沙钢3号高炉炉缸安全评估分析

为探究沙钢3号高炉炉缸侧壁温度升高原因,对沙钢3号高炉开炉以来的热电偶温度数据及热流强度变化趋势进行统计,并计算了炭砖的残余厚度。结合3号高炉的死铁层深度及冷却系统设计等参数,对炉缸侧壁温度升高的原因进行了解析。结果表明,沙钢3号高炉炭砖侵蚀薄弱区域处于铁口下方1~2 m,最薄位置处于西铁口,炭砖残余厚度约为517 mm。结合高炉炉缸设计发现,其炭砖侵蚀严重区域处于炉缸冷却壁薄弱位置,且与炉缸死料柱角部位置有关。研究相关结果可为国内大中型高炉设计提供相关指导。     

高炉炉缸侵蚀特征及侵蚀原因探析

为了探析高炉炉缸侵蚀特征及其共性原因,基于京唐1号高炉和通才3号高炉的现场数据,分别计算了炉缸侧壁炭砖残余厚度和死料柱漂浮高度,明确了炉缸炭砖的侵蚀原因,证实了炉缸炭砖的侵蚀部位。结果表明,当死料柱透气性变差时,炉底温度逐渐降低,铁水环流加重,造成了耐火材料的异常侵蚀;由京唐1号高炉死料柱根部位置和炭砖侵蚀位置的关系,证实了死料柱根部对应炭砖易受到异常侵蚀,即铁口中心线下方1~3 m。由于死料柱物理状态和漂浮状态随生产参数和高炉状态的变化而变化,因此侵蚀部位也随之变化,故应稳定原燃料条件及生产参数,并建立死料柱漂浮高度和炭砖残余厚度的实时监测机制,从而保证高炉安全生产,实现高炉长寿。     

首钢股份1号高炉炉缸侵蚀状况剖析

结合首钢股份1号高炉炉缸破损调查结果,从有害元素、焦炭质量、铁水含碳饱和度、死料柱及炉役后期频繁停炉的影响等方面,对炉缸侵蚀原因进行了剖析.破损调查结果表明,炉缸呈现出“象脚形”侵蚀,最为严重的侵蚀部位在铁口中心线下方2.1～2.4m之间,侵蚀最严重部位炭砖残余厚度330 mm,位于25号风口下方.认为炉役后期死铁层加...     

2600 m3浇注型高炉炉缸侵蚀形貌及侵蚀原因分析

为了明确浇注型炉缸的侵蚀特征与侵蚀机理，对国内1座2 600 m³浇注型高炉炉缸侵蚀形貌及侵蚀原因进行了研究。通过破损调查的方式，对停炉后的浇注炉缸进行测量与取样。破损调查过程中炉缸拆除采用逐层拆除方式，拆除过程中对炉缸侧壁浇注料残厚进行了人工测量；在炉缸浇注料与炭砖的结合区域发现了浇注料脆化现象，对浇注料脆化层进行了测量取样；炉缸热面浇注料中发现了明显的渗铁侵蚀现象，使用电镜、XRD等检测手段对服役后浇注料进行研究，明晰了高炉浇注型炉缸的侵蚀原因。研究表明，炉缸侧壁浇注料侵蚀严重的位置位于1号、2号铁口方位，高度上集中在铁口下0.5～1.5 m,其中1号铁口方位17、18层炭砖对应高度的浇注料残厚最小，为180 mm。在浇注料与炭砖界面处发现50～180 mm厚的脆化层，铁口方位的浇注料脆化层平均厚度小于非铁口区域脆化层平均厚度。电镜观察结果表明，炉缸浇注料热面侵蚀的主要原因为高温渣铁渗透侵蚀，浇注料脆化层的形成是高温物相转变、有害元素侵蚀等因素综合作用的结果。浇注型炉缸侧壁脆化层的产生，使得炉缸侧壁浇注料与炭砖结合区域出现气隙，破坏了炉缸的传热体系，使得炉缸浇...     

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...     

高炉炉缸死料柱受力分析及影响因素

死料柱浮起高度对炉缸寿命有重大影响，高炉设计、操作和炉内工作状态决定了炉缸死料柱的浮起高度。为了明确高炉设计、操作和炉内工作状态对死料柱浮起高度的影响规律，通过建立死料柱受力模型，以国内某5 000 m³级高炉为研究对象，定量分析了相关重要因素的影响程度。结果表明，死铁层深度占炉缸直径比例增加1%,死料柱浮起高度增加0.155 m;球团矿比例提高10%,死料柱浮起高度降低0.058 m;矿焦比增加0.1,死料柱浮起高度降低0.027 m;压差增加10 kPa,死料柱浮起高度增加0.29 m;料线增加0.1 m,死料柱浮起高度增加0.018 m;铁口深度增加0.1 m,死料柱浮起高度降低0.021 m;铁口角度增加1°,死料柱浮起高度降低0.081 m。研究结果为死铁层优化设计和调控高炉死料柱状况提供了指导和参考。     

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。     

炉缸快速浇注修复技术在龙钢5号高炉的应用

龙钢5号高炉炉缸侧壁环炭(标高8.151m)温度持续走高,最高达到720℃,理论计算炭砖残余厚度已不足400mm,高炉安全生产受到严重威胁.停炉大修时,采用炉缸快速浇注方案对炉缸炭砖及铁口泥包进行修复,从放残铁至烘炉共用时23天;开炉后,高炉3天达产达效,主要技术经济指标创历史最好水平.与传统炉缸采用炭砖+陶瓷杯砌筑方...     

高炉炉缸结构上一些问题的探讨

结合国内外一些高炉炉缸烧穿的实例,对延长高炉炉缸寿命结构上的一些问题提出了探讨。对于炉缸炉壳结构,建议凡新建或大修高炉,炉壳收缩变径至少应从炉底满铺炭砖中上部开始采取收缩,风口段有一段直段后至炉腹处再扩径,如果风口段砖衬太薄又易烧坏炉腹冷却壁冷面水管。对于炉缸炭砖砖衬结构,一是,炭砖厚度应保证有一定的厚度;二是,大块炭砖砌筑的炉缸环炭应消除水平通缝;三是,坚持好传热的顺序;四是,高度关注炭捣料的材质与施工质量。对于冷却水与冷却器结构,水质和冷却比表积应满足高炉冷却要求,以及水速和水量应同时匹配。对于死铁层深度,认为死铁层深度为炉缸直径20%,不宜继续加深。     

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。     

柳钢3号高炉低风温高效冶炼实践

正柳钢3号高炉为2 000 m~3级高炉,于2008-05建成投产,设有2个铁口,铁口夹角132°,26个风口,炉缸直径10 m,设计炉缸高度4 m,设计死铁层深度2 m,采用串罐式无料钟炉顶,双均排压系统,板壁冷却壁,软水密闭循环与开路循环结合冷却系统。送风系统配     

柳钢4号高炉侧壁温度升高与侵蚀状态分析

为了进一步明确柳钢4号高炉炉缸侧壁温度升高原因和炉缸侵蚀状态,通过对柳钢4号高炉炉缸结构设计、原燃料质量和生产参数进行调研分析,结合炉缸侧壁温度的变化规律和炭砖残厚的计算,分析了炉缸侧壁温度升高原因及侵蚀状态。结果表明,4号高炉炉缸冷却能力和炉缸侧壁温度监测仍有待加强;除侧壁炭砖侵蚀外,原燃料质量波动和冶炼强度增大等也是炉缸侧壁温度上升的重要原因;炉缸侵蚀最为严重的部位在铁口中心线以下1.9 m的位置,表现为“象脚”侵蚀。     

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。     

高炉炉缸死铁层深度优化设计

 高炉炉缸死铁层深度是高炉重要设计参数之一,死铁层深度对高炉寿命影响重大。针对大型高炉死铁层深度优化问题,基于2 000、2 500、3 000、4 000、5 000 m3级的国内外部分高炉死铁层深度统计情况,得出中国死铁层深度占炉缸直径的19.7%～23.3%的现状。通过建立高炉死料柱的受力模型,在保证死料柱浮起的条件下,计算出2 000、3 000、4 000及5 000 m3级高炉死铁层适宜深度占比分别为23.8%、24.3%、24.8%、25.5%。通过分析高炉设计参数及操作参数与死铁层深度的关系,提出高炉在实际生产中,为促进死料柱浮起及增大死铁层实际深度,可采取适当增大焦比、减小块状带孔隙率、增大风速、减小鼓风压力与炉顶压力的差值、控制死料柱孔隙率为0.40～0.48等措施,为死铁层优化设计和高炉操作提供指导。     

关于高炉长寿若干关键问题及对策解析

从死铁层深度、炭砖侵蚀机理及炉缸活性等3个方面探讨了影响高炉长寿的共性问题及实际生产中的相应对策。国内高炉死铁层设计深度较浅,应适当加深,可通过调控死料柱空隙度调整实际死铁层深度;铁水溶蚀、碱金属侵蚀和铁水渗透、热应力作用分别是炭砖侵蚀的本质、直接原因、加剧手段,优化耐火材料的性能、采用高质量原料、加强冷却、保证风量及水量均匀性可预防炭砖不均匀及异常侵蚀现象;依据滞留率模型,提高炉缸活性应重点关注入炉焦炭粒度及质量,调整造渣制度,适当增大风量和采取中心加焦操作。     

高炉炭砖侵蚀机理分析

首钢迁钢2号高炉开炉2年后炉缸便发生水温差异常升高现象,长期被迫加钛护炉,控制冶炼强度。研究炭砖的侵蚀是探索炉缸侵蚀的关键。通过化学成分分析、SEM和EDS等手段,研究2号高炉炉缸炭砖异常侵蚀状态和机理。结果表明,13号风口下方象脚区炭砖主要受铁、钾、硫等侵蚀,其中铁的侵蚀深度最深;20号风口下方象脚区炭砖除受铁、钾和硫侵蚀外,受锌侵蚀也较为严重,但锌的侵蚀深度小于铁、钾和硫的侵蚀深度;出铁口区炭砖主要受锌和硫侵蚀,该区炭砖附近存在串气现象,炭砖表层有裂纹,裂纹处主要为锌和硫。炭砖芯部存在混料不均现象,其将导致碳砖随着炉缸温度和压力的变化而产生裂纹。     

兴澄3号高炉炉缸破损调查及机理分析

对兴澄3号高炉炉缸炭砖宏观破损状况及微观形貌进行调查研究,绘制炉缸侵蚀内型,分析炉缸破损的主要原因及侵蚀机理。调查结果表明:3号高炉经过一代炉龄的生产,炉缸侵蚀为"宽脸"型侵蚀,侵蚀严重区域主要位于铁口下方1.35m～1.85m,侵蚀最严重区域主要集中在1#和3#铁口区域;碳不饱和铁水对炭砖的熔蚀和有害元素侵蚀是3号高炉炭砖破损的主要原因。     

浅谈高炉炉缸异常侵蚀的原因及防治

通过对国内多座高炉炉缸的破损调查发现,在圆周方向上,铁口附近炉缸侧壁的炭砖侵蚀比较严重;在高度方向上,铁口中心线以下区域,特别是铁口中心线下方1.0～2.0 m处的炭砖,侵蚀比铁口中心线上方区域严重;部分高炉的炉缸侧壁局部存在类似“老鼠洞”的侵蚀现象。导致炉缸异常侵蚀的原因主要有气隙影响传热、入炉碱金属负荷及锌负荷过高、高炉烘炉不彻底、高炉冶炼强度过高、风口漏水导致炉缸积水现象严重等。在高炉日常生产操作中,炉缸积水及气隙对炉缸的长寿及安全的危害应得到足够的重视,建议采取措施并形成一种常规管理制度,加强对炉缸积水及气隙的防治。     

高炉液压开铁口机角度的调整实践

炉缸死铁层的无序加深,不利于死铁层侧壁和炉底的维护,也不利于铁口的维护.本文阐述了通过对开铁口机角度的调整,高炉出铁达到理想状态,确保了死铁层稳定在设计范围内,保证了炉缸具有足够的热量,为炉缸长期活跃稳定创造了有利条件.