长寿高炉炉缸保护层综合调控技术

 在高炉炉缸砖衬热面形成的稳定的保护层,将铁水与砖衬隔离开,避免直接接触,这是保证高炉炉缸长寿、延缓砖衬侵蚀的必要条件。为了研究高炉炉缸长寿的本质,首先通过高炉破损调查和解剖调研,分析了炉缸保护层的物相组成和显微结构,建立了高炉炉缸保护层类别体系。从保护层形成机制的角度将保护层分为富铁层、富渣层、富石墨碳层和富钛层。制定了高炉炉缸保护层综合调控技术路线,提出高炉炉缸保护层能否形成的关键在于合理控制炉缸耐火材料热面温度和铁水成分。最后明确,在高炉正常生产过程中,应从设计、铁水质量、生产操作等3个方面采取措施以促进保护层的有效形成。     

衡钢高炉炉缸炭砖侵蚀过快的原因浅析

衡钢1号高炉大修投产后不到2年,炉缸个别点温度最高上升到900℃左右,危及安全生产,被迫停炉中修。停炉后观察发现,炉缸炉底呈“象脚状”侵蚀,炉缸第1层炭砖侵蚀严重,最薄弱处炭砖残余厚度仅240mm,从残铁口扒渣门两边炉缸第7～9层炭砖中部可见明显的环裂缝。认为1号高炉炉缸炭砖侵蚀过快的原因主要是:(1)高冶炼强度操作,且炉缸直径偏小,致使炉缸铁水环流强;(2)炉缸炉底耐材部分指标不达标;(3)炭砖冷面与冷却壁之间的炭素捣打料层存在气隙;(4)Pb、Zn及碱金属等有害元素控制不力;(5)铁口深度合格率低。     

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。     

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。     

高炉炉役末期维护与监控技术

阐述了高炉炉役末期维护的主要方法,包括铜冷却壁维护技术,即安装金属软管、安装微型冷却器和整体更换冷却壁的方法恢复冷却功能;炉缸维护技术,即在炉缸炭砖热面形成稳定保护层。介绍了保护层形成机理和几种方法,重点介绍了采用钒钛矿护炉的效果、时机和方法。为了加强炉役末期监控,提出增加热电偶、安装冷却壁进出水温度计、安装炉壳无线温度计和加强炉缸炭砖侵蚀综合判断等方法。     

沙钢5800 m3高炉炉缸长寿浅析

沙钢5 800 m³高炉生产运行已超过12年,受限于总图布置,高炉仅有3个铁口,且铁口分布不均匀,生产中曾出现过数次炉缸温度升高及炭砖侵蚀现象。针对5800m³高炉炉缸工作不均匀、不容易活跃、存在气隙等问题,经过长期的生产实践,摸索出了适合炉役后期安全生产的措施:(1)优化出铁制度,加强出铁管理;(2)提高炉缸活跃性;(3)炉缸定期压浆和排水;(4)加强原燃料质量管理。目前,5800m³高炉一代炉役铁产量已达到9300 t/m³以上,炉缸温度在受控范围内,炉缸炭砖没有出现新的侵蚀,炉缸工作状态稳定,利用系数达到2.25t/(m³·d)。     

首钢股份1号高炉炉缸富钛保护层取样分析研究

对首钢股份1号高炉炉缸炭砖、炉底陶瓷垫和富钛保护层进行了取样分析研究,探讨了富钛保护层的形成过程.Ti(C,N)晶粒最初从铁水中析出,然后通过晶界迁移在炉渣中长大,最后Ti(C,N)晶粒与熔渣和铁水一起凝结形成保护层.此外,还用酸蚀法观察了Ti(C,N)析出相的微观形貌,发现Ti(C,N)晶粒主要以环形层状结构存在,T...     

高炉炉缸积水与炉缸长寿的探讨

从分析高炉炉缸积水来源和积水导致炉缸破损机理入手,重点探讨炉缸积水对炉缸长寿的影响,并提出了防止炉缸积水的措施和炉缸定期有效排水的建议。炉缸积水导致炉缸破损的机理有水蒸气对炭砖的脆化作用、形成气隙破坏炉缸传热体系和导致炉缸异常侵蚀。认为炭砖热面形成稳定的渣铁凝固层是实现炉缸长寿的关键,如果发现炉缸凝固层厚度正在减薄,要及时采取检查水系统、观察和等待、调节炉况等应对措施。     

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。     

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。     

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 。     

提高高炉炉缸使用含钛物料护炉效果的措施

美钢联和新日铁对高炉使用含钛物料的护炉新机理表明,含钛物料对炉缸护炉作用最有效的区域是铁口以下侧壁和炉底,保护层的表现形式是富Ti(C,N)凝铁层。并对提高炉缸使用含钛物料护炉效果的有效技术措施进行了分析,认为除了保持合适的炉料钛负荷、[Ti]、炉温等之外,还应该采取以下措施:炉缸侧壁要有足够的冷却效果、保持良好死料柱透液性和形状、改进出铁策略、保持合适的[Si]和铁水凝固温度、在炉缸炭砖中添加TiC等。     

凌钢4号高炉护炉措施及内衬破损调查

凌钢4号高炉投产不到1年因炉缸侧壁温度异常升高而进行护炉,为防止炉缸烧穿事故及时停炉更换炉缸炉底内衬,并进行了破损调查。破损调查结果表明,炭砖及炭捣料层导热系数低、气隙的存在、碱负荷高、锌负荷偏高,以及渣铁不能及时排净等因素的共同作用,造成了4号高炉炉缸严重的异常侵蚀。采用高导热系数的优质炭砖及炭捣料,并及时压力灌浆消除炭捣料冷热面气隙,以维持炉缸炭砖砌体综合导热能力,是避免炉缸炭砖过早严重侵蚀的努力方向。     

高炉长寿的炉缸和炉底结构

<正>高炉炉缸部位直接接触高温渣铁,工作环境十分恶劣,更换炉缸内衬是高炉一代炉役结束的标志。传统高炉炉缸的铸铁冷却壁与大块炭砖之间用一层炭素捣打料吸收膨胀,由于普通炭素捣打料的热导率只有5w/m·k~10w/m·k,而大块炭砖的热导率达到20w/m·k以上,因而在大块炭砖与铸铁冷却壁之间形成一层热     

高炉炉缸含钛保护层物相及TiC0.3N0.7形成机理

基于高炉破损调查取样分析, 借助X射线荧光分析、X射线衍射分析、电子探针分析、扫描电子显微镜结合能谱分析等手段分析了高炉炉缸、炉底不同部位形成的含钛保护层化学成分、物相组成和微观形貌, 并建立正规溶液热力学模型对Ti (C, N)形成的热力学条件进行分析, 然后针对高炉的实际工况, 明晰高炉炉缸TiC_0.3N_0.7形成的条件.结果表明, 高炉炉缸侧壁最薄处炭砖残余厚度仅为200 mm; 炉缸炉底炭砖表面普遍存在含钛保护层, 保护层平均厚度在300~600 mm左右, 高炉炉缸不同部位形成的保护层中Ti(C, N)主要以TiC_0.3N_0.7形式存在, 并与Fe相聚集在一起.Ti (C, N)固溶体实际混合摩尔生成吉布斯自由能显著低于标准混合摩尔生成吉布斯自由能和理想混合摩尔生成吉布斯自由能.在不同温度条件下, TiC和TiN在固溶体中存在的比例不同, 高温时以析出TiC为主, 低温时以析出TiN为主.Ti (C, N)固溶体的形成与高炉热力学状态条件直接相关, TiC_0.3N_0.7在该高炉炉缸中的形成温度为1423℃.      

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。     

莱钢银山1号高炉炉缸侵蚀调查

莱钢银山1号高炉累计已生产13年,单位炉容产铁量1 1000 t/m~3,利用大修机会,对炉缸侵蚀状况进行了调查。调查结果表明:①1号高炉炉底炉缸为典型的象脚状侵蚀,炉缸部位的UCAR炭砖表现出较好的质量;②炉底两层陶瓷垫完全侵蚀,侧壁的侵蚀并不严重,仍有相对完整的陶瓷杯壁,而且炭砖稳定附着至少500mm厚的渣壳,其主要安全隐患在于炉底第三、四层炭砖的龟裂、粉化和渗铁,有烧穿的风险;③铁口组合砖部位的异常侵蚀是另一个最危险的区域。     

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。     

高炉炉缸碳源渗碳性能及动力学

摘要：提高铁水碳饱和度,减弱侧壁炭砖侵蚀,实现炉缸长寿对高炉炼铁具有重要意义。利用静态法系统地研究了高炉系统中进入炉缸铁水的碳源的渗碳性能,并计算了表观反应速率常数K。研究结果表明,不同碳源的渗碳性能由强到弱为：NMA炭砖>碳棒>煤粉>焦炭>9RDN炭砖。碳源的渗碳性能随其石墨化程度的升高而降低。碳源中的灰分会极大影响其渗碳性能,但以团聚大颗粒形式存在的灰分并不能减弱其渗碳能力,同时Al2O3可明显降低碳源的渗碳速率。9RDN炭砖的渗碳性能低,预示着其可适应更加复杂的炉况条件。煤粉和焦炭渗碳性能偏差,煤粉以及炉料下行过程形成的焦粉进入炉缸会降低死料柱空隙度,造成炉缸不活跃,使得炉况波动频繁,并不利于死料柱渗碳和侧壁保护层的稳定。因此,要适当提升入炉焦炭粒度,增大风量,减弱未燃煤粉及焦粉对炉缸侧壁炭砖长寿的负面影响。