高炉炉缸长寿智能管理系统的开发与应用

针对当前高炉长寿管理滞后和针对性差的现状,将高炉炉缸工艺设计、传热学理论与高炉操作工艺相结合,开发了一套炉缸长寿智能管理系统。除传统炉缸侵蚀模型的炭砖侵蚀曲线计算功能以外,还具有凝铁层在线监控、炉缸气隙判断、凝铁层减薄原因诊断和给出针对性改善建议4项核心功能。该系统全部模块均进行在线监测、计算、诊断和建议,其关键目的不是计算侵蚀曲线,而是防止炉缸侵蚀的发生,可为做好高炉的长寿管理,延长高炉寿命起到重要作用。     

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。     

宝钢2号高炉炉缸破损调查及机理研究

宝钢2号高炉停炉后,对炉缸破损情况进行了宏观调查和微观的分析,发现在铁口夹角之间的碳砖侵蚀最为严重,碳砖热面普遍存在脆裂带,炉缸内不同区域的化学成分有较大差异。2号高炉长寿主要原因是炉缸整体良好的导热性能和有凝铁层的保护。而导致炉缸破损的主要原因是热应力作用和铁水对碳砖的侵蚀。     

迁钢1号高炉长寿设计的思想和理念

通过讨论炉缸炉底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一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。本文详细介绍了首钢迁钢1号高炉本体炉缸炉底的设计和设计思想，经过数学物理模型计算，阐明长寿设计理念和理论计算的统一，并在首钢迁钢一号高炉本体设计中得到应用。高炉的长寿设计是内衬结构、冷却体系、检测自动化的结合，长寿设计尤为关键，科学的设计是高炉长寿的基础。     

国外高炉炉缸长寿技术研究

高炉长寿是系统工程。介绍了国外一批长寿高炉的经验。介绍了近20多年来对长寿高炉进行的解剖;提出了在日常生产中,延缓炉缸侵蚀的措施:如炉缸侧壁形成凝结层,改进出铁制度控制铁水环流;改变死料堆的内部结构避免局部侵蚀。还提出了在炉缸不同侵蚀阶段采用相应的具体措施。     

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。     

太钢高炉炉底炉缸长寿探讨

通过分析计算确定了太钢3号高炉侵蚀预测数学模型。为了保障高炉生产的安全,根据太钢3号高炉热电偶历史最高数据预测了炉缸炉底侵蚀状况。同时应用该软件分析铁水流动、耐材导热系数、死铁层深度和高炉异常对炉缸炉底的侵蚀影响,并得出炉缸炉底长寿的若干推论,对评价目前侵蚀状况和护炉及未来太钢长寿高效高炉的建设提出若干参考意见。     

高炉炉缸长寿设计理念及长寿对策

通过模型计算、调查和对比分析,就高炉炉缸的长寿问题进行了系统的研究,提出合理冷却强度、建立有效的传热体系、使炉缸尽快形成稳定的渣铁凝固层是炉缸长寿的关键.通过对死铁层深度、炉缸冷却设备、炉缸冷却水系统设计及耐材配置进行研究与分析,提出了微观高水速、高冷却强度,宏观低水量,配合合理的冷却壁结构设计和炉缸耐材配置,建立合理...     

铁水锰含量对高炉炉缸侵蚀的影响

铁水中的锰含量是影响高炉炉缸长寿的因素之一。从黏度和活度系数两方面研究了锰元素对炉缸碳砖的侵蚀机理,并结合2个钢铁厂2 200 m3和1 350 m3的高炉诊断案例进行分析,结果表明:铁水中锰元素的存在会加速对炉缸碳砖的侵蚀;锰元素会降低铁水黏度,加快凝铁层的消失;锰元素还会使碳的溶解度增加,促进铁水对碳砖的侵蚀,建议在生产中尽量控制w(Mn)在0.2%左右。     

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。     

高炉炉缸破损调研分析

高炉炉缸安全是高炉长寿的主要限制环节,首钢股份公司环保限产期间对2号高炉进行了在不切割炉壳情况下的炉缸保护性清理和浇注修复施工。在此期间对高炉炉缸的破损情况进行了调研,研究了首钢股份公司 2 号高炉风口以下炉缸渣皮、风口区域、出铁口前泥包的状态和炉底陶瓷垫的侵蚀状况,并分析了造成炉缸炭砖侵蚀的原因及炉缸中钛和锌元素的物相。研究发现炉底陶瓷垫未形成锅底状侵蚀,越是靠近炉墙位置,陶瓷垫侵蚀越严重,说明了炉缸活跃度不够。而象脚区炭砖侵蚀主要是受铁、钾和硫等元素的渗透侵蚀;炉底象脚区域发现大量古铜色碳氮化钛沉积物,沉积物呈带状分布;破损炉缸中发现的大量ZnO富集物是黄绿色而非传统的白色。此次破损调研为后期炉缸浇注、高炉操作以及今后的炉缸设计提供现实可靠的依据,其意义重大。     

高炉炉缸长寿认识及维护治理实践

炉缸寿命长短直接决定了高炉的一代炉役寿命,至关重要。结合京唐2座有效容积5 500 m 3 高炉的炉缸 构造及对2号高炉炉缸局部温度升高后的治理,浅谈对高炉炉缸长寿及维护的认识。     

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 m...     

关于高炉炉缸长寿的关键问题解析

 高炉长寿化是大型高炉发展的必然趋势,实现高炉长寿的关键在于弄清高炉侵蚀的根本原因。从高炉炉缸侵蚀机理、高炉炉缸象脚型侵蚀原因、高炉炉缸圆周方向侵蚀不均匀性、高炉冷却强度与冷却效率以及高炉炉缸维护技术等5个方面探讨了高炉长寿存在的共性问题,指出高炉炉缸炭砖损毁的本质是碳不饱和铁水对炭砖的溶蚀。具体结果表明,首先,高炉炉缸象脚型侵蚀最严重部位位于高炉炉缸死料柱的根部位置;其次,阐明了直接导致高炉存在不均匀侵蚀的主要原因在于冷却系统的冷却水量和送风系统的风量在高炉周向方向分配不均匀;然后,阐明了冷却系统的作用本质是降低耐火材料热面温度,并提出了高炉冷却强度指数及高炉冷却效率指数;最后,分析了采用无钛矿护炉和钛矿护炉两种模式的高炉炉缸维护技术。     

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。     

高炉炉缸破损的原因与控制

 近年来,中国高炉长寿技术取得了长足的进步,部分高炉寿命达到国际先进水平,但同时也出现数十座高炉发生炉缸事故或异常侵蚀破损。高炉长寿技术是一项综合技术,高炉要实现长寿除需要保障炉衬、炉体材质和建筑施工质量外,科学合理的设计是关键,高炉生产操作监控维护是基础。基于对多座高炉长寿技术应用状况和高炉炉缸的破损调查,从设计、操作等多方面对炉缸破损原因进行分析,并提出了长寿炉缸设计的优化原则和实现炉缸长寿的生产操作、监测、维护及管理的控制对策。     

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。     

电动势法测量容器内液面高度

高炉长寿、大型、高效化是高炉炼铁的主流趋势,炉缸是影响高炉长寿的关键性环节。为实现对炉缸内部环境长期稳定的监测,冶金研究人员尝试了诸多方法,例如热电偶测温、冷却壁水温监测法、超声波无损检测技术等,但这些方法均存在弊端。根据高炉炉缸的结构特点,实验室设计了一个炉缸试验装置及其配套的EMF(电动势)测量系统。通过实验室试验得出EMF信号与液面高度、温度、传感材质等参数之间的关系,然后通过现场鱼雷罐工业试验验证了EMF信号与液面的关系。6种信号线中,钼丝和镀银铜线适合做信号线。     

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。