钛渣熔分电炉炉衬结构设计探讨

对比分析传统保温式炉衬和新型强化散热冷凝式炉衬的结构特点,提出采用冷凝式炉衬能够有效解决钛渣熔分电炉炉衬使用寿命的问题。计算了钛渣熔分电炉采用冷凝式炉衬炉墙的温度梯度以及热流密度,以25 500 k VA钛渣熔分电炉为例,相比保温式炉衬的维修费及停炉损失,冷凝式炉衬增加的2.4%散热损失可以接受。给出一种冷凝渣壳层最小厚度的确定方法,计算得出镁砖材质冷凝式炉衬厚度为600 mm时,钛渣渣壳层厚度最小为109 mm。     

传热模型对炉衬设计与粘渣护炉关系的分析

通过建立耐火材料炉衬的传热模型，分析了炉衬内不同材料间厚度，导热系数、温度与粘渣层性能、厚度间的关系，认为在选择炉衬结构时，必须考虑炉衬的渣耗附性能，适当增加法的厚度，同时注意调整砖的导热系数与结构，以利于延长炉衬使用寿命，降低维持炉衬长寿运行的成本，模型设立有利于转炉粘渣护炉及高炉钒钛护炉技术下炉衬结构设计的合理改进。     

矿热炉“冷凝”炉衬技术的研究及其进展

介绍了矿热炉“冷凝”炉衬技术的研究现状和未来发展趋势,分析了矿热炉炉衬侵蚀边界的监测手段,提出国内“冷凝”炉衬技术研究应从以下4个方面开展:“冷凝”炉衬中凝固壳厚度动态变化机理、热电偶的精确测温技术、铁合金产品和炉衬材料选择及结构的对应关系、结合矿热炉冶炼特性和相关温度测量数据构建监测炉衬侵蚀的数学模型.     

镍铁电炉新型复合水冷炉衬结构的探索

为了延长镍铁电炉炉衬的使用寿命,文章通过对镁质炉衬、铜冷却系统镁质炉衬、炭质炉衬、镁炭质复合炉衬、镍铁电炉新型复合水冷炉衬在镍铁电炉上的实际应用进行对比分析,得出镍铁电炉新型复合水冷炉衬更适用于镍铁电炉炉衬的需要,并能够形成冷凝渣壳,有利于炉衬的保护,相比其他炉衬结构实现了炉衬寿命的提高。     

宝钢3号板坯连铸结晶器传热行为的模拟研究

通过建立传热模型,研究了板坯结晶器的传热行为.模型的建立考虑到结晶器内湍流运动对过热度分布的影响,提出了耦合流场和温度场求解坯壳热流密度,并将其导入传热模型计算的方法.模型包括凝固坯壳,结晶器缝隙和铜板的传热,其中计算结晶器缝隙间热量传递过程中,综合考虑了振痕、固渣层、液渣层和气隙对传热的影响,并做了相应处理.模型能根据不同的生产工艺(不同断面形状和尺寸、拉速等),对凝固坯壳厚度,表面温度,结晶器铜板温度,冷却水温差,以及结晶器理想锥度等进行计算.结合宝钢3号连铸机结晶器生产数据,对模型进行了验证,所得计算结果符合实际测量值.     

闪速炉反应塔壁面挂渣机理研究

分别对闪速炉反应塔镁铬砖炉衬、喷淋冷却和水套冷却的壁面挂渣情况建立一维稳态传热模型,分析反应塔壁面挂渣机理。     

连铸坯凝固过程热力耦合有限元模拟

 以铸坯和结晶器之间的间隙热阻为纽带,考虑保护渣凝固对接触热阻和渣膜热阻的影响,建立了连铸结晶器与铸坯热力耦合模型并编写了相应的有限元仿真程序。模型预测的坯壳厚度和实验结果吻合良好,两者差值≤2 mm。应用模型分析了大方坯连铸结晶器内的传热过程和坯壳的应力分布。结果表明,随着拉速提高,凝固坯壳厚度减薄,铸坯产生角部裂纹的趋势增加。     

宝钢厚板连铸机结晶器凝固传热模型的研究和开发

以宝钢厚板连铸机结晶器一冷传热过程为研究对象,结合高温铸坯在结晶器内的实际热量传输规律,建立了宝钢厚板连铸机结晶器凝固和传热模型.结晶器内凝固传热过程分为凝固坯壳传热、缝隙间传热和结晶器铜板传热,其中结晶器缝隙问传热模型综合考虑了气隙、保护渣和振痕对传热的影响.利用Fortran语言对模型进行编程,开发出相应的结晶器凝固和传热仿真软件Moheat.结合厚板连铸机结晶器生产数据,对模型进行了验证.所得计算结果符合实际测量值.利用该软件能够对不同生产工艺下的凝固坯壳厚度、坯壳表面温度、结晶器铜板温度、冷却水温差以及结晶器理想锥度等进行计算,分析和优化结晶器一冷制度,指导连铸生产.     

高炉冷却壁和炉衬的三维传热模型

本文给出了计算高炉冷却壁和炉衬温度分布的三维稳态传热模型，该模型可用于分析冷却壁不同结构参数（厚度、水管直径、管间距、镶砖厚度和面积等），和不同材料等因素对温度分布和热流密度的影响，它可为冷却壁的设计和炉衬材料的选择提供重要的理论依据。     

方坯连铸结晶器凝固传热的有限元数值模拟

根据方坯结晶器的传热特点,研究了方坯连铸机结晶器二维非稳态凝固传热的有限元模型,应用ANSYS软件预测在浇注过程中结晶器的温度分布和凝固状态,分析了拉速、浇注温度及结晶器圆角半径对铸坯温度和坯壳厚度的影响.结果表明,经模型计算得出坯壳厚度值与现场测定拉漏数据基本相符.     

矿热炉炉衬结构的温度场分析

为进一步研究矿热炉炉衬中温度场的分布情况,采用ANSYS仿真软件对真实简化的炉衬模型进行仿真分析。通过改变炉内温度和对流换热系数的数值,得到炉壁处的温度数据,与实测数据进行对比,验证模拟数据的合理性。结果表明,炉衬中不同耐火材料的温度分布存在差异;炉壁温度会随着炉内温度的增大而逐渐升高,随着对流换热系数的增大而降低;炉壁温度随对流换热系数的变化曲线斜率从0.13降到0.06,当曲线斜率逼近于0时,对流换热系数不再影响炉壁温度的变化,得到最优化的对流换热系数;模拟数据占实测数据的百分比在3%~8%范围内时,模拟数据能合理反映炉壁温度值。这为炉体保温结构设计和耐火材料的选用提供依据。     

高炉板壁结合式炉衬温度场分析

大型高炉的密集式铜冷却板与冷却壁结合的炉衬结构是使高炉寿命达到18～20年的一项重要保证措施。以宝钢新建4号高炉炉衬结构为原型，建立了这种炉衬结构三维温度场数学模型。数学模型中均以多类边界条件处理边界传热问题，增加了数学模型对复杂炉衬结构和多种操作参数模拟的适应性，为指导高炉炉衬的合理设计和操作参数的优化提供了软件平台。作为数学模型的应用。对典型炉衬结构和炉内渣皮形成与脱落时温度场的变化进行了定性、定量分析。     

长寿高炉炉缸冷却系统的深入探讨

合理的炉缸冷却制度是保证高炉长寿的重要基础,从传热学的角度上对高炉冷却系统进行了深入探讨,分析了高炉炉缸传热数学模型的局限性,根据一维径向传热模型计算表明,增大冷却水流量可降低冷却水温差,但对增强炉缸冷却强度效果甚微。分析了冷却水对高炉炉缸的重要作用在于提高临界热流强度,防止出现核态沸腾和膜态沸腾。在炉缸结构一定的条件下,炉缸导出的热量主要取决于铁水的流动状态及铁水温度,最后给出炉缸砖衬出现缝隙的判定条件。     

高炉炉墙热负荷的传热学分析和研究

应用传热学理论计算了冷却器设计参数，炉衬厚度，渣铁凝固层厚度以及对流换热系数对炉墙热负荷的影响。结果表明：高炉炉墙的热负荷与冷却水管直径，冷却水管间距和镶砖的导热系数成正比，与冷却水管距冷却壁热面的距离，镶砖厚度和面积成反林；改变冷却壁的设计参数虽然使炉墙的热负荷增大，但炉墙的热面工作温度却反而降低。这有利于保护炉衬。     

Heat Transfer Modelling of a Blast Furnace Hearth

This paper describes the development of a heat transfer model with the purpose of studying the heat flows in the hearth of an operating blast furnace. Temperature profiles were calculated for a period of time to study the transition from steady blast furnace operation to an unsteady period, and back to a steady period. This total time period had the highest lining temperatures registered since the beginning of the current campaign. It was concluded that no part of the lining had an inner temperature higher than the critical temperature of 1150 °C. Thus, no refractory could have been in direct contact with slag or iron. The corner between the wall and the bottom was identified to be the most sensitive part of the lining. It is suggested that thermocouples are installed in this area, to improve the temperature control.     

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In order to improve the accuracy of calculation for erosion of lining of blast furnace hearth and shorten the calculation time, quasi- 3D dimensional method was used for calculation of erosion for shaft section of lining of blast furnace hearth. The calculation used the correction item of circumferential heat transfer to replace circumferential heat transfer and gave the treatment method for correction item of circumferential heat transfer. The erosion model for axial section of lining of hearth was established by using ANSYS software. The successive approximation method was adopted to modify the boundary of erosion, then the steady- state calculation was done. The calculation steps of quasi three dimensional method was described. The difference between the models established by 2D method and quasi- 3D method was analyzed by actual example. The simulation results show that quasi- three- dimensional method has a smaller amount of calculation but higher accuracy than two- dimensional method, which verifies that quasi- three- dimensional method is suitable to analysis of erosion.     

高炉炉缸凝壳和残衬双轮廓内型的诊断模型

 高炉炉缸内衬侵蚀和凝壳的形成决定了炉缸的寿命。为及时掌握高炉炉缸凝壳和残衬双轮廓内型状况,进而及时制定合理应对措施,结合数值传热学、优化导热系数法以及Levenberg-Marquardt法、拟牛顿法和梯度法3种优化算法,建立了高炉炉缸凝壳和残衬双轮廓内型诊断模型。重点阐述了模型的构建思路和过程,构造了象脚状侵蚀样本对模型的有效性和准确性进行了验证,并通过应用于实际炉缸结构的算例进一步展示其实际应用效果。结果表明,3种优化算法中Levenberg-Marquardt法的效果最好。应用实例表明,某厂在产高炉开炉150周后炉缸内凝壳消熔和生成处于动态平衡状态,残衬侵蚀缓慢。     

武钢CSP加热炉内衬的优化设计

武钢CSP加热炉炉衬较薄,使用全纤维模块砌筑,其隔热性能好,但使用寿命较短。在保证炉衬厚度不增加、隔热效果不降低的前提下,通过传热计算对炉衬材料进行了优化设计。耐火层选用浇注料延长使用寿命,分析了隔热层分别采用纤维毡、纳米隔热板、超级憎水隔热板等不同隔热材料对外表温度与散热量的影响,确定了合理的材料组成,达到了既能延长使用寿命,又能降低成本的目的。