高炉炉身下部及炉缸、炉底冷却系统的传热学计算

在高炉冷却器及炉缸、炉底热面凝结一层渣铁壳有利于防止炉衬侵蚀,延长高炉寿命。为了达到这一目的,需要设计无过热的铸铁冷却壁、铜冷却壁和板一壁结合冷却器以及无过热的炉缸和炉底。为此建立了高炉炉身下部冷却器及炉缸、炉底温度场的数学模型,应用C 语言在VC 集成环境下开发了高炉炉身下部冷却器及炉缸、炉底温度场计算软件。计算结果表明,通过优化炉身下部冷却器及炉缸、炉底的设计参数,能够确保在冷却器热面及炉缸、炉底热面凝结一层渣铁壳。目前,国内一些大型高炉的设计中已采用该软件。     

长寿高炉炉底传热学分析

 高炉侵蚀归根结底是动量传输、热量传输和质量传输这三传的问题。如果炉底热面凝结一层渣铁壳,将有利于高炉长寿。目前,虽然已经有了许多数值求解三维导热微分方程的软件,但对于设计人员来说,快速评估所设计炉底热面能否形成渣铁壳有重要意义。笔者利用一维温度场分析(热阻分析)方法,通过炉底各层对冷却水冷却能力及1 150 ℃等温线的影响,估测渣铁壳的形成。最终得到影响炉底侵蚀的限制性环节,为优化高炉炉底结构设计,提高高炉寿命奠定理论基础。     

高炉炉缸炉底合理结构研究

从传热学的角度出发,通过对炉缸炉底温度场的分析计算,论证了炉底全部砖层的热阻并不只是一个统一的整体,总热阻相同而结构不同的炉底,温度场分布也不同,阐明了全炭砖炉底和陶瓷杯复合炉缸炉底存在的弊端及其根本原因,进而根据铁水和冷却水的不同影响范围,提出"避热"和"扬冷"的概念.给出了"扬冷避热型梯度布砖法"的炉缸炉底设计,并经过计算分析论证了该类型的炉缸炉底利于可再生的"自保护"渣铁壳的形成和稳定存在,不但可以延长炉缸炉底的寿命,还可以降低其成本及热量损失.     

陶瓷垫对高炉炉底抗侵蚀能力的研究

在炉缸底部炭砖热面筑砌一层陶瓷垫,直接影响炉底渣铁凝固层的形成。讨论了炉底的结构问题,在高炉投入运行初期,现行的炉底不可能形成凝固壳,但可以形成一定厚度的两相区。建立了炉缸炉底传热学模型,应用该模型的计算结果表明：在生产初期,合适的陶瓷垫参数能够提高炉底的抗侵蚀能力,减缓炉底的侵蚀速度,延长高炉寿命。     

高炉炉缸炉底热应力模拟

钢铁行业作为中国的支柱产业之一，它提供了其他行业发展的基础原材料。高炉是中国钢铁生产的主要设备，随着其技术水平的提升，中国高炉正朝着大型化、智能化和长寿方向不断推进，但是在此过程中，高炉也面临着许多问题，其中炉体上涨就是一个高炉大型化过程中普遍存在的现象。引起炉体上涨原因有多种，而炉缸炉底热应力是未有明确结论且颇为重要的一种。为了研究炉缸炉底热应力对高炉炉体上涨的影响，以某钢厂3号3 200 m³高炉为研究对象，建立三维炉缸炉底计算模型，运用OpenFOAM进行数值仿真计算，得到其稳态温度场分布，之后将该分布与实际热电偶所测数据进行对比，选择两者最为相近的温度场结果设定为瞬态模拟的温度初始条件，并在此基础上求解得到瞬态模拟的温度场和热应力场分布。计算结果表明，1 423 K和1 143 K等温线均处于陶瓷杯砌体内，这说明在该区域易形成渣铁保护层且避免了炭砖脆化的发生；炉缸炉底的等效热应力值为1.354×10⁶～7.104×10⁸ Pa,尤其炉壳部分等效热应力值最大，在炉缸与炉底的交界处、不同材质的交界处和炉缸侧壁几何结构...     

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。     

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。     

昆钢新区2500m~3高炉炉缸炉底侵蚀模型

为了分析投产初期高炉炉缸炉底的温度分布情况,以经典传热模型为基础,采用有限元计算技术,建立了昆钢新区2 500 m~3高炉炉缸炉底侵蚀模型。本模型以高炉开炉初期温度为基础,绘制出炉缸炉底温度场分布曲线,模型计算值与热电偶实测值相比,误差在-6.52%~+7.69%的范围内,表明模型计算较为准确。根据模型计算结果,提出了加长风口小套长度、提高鼓风动能和加大死铁层厚度等工作建议,为制定高炉合理的操作维护方针和完善高炉长寿设计提供重要参考。     

高炉炉缸侵蚀监控系统开发与应用

为防止高炉炉缸、炉底发生烧穿,济钢1 750 m3在大修改造时,采用高炉专用缆式测温传感器,选择300PLC系统搭建硬件平台,Step7软件进行程序开发,用Wincc6.0监控软件开发人机界面,开发了高炉炉缸、炉底的碳砖温度场分布、烧蚀状况的自动化透视诊断与报警系统。系统应用后,可实时监测炉缸炉底温度场、侵蚀内型及渣铁壳变化,实现炉缸炉底侵蚀实时报警,防止炉况失常和延长了高炉使用寿命。     

杭钢1号高炉炉缸、炉底温度场模拟计算及分析

针对杭钢1号高炉深死铁层的情况,建立了二维非稳态包括凝固潜热的炉缸、炉底传热数学模型,运用大型软件Ansys模拟计算了炉缸、炉底温度场,并根据现场实测温度建立了侵蚀模型。结果表明深死铁层设计有效地避免了炉缸、炉底异常侵蚀,有利于高炉长寿。     

高温辊底式炉生产线

文章介绍了高温辊底式炉生产线的工艺流程及布置,着重介绍了高温辊底式炉的炉体结构、炉辊选型及保证其质量和安全使用的措施以及炉温控制等.     

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。     

大型环形加热炉的设计

介绍了国内某无缝钢管集团258mm无缝钢管热连轧工程配套大型环形加热炉的设计特点,从设计计算、炉型结构、供热分配、燃烧系统、砌筑材料和节能降耗等方面探讨了大型环形加热炉的最优化设计方案。其中的一些设计特点和观念对以后类似工程有着重要的借鉴意义。     

浅谈振底式炉的应用与改进

本文着重介绍了振底式炉的特点和国内外的应用概况；总结了我国热处理行业在应用振底式炉中积累的宝贵经验和革新成果；指出了振底式炉的缺陷。     

转底式连续炉的设计改造

针对转底式连续炉存在的设计缺陷进行设计改造.改造后的转底式连续炉完全满足工艺生产需要,而且还具有良好的可维修性.     

平炉用氧冶炼情况简述

论述了平炉用氧冶炼时，氧在钢水中的化学过程和放热过程，系统地阐述了平炉顶吹氧气冶炼条件，耗氧量、吹氧时间及氧枪结构等特点。作为平炉炼钢最后阶段的记载，为炼钢技术研究提供了参考数据。     

铜钢一体中缸在首钢高炉的研究与应用

通过对高炉风口中缸结构、材质和制作工艺的改进，解决了中缸在使用过程中的变形问题，保证了风口角度的稳定，延长了中缸使用寿命。     

辊底式加热炉的位置跟踪及加热控制

辊底式加热炉通过集成自动化控制及完善的程序算法,实现了对钢板位置的自动跟踪及加热控制,并提供了便捷的操作接口,提高了设备的生产效率。     

高炉炉缸温度异常分析与诊断

造成炉缸温度升高的原因是多方面的。结合高炉炉缸温度异常案例,从炉缸耐材温度着手,通过对记录数据以及传热体系等进行分析,对炉缸温度异常升高做出诊断,指出主要原因是冷却壁与炭砖间存在气隙、炉缸存在"蘑菇"状侵蚀,以及原燃料质量下降造成炉缸状态恶化。     

炉缸侵蚀模型的应用

介绍了炉缸侵蚀模型的计算原理,结合国内某高炉炉役末期的热电偶温度和耐材配置开发了炉缸侵蚀模型,应用该模型计算出此高炉的炉缸侵蚀曲线,利用该高炉的大修解剖调查结果对炉缸侵蚀模型的理论计算进行了验证,并对结果进行了分析.