高炉炉缸凝铁层的组成分析与导热系数测定

高炉炉缸内衬表面形成稳定的凝铁层将保护高炉炭砖,延长高炉寿命。本文通过分析高炉停炉大修获得的凝铁层的样品,利用光学数码显微镜观察统计不同凝铁层样品对应的金属与焦炭的面积比;利用锡代替铁进一步探究焦炭体积比对凝铁层导热系数的影响。利用元素分析(XRF)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM-EDS)等手段分析其组成,并观察其微观形貌。采用瞬态平面热源法(TPS)测定其导热系数,进一步分析组成与导热系数之间的关系。结果表明:凝铁层由铁、充满铁水的焦炭、石墨碳、少量渣相组成,凝铁层内部没有气隙。凝铁层生产样品的导热系数测定范围为27.21-97.38W/(m?K),导热系数(λ)与其组成的焦炭面积比(Sc=22-48%)之间的线性关系为:λ=157.65Sc-257.47。模拟实验凝铁层的导热系数范围为30.54-53.95W/(m?K),凝铁层中导热系数(λ)与焦炭体积比(Vc=39-50%)的线性关系为:λ=78.56Vc-80.50;该值远大于目前数学模型中采用的凝铁层导热系数(2-4 W/m?K)。随着焦炭粒度的增加,凝铁层的导热系数先增加后减小。本研究进一步明确了凝铁层的物相组成及其导热系数,为高炉长寿的研究指明了方向。     

高炉炉缸凝铁层的组成分析与导热系数测定

摘要：高炉炉缸内衬表面形成稳定的凝铁层将保护高炉炭砖并延长高炉寿命。利用光学数码显微镜观察统计分析高炉凝铁层生产样品,探究不同焦炭体积占比对凝铁层导热系数的影响。利用元素分析（XRF）、X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜(SEM-EDS)等手段分析凝铁层的组成,并观察其微观形貌。利用瞬态平面热源法（TPS）测定凝铁层的导热系数,进一步分析其组成与导热系数之间的关系。结果表明,凝铁层由铁、充满铁水的焦炭、石墨碳、少量渣相组成,凝铁层内部没有气隙。凝铁层生产样品的导热系数测定范围为27.21～97.38W/(m·K),导热系数（λ）与其组成的焦炭面积比（Sc=22%～48%）之间的线性关系为：λ=-257.47Sc +157.65。模拟实验凝铁层的导热系数范围为30.54～53.95W/(m·K),该值远大于目前数学模型中采用的凝铁层导热系数（2～4W/m·K）,随着焦炭粒度的增加,凝铁层的导热系数先增加后减小。凝铁层中导热系数（λ）与焦炭体积分数Vc（Vc=39%～50%）的线性关系为：λ=-80.50Vc +78.56。研究结果进一步明确了凝铁层的物相组成及其导热系数,为高炉长寿的研究指明了方向。     

高炉炉缸凝铁层导热系数测定及传热模型修正

高炉炉缸内衬表面形成稳定的凝铁层将延长高炉寿命。采用自制的凝铁层模拟实验装置,在中温高压条件下利用锡与焦炭制备凝铁层模拟样品;通过三维数码显微镜观察统计不同凝铁层模拟样品对应的金属与焦炭的面积比,采用瞬态平面热源法测定导热系数,探究其对凝铁层导热系数的影响。结果表明,凝铁层模拟样品(凝锡层)的导热系数范围是23.58～40.39 W/(m·K);凝铁层样品的导热系数范围为28.05～48.19 W/(m·K);还原凝铁层真实导热系数后,可以确定高炉炉缸区域传热模型中的气隙厚度为0.5～1.0 mm。     

高炉炉缸凝铁层导热系数测定及传热模型修正

摘要：高炉炉缸内衬表面形成稳定的凝铁层将延长高炉寿命。采用自制的凝铁层模拟实验装置，在中温高压条件下利用锡与焦炭制备凝铁层模拟样品；通过三维数码显微镜观察统计不同凝铁层模拟样品对应的金属与焦炭的面积比，采用瞬态平面热源法测定导热系数，探究其对凝铁层导热系数的影响。结果表明，凝铁层模拟样品（凝锡层）的导热系数范围是23.58～40.39W/（m·K）；凝铁层样品的导热系数范围为28.05～48.19W/（m·K）；还原凝铁层真实导热系数后，可以确定高炉炉缸区域传热模型中的气隙厚度为0.5～1.0mm。     

高炉炉缸凝铁层物相分析

在高炉炉缸破损调研的基础上对高炉炉缸耐火材料热面凝铁层进行取样,利用扫描电子显微镜、物相分析等分析手段揭示了凝铁层的物相组成,并运用Thermol-calc热力学计算软件结合TCFE8数据库对铁水中石墨碳的析出温度及析出相分数进行了计算,最后揭示了炉缸凝铁层物相的形成机理.结果表明,高炉炉缸凝铁层主要由Fe相和石墨碳相交替分布组成,铁水成分对石墨碳析出温度影响较大,石墨碳析出温度远高于铁水凝固温度,铁水中C、Si元素含量对石墨碳析出相分数影响较大,而石墨碳析出相可增大铁水黏度11.9%.凝铁层中石墨碳的析出主要是由于Fe-耐火材料界面温度低于石墨碳析出温度,使得铁水中C不断向耐火材料热面迁移,进而形成Fe-C交替的分层结构.     

气隙对高炉炉缸凝铁层的影响

高炉炉缸内衬表面形成稳定的凝铁层将延长高炉寿命。采用三维数值模拟探讨了凝铁层的导热系数及炉缸区域气隙对高炉传热体系的影响;数学模型中凝铁层的导热系数采用修正后的结果,发现冷面附近的计算温度与热电偶实测温度不符,推断有绝热层(气隙)的存在。当绝热层(气隙)厚度在0.5～1 mm时,计算温度与实测温度(正常炉况下)一致。通过引入绝热层(气隙)的概念对现有的传热模型进行了修正,绝热层(气隙)的厚度变化将影响炉缸凝铁层的厚度;发现当绝热层(气隙)厚度达到6.5 mm时,凝铁层刚好完全消失;即绝热层(气隙)厚度的变化是影响凝铁层消失的主要因素,进而影响高炉长寿。     

气隙对高炉炉缸凝铁层的影响

高炉炉缸内衬表面形成稳定的凝铁层将延长高炉寿命。采用三维数值模拟探讨了凝铁层的导热系数及炉缸区域气隙对高炉传热体系的影响;数学模型中凝铁层的导热系数采用修正后的结果,发现冷面附近的计算温度与热电偶实测温度不符,推断有绝热层(气隙)的存在。当绝热层(气隙)厚度在0.5～1 mm时,计算温度与实测温度(正常炉况下)一致。通过引入绝热层(气隙)的概念对现有的传热模型进行了修正,绝热层(气隙)的厚度变化将影响炉缸凝铁层的厚度;发现当绝热层(气隙)厚度达到6.5 mm时,凝铁层刚好完全消失;即绝热层(气隙)厚度的变化是影响凝铁层消失的主要因素,进而影响高炉长寿。     

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。     

高炉炉缸耐材导热计算方法

高炉炉缸、炉底的侵蚀情况,是高炉操作者最关心的问题之一,特别是在炉役后期,耐材的剩余量涉及到高炉的安全生产,能够较为准确的确定耐材剩余量方法有好多,如热电偶法、仪器探测法,导热计算法等,这里作者就耐材导热原理,对导热计算法进行简要分析。     

基于图像处理的高炉炉缸死铁层中焦粒信息分析

高炉铁口水平线下(死铁层区)死料堆的位置、大小、孔隙度、更新速度等直接决定铁水及炉渣在炉缸内的流动方式,同时影响炉缸传热、耐材的侵蚀、铁水及渣的排出速度等。使用图像处理技术对莱钢1 880m3高炉浸入死铁层中死料柱下部形状、孔隙度、焦粒尺寸、形貌分布等关键信息进行了提取。通过分析计算得到死料柱下部焦层二维孔隙度为56.73%。该区域焦粒平均粒度为15.3mm,缩减了约70%。通过形貌分析发现炉缸死铁层中焦炭更接近椭球状,该现象说明自炉顶装入后焦炭各方向消耗速度不一致,具有明显的取向性。该高炉内渣铁通过炉缸该区域死料柱焦粒过程中,水平方向与竖直方向冲刷程度较深。有助于对高炉炉缸"黑箱"进行信息解析,进一步加深操作者对于高炉冶炼过程中死料柱下部及炉缸工作状态的认知。     

高炉炭砖导热系数的测定

结合激光闪光法热扩散系数仪的测量原理,分析了影响炭砖导热系数测量结果准确性的试样因素.认为应取多个炭砖样品同时进行测定,才能取得具有统计意义的正确测量结果.     

高炉炉缸铁水流场数值模拟

铁水环流是造成炉缸蒜头状侵蚀的主要原因,而导致铁水环流行程主要是由于炉缸内的死料柱引起的。本文以流体力学有关理论为基础,建立炉缸炉底三维流体数学模型,应用FLUENT软件,针对高炉炉缸中不同死料柱位置、状态及出铁口尺寸对炉缸内铁水流动的影响进行研究。结果表明:死料柱有较小的浮起时造成炉底铁水流量较大对炉底产生较强的侵蚀。当中心死料柱尺寸大时自由铁水区的铁水流速较快,反之较慢。当出铁口直径增大时,铁水的质量流量增大,炉缸底部的铁水环流明显增大。     

高炉炉缸铁水流场数值模拟

铁水环流是造成炉缸＂蒜头状＂侵蚀的主要原因,而导致铁水环流行程主要是由于炉缸内的死料柱引起的。为此,以流体力学有关理论为基础,建立了炉缸炉底三维流体数学模型,应用FLUENT软件,研究了高炉炉缸中不同死料柱位置、状态及出铁口尺寸对炉缸内铁水流动的影响。结果表明：死料柱有较小的浮起时造成炉底铁水流量较大对炉底产生较强的侵蚀。当中心死料柱尺寸大时自由铁水区的铁水流速较快,反之较慢。当出铁口直径增大时,铁水的质量流量增大,炉缸底部的铁水环流明显增大。     

高炉炉缸冻结应急出铁装置

正申请(专利)号:CN201621448194.2申请(专利权)人:上海梅山钢铁股份有限公司发明(设计)人:董跃玲;李小松;占世梅;贺志峰摘要:本实用新型提供一种高炉炉缸冻结应急出铁装置。本实用新型包括设置在高炉风口和高炉铁口之间的应急出铁通道,所述的应急出铁通道由炉外壁到炉内壁包括一段碳素捣打料通道和一段碳砖通道,所述的炉外壁上焊接有法兰,所述的法兰外通过固定件连接钢板。本实用新型在     

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。     

铁铌精矿高温导热系数测定

在热平衡的基础上,根据一维稳态导热理论,测定了白云鄂博铁铌精矿在不同温度下的导热系数,回归得出了该材料在高温状态下导热系数λ与工作温度T之间的关系方程.     

首钢高炉炉缸渣铁平衡专家系统设想

本文根据首钢1号高炉的现有监测手段和计算机装备，提出了在1号高炉建立炉缸渣铁平衡专家系统的设想。     

高炉炉缸侵蚀

炉缸是高炉最重要的部位，高炉的一代工作寿命主要取决于炉缸耐火材料的侵蚀行为。弄清炉缸侵蚀的机理，监测和控制侵蚀的过程，对延长高炉一代寿命是非常必要的。     

试论高炉出渣出铁与炉缸工作的关系

前言目前国内外炼铁高炉趋向大型化、高生产率方向发展,高炉工作者在实践中认识到了从有限的炉缸及时排出大量渣铁的重要性。若出渣出铁不好直接影响炉况稳定,限制生产率的提高,不利于降低焦比,甚至造成事故,是日常生产中的麻烦问题。为此本