棒、缩小铁口角度、加钒钛矿、炉体灌浆、炉内喷补等操作技术，有效地延缓了炉缸炉底的侵蚀，遏制了冷却壁热流强度升高的态势，减少了炉腹炉腰的开裂变形，实现了稳定顺行生产，延长了高炉寿命。     

10#炉挂管喷涂中修实践

10#炉已投产五年多，炉腹、炉腰处炉壳变形严重，冷却壁损坏率达100％。2003年1月7～17日高炉休风，成功地采用挂管加喷涂造衬方式对炉腹、炉腰部位进行了整体更换。     

鞍钢高炉炉缸冷却水速和水温研究

基于高炉炉缸传热特点,建立了传热体系计算公式,研究了高炉冷却水对炉缸冷却效果的影响.结果表明,在鞍钢高炉炉缸传热系统中,增大冷却水速可以提高炉缸内传出的热量和降低炭砖热面温度,但当冷却水速大于2.5 m/s时,继续增大水速对提高冷却效果影响很小;炉缸冷却水温对炭砖热面温度降低作用非常有限;开炉初期为保证高炉捣料有效固结,应控制冷却水温在70℃以上.     

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。     

长寿高炉炉缸和炉底温度场数学模型及数值模拟

高炉炉缸和炉底的寿命是影响高炉长寿的关键因素之一。实现高炉炉缸、炉底与高炉寿命同步的措施之一就是在高炉炉缸和炉底冻结一层渣铁壳。要想冻结渣铁壳,在高炉设计时应将1150℃等温线推离炉缸和炉底热面,这就需要计算高炉炉缸和炉底的温度场。为此讨论了目前应用于高炉炉缸和炉底温度场的一些数学模型,并在此基础上开发了通用的炉缸、炉底温度场计算软件。     

现代高炉炉底炉缸设计探讨

从设计角度,对高炉炉底炉缸如何实现长寿进行了探讨认为,建立有效的传热机制,形成稳定的渣铁保护层,是炉底炉缸长寿设计要达到的目标.小块炭砖、大块炭砖、进口炭砖、国产炭砖、陶瓷杯的使用都是实现这个目标的手段。     

高炉炉缸长寿与事故处理

 延长高炉寿命、提高单炉产量、降低燃料比是推动当代炼铁技术进步的主要动力。高炉使用铜冷却壁后,高炉寿命的限制性环节逐渐从炉身下部、炉腰、炉腹等高热负荷区域转向炉缸。通过对炉缸温度场、流场以及灌浆过程应力分布的模拟,系统研究了近年来国内外连续发生的多起炉缸炉底烧穿事故,结果表明：铁口两侧下方300~500mm是铁水冲刷最严重的部位;炉缸结构不合理、冷却系统不匹配、耐火材料质量差以及炉缸监测缺失是影响炉缸寿命的主要因素;减小灌浆压力及灌浆面积有利于减小砖衬热面的应力。此外对炉缸烧穿后的挖补给出了操作指导。     

首钢京唐1号高炉炉芯温度初探

高炉炉芯温度是炉缸活跃程度的重要表征。炉芯传热可作为一维稳态传热来处理,通过建立首钢京唐1号高炉炉芯传热的计算方程,计算绘出了炉芯温度-炉缸温度、炉芯温度-陶瓷垫厚度的关系线,确定了现阶段首钢京唐1#高炉合适的炉芯温度为310～380℃,分析得出炉芯温度低时,炉缸工况差,炉芯温度和铁水温度的相关性弱。