莱钢高炉炉缸侵蚀检测系统研究与应用

炉缸安全是决定高炉寿命的关键因素,炼铁厂通过研究炉缸侧壁温度检测的方法,从而通过准确掌握炉缸侧壁温度来判断炉缸侵蚀情况,成功发现了3^#高炉重大安全隐患,初步建立了炉缸侵蚀模型,炉缸侵蚀研究取得了重大突破。     

武钢高炉炉缸长寿设计探讨

结合武钢6座高炉炉缸长寿实践,围绕炉缸设计与选材、炉缸冷却壁、死铁层深度及炉缸监控等方面对高炉炉缸长寿设计进行了探讨。认为延长炉缸寿命的核心在于强化炉缸的传热能力,促进炉缸自保护渣铁壳的形成;炉缸死铁层不宜过深,应保证炉缸炉底整体侵蚀缓慢,从而最大限度延长炉缸寿命。武钢高炉采用水温差计算热流强度,炉缸测温热电偶数据和炉壳定期测温等综合手段监控炉缸服役状况,保障了炉缸长寿目标的实现,预计武钢6座高炉炉缸寿命均可达到20年以上。     

高炉炉缸气隙的危害及防治

 从炉缸问题调查着手,通过大量理论计算指出了炉缸气隙的危害,并结合现场调查、施工和生产实践,分析了炉缸产生气隙的各种因素,最终提出了从设计、施工到高炉操作的这些炉缸长寿链上各关键环节系统防止炉缸气隙的有效措施,为高炉炉缸实现无气隙化操作、实现炉缸长寿提供了全面的解决方案。研究指出夹壳式冷却方式、热水烘炉、防止炉缸漏水是减小炉缸气隙最有效的措施。     

COREX气化炉炉缸侵蚀模型的预测与实践

COREX炉缸与全氧高炉类似,面临着炉缸侵蚀加剧的问题,甚至发生了炉缸烧穿事故,炉缸寿命已成为安全高效生产的限制性环节。根据数值分析、有限元法、传热学等理论,建立了COREX气化炉炉缸二维稳态传热模型。在此基础上,利用BP神经网络开发了COREX气化炉炉缸侵蚀预测模型。应用该炉缸侵蚀模型对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。模型应用表明,该侵蚀预测模型具有可靠性,能为COREX炉缸安全生产提供技术依据。     

炉缸侧壁温度升高的原因分析及改进措施

介绍了1#高炉炉缸炉底结构的设计特点,结合炉缸炉底实测数据,计算了炉缸炉底1 150℃等温线的分布情况,分析了炉缸侧壁温度异常升高的原因,并提出改进措施,取得了良好的效果。     

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。     

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。     

迁钢公司2号高炉炉缸热流及侵蚀变化在线监测技术

分析了单独采集高炉炉缸冷却壁水温差或热电偶温度来监测炉缸工作状态存在的问题,指出同时采集上述2种数据作为计算依据更有利于准确监测炉缸和炉底温度场、侵蚀内型、渣铁壳以及炉缸热流强度的变化,并能实时诊断炉缸工作状态异常原因。介绍了迁钢公司2号高炉炉缸冷却水温差及侵蚀变化在线监测系统的开发和应用,分析了“传热法”炉缸热流强度异常升高的原因,指出采用“传热法”炉缸的大型高炉在操作过程中要注意活跃炉缸中心和减弱铁水环流。     

首钢迁钢1号高炉长寿设计

通过讨论炉底炉缸长寿技术的发展历程,总结首钢高炉长寿经验,提出高炉炉缸炉底长寿设计的思想和理念——控制炉缸炉底的“象脚状”侵蚀,避开炉缸的过度侵蚀,使炉缸炉底侵蚀向“锅底状”侵蚀的方向发展。首钢迁钢1号高炉炉缸炉底的设计,结合数学模型计算,实现了长寿设计。     

济钢1750m~3高炉炉役后期炉缸侵蚀分析及对策

炉役后期的护炉生产实践以及炉缸侵蚀模型表明,济钢2#1 750 m3高炉炉缸侧壁呈现为较大蘑菇型侵蚀。分析认为炉缸侵蚀的主要原因是铁水环流的影响以及炉缸局部热流强度过高;另外,90°的铁口夹角布置以及长期频繁使用洗炉剂也加剧了炉缸的侵蚀。通过改进灌浆操作,开发局部强化冷却技术,提高了炉缸的冷却效果。同时优化操作制度,有效减缓了砖衬的侵蚀,保证了炉役后期炉缸工作本质安全。     

提高大型高炉炉缸寿命的探讨

结合宝钢高炉生产实践,重点探讨了大型高炉炉缸长寿的措施.以传热分析为基础,探讨了炉缸耐材的侵蚀机理及影响因素,认为炉缸耐材及冷却系统的合理选择是提高炉缸寿命的关键,并提出了高炉大型化后减缓炉缸侵蚀的措施.     

包钢7号高炉炉缸活跃性量化模型的开发及应用

针对包钢7号高炉的生产操作特点,开发了涵盖高炉炉缸透液水平、高炉透气水平、渣铁热水平、入炉焦炭质量等,以“天”为计量单位和以“铁次”为计量单位的高炉炉缸活跃性量化模型。7号高炉炉缸活跃性量化模型的应用结果表明:炉缸活跃性评价分值>80,炉缸活跃性良好;炉缸活跃性评价分值73～80,炉缸活跃性一般;炉缸活跃性评价分值60～73,炉缸活跃性较差,需及时调整以保证炉况顺行;炉缸活跃性评价分值<60,炉缸活跃性极差,需加大调整力度,及时恢复到正常水平,避免高炉出现失常现象。     

沙钢3号高炉炉缸炉底侵蚀结厚智能监测系统

高炉炉缸炉底耐材寿命是影响高炉一代炉役寿命的限制性环节,及时了解炉缸炉底的侵蚀情况并作出针对性调整措施至关重要。基于传热学、数值模拟、遗传算法等研究方法,结合炉缸炉底侵蚀、结厚的形成机理,利用炉缸炉底热电偶在线采集的温度数据,开发了沙钢3号高炉炉缸炉底侵蚀结厚智能监测系统。该系统还原了沙钢3号高炉整个炉缸炉底区域的温度场分布,实现了侵蚀结厚的动态模拟。此外,相比以往模型,本模型改进了人机交互方式,使炉缸炉底侵蚀结厚模拟结果以更加直观的图像与视频方式予以展示,从而使炼铁工作者更容易掌握炉缸炉底侵蚀现状及变化趋势。     

武钢高炉炉缸炉底技术管理

对武钢高炉炉缸、炉底技术管理的主要经验进行了总结。武钢通过抓好高炉炉缸炉底设计、高炉操作以及炉缸炉底日常维护管理，使高炉炉缸、炉底各部位热流强度均处在受控范围内，大大延长了高炉炉缸、炉底的使用寿命。     

八钢B高炉炉缸侧壁温度升高的治理实践

介绍了B高炉炉缸炉底结构的设计特点。结合炉缸实测数据,计算了炉缸炉底1150℃等温线的分布情况,分析了炉缸侧壁温度异常升高的原因,并提供改进措施,取得了良好的效果。     

首钢股份2号高炉炉缸浇注修复实践

为彻底解决炉缸严重侵蚀带来的安全隐患,首钢股份2号高炉进行了炉缸浇注修复施工。修复施工包括放残铁、炉缸清理及炉缸浇注及修复后开炉送风恢复等环节。基于充分的可行性评估,施工前可靠的侵蚀计算和现场测量,以及成熟的炉缸浇注技术,此次炉缸浇注修复达到了预期目标。完成修复后,高炉各项技术经济指标迅速得到强化,达到了可靠、经济地延长高炉炉缸寿命的预期目标。     

炼铅侧吹炉炉缸砌体及壳体的设计创新

针对侧吹炉炼铅生产中炉缸膨胀变形、炉缸砌体向上抬高等问题,笔者对炉缸砌体及壳体的设计进行了改进、创新,砌体工作层不设膨胀缝,壳体设计成滑动式,可消除炉缸变形、避免炉缸砌体向上抬高。     

高炉炉缸活性量化计算模型的开发与实践

在对传统炉缸活性计算模型研究分析的基础上,针对本钢新1号高炉等国内大型高炉操作惯性大的特点,提出了两个炉缸活性量化计算模型,即炉缸工作活跃指数优化模型和炉缸活跃性指数优化模型。通过采集与处理本钢新1号高炉生产数据以及编程技术完成了模型的离线计算,并成功应用于本钢新1号高炉的生产中,实现了对炉缸活性的量化计算。实践证明,模型的计算结果可以真实地反映炉缸活性状态,有效地帮助高炉操作者及时把握炉缸活性,当炉缸活性下降或失常时,可以在第一时间发现并尽早进行操作干预,将炉缸不活抑制在萌芽状态,及时地避免了因炉缸活性恶化所造成的一切损失,从而在维护炉缸活性、保持高炉长期稳定顺行等方面发挥重要作用。     

3200m~3高炉炉缸侧壁温度升高处理

介绍了梅钢3200m~3高炉炉缸炉底结构的设计特点,计算了炉缸1150℃等温线的分布情况,分析了炉缸侧壁温度升高的原因。通过加强原燃料管控、改善冷却效果、强化渣铁处理及炉缸压浆等措施,炉缸侧壁温度回归到了正常水平。     

高炉炉缸的安全预警机制

 近年国内外多座高炉面临着炉缸侵蚀加剧的问题甚至发生了炉缸烧穿事故,炉缸寿命已成为现代高炉安全高效生产的限制性环节,但目前由于缺乏系统和量化地研究,炉缸安全预警机制尚未明确。笔者依据对不同容积、结构及耐材选择的多座高炉炉缸进行的传热学计算、热负荷及侵蚀监测,比较分析了不同类型炉缸的热负荷及侵蚀特点,对炉缸监测的一次检测元件、软件模型、评判标准、预警方法进行了探讨,提出了现代高炉炉缸安全预警机制建议。