高炉长寿炉缸设计与实践

高炉炉缸寿命是决定高炉一代炉龄的重要因素,也是钢铁企业降本减排的重要发展方向。高炉设计者利用现代计算机分析软件ANSYS进行传热体系优化,提升长寿炉缸设计质量,着重分析以陶瓷杯隔热法为代表的炉缸结构的传热体系,将870～1 500℃等温线控制在炭砖热面以外,有效延长炭砖使用寿命,保证了该结构炉缸的传热体系有效性,达到高炉炉缸长寿设计的目标。     

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...     

高炉炉缸炉底内衬的等效冷却条件计算方法

建立了高炉炉缸炉底冷却的二维有限元传热模型.该模型能计算紊流水冷冷却器以等效对流换热系数表征的冷却参数,能反解服役炉缸实际冷却强度.等效冷却条件参数可用于缩小多维炉缸传热模型的计算域和规模,且不失边界条件精度.文中设计了参数化有限元建模及分析的计算程序,基于管内紊流水努赛尔特征数,定义一个物性综合系数,构造了更为简明的对流换热系数计算表达式.     

高炉炉缸陶瓷杯结构及对寿命的影响

对高炉炉缸陶瓷杯结构及其特征进行了简要分析,结合国内外高炉陶瓷杯典型案例,重点分析了独立式陶瓷杯结构与嵌入式陶瓷杯结构对高炉炉缸寿命的影响。大量的实践证明,高炉炉缸采用独立式陶瓷杯结构,不论陶瓷杯材质如何,都难以长寿,一般在7年以下。在相同条件下,与独立式陶瓷杯结构相比,嵌入式陶瓷杯结构可以使高炉炉缸更加安全和长寿。     

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。     

鞍钢高炉炉缸冷却水速和水温研究

基于高炉炉缸传热特点,建立了传热体系计算公式,研究了高炉冷却水对炉缸冷却效果的影响.结果表明,在鞍钢高炉炉缸传热系统中,增大冷却水速可以提高炉缸内传出的热量和降低炭砖热面温度,但当冷却水速大于2.5 m/s时,继续增大水速对提高冷却效果影响很小;炉缸冷却水温对炭砖热面温度降低作用非常有限;开炉初期为保证高炉捣料有效固结,应控制冷却水温在70℃以上.     

长寿高炉炉缸和炉底温度场数学模型及数值模拟

高炉炉缸和炉底的寿命是影响高炉长寿的关键因素之一。实现高炉炉缸、炉底与高炉寿命同步的措施之一就是在高炉炉缸和炉底冻结一层渣铁壳。要想冻结渣铁壳,在高炉设计时应将1150℃等温线推离炉缸和炉底热面,这就需要计算高炉炉缸和炉底的温度场。为此讨论了目前应用于高炉炉缸和炉底温度场的一些数学模型,并在此基础上开发了通用的炉缸、炉底温度场计算软件。     

气隙对高炉炉缸凝铁层的影响

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0.5～1mm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6.5mm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。     

炉缸冷却壁对流换热系数计算及烘炉传热特性

 炉缸冷却壁冷却性能主要体现在冷却水与水管间的对流传热。因为工程上常用计算对流换热系数的经验公式不能满足不同的水流状态从而导致炉缸热应力分析误差较大，所以以某高炉炉缸结构为例，首先利用传热学准数方程推导出冷却水处于不同流动状态时对应的综合对流换热系数表达式，同时探讨了对流换热系数经验公式的适用范围；然后通过迭代计算推导出了冷却水处于层流状态下考虑衰减热阻时的综合对流换热系数表达式；最后对烘炉状态下炉缸侧壁传热模型进行瞬态传热与冷却分析，得到了微水烘炉甚至闭水烘炉的热工依据，可为初步制定高炉烘炉制度进行评估和完善。     

硫酸铵焙烧红土镍矿工艺优化

本文采用硫酸铵焙烧-水浸工艺,将红土镍矿与硫酸铵混合焙烧,研究了焙烧温度、焙烧时间、物料配比和矿粉粒度对镍、镁、铝和铁提取率的影响.采用正交实验优化工艺条件,得到影响焙烧效果的各因素顺序为:物料配比、焙烧时间、焙烧温度、矿粉粒度.优化工艺条件为:焙烧温度450℃,焙烧时间120min,物料配比2∶1,矿粉粒度小于80μm,镍、镁和铝提取率大于98%,铁提取率大于94%.研究了焙烧过程镍、镁、铝和铁与硫酸铵反应过程的动力学.镍、镁、铝和铁的反应速率均符合未反应收缩核模型,表观活化能分别为19.93 k J·mol^-1、18.96 k J·mol^-1、17.86 k J·mol^-1和20.83 k J·mol^-1.     

船舶及海洋工程用耐蚀E36钢板的性能分析

采用耐蚀微合金化、冶金质量控制、夹杂物改性及组织控制的耐蚀性改进技术思路,对E36钢进行了耐蚀性改进研究,并结合控轧控冷工艺对耐蚀E36钢板进行试制。结果表明,微合金化有助于提高钢的自腐蚀电位,高洁净度控制和夹杂物改性可降低点蚀敏感性,组织控制可减小复相组织选择性腐蚀倾向;试制钢板耐海水腐蚀性能较传统E36钢板有了大幅提升,其在酸性氯离子环境中的腐蚀速率降至0.59mm/a,耐蚀性较传统E36钢提高约4.6倍。     

钢铁厂循环水对Q235管道腐蚀的研究

采用挂片腐蚀实验,通过表征不同腐蚀时间的表面形貌和腐蚀产物的组成,探究了Q235管道在循环水中的腐蚀机理.通过测试极化曲线及电化学阻抗谱,得到了循环水中氯离子和添加药剂等因素对Q235钢的腐蚀电流和腐蚀电位,以及对电化学传荷阻抗的影响;并且结合挂片实验,研究了循环水中氯离子、pH值和添加药剂等因素对Q235钢的平均腐蚀率、腐蚀产物组成、形貌和腐蚀特征的影响.结果表明:当控制Cl^-浓度小于100 mg/L,pH值不低于8. 5,以及添加缓蚀剂(2 mg/L)可以有效控制Q235的腐蚀速率.     

烟气循环烧结工艺中富氧和焦炉煤气喷吹的优化

利用铁矿石烟气循环烧结的静态工艺模型,研究了富氧、焦炉煤气喷吹及其组合使用对铁矿石烟气循环烧结工艺的固体燃料消耗和污染物排放的影响.结果表明:基准烟气循环烧结工艺中,焦粉单耗为44.284 kg/t,CO_2、SO_2和烟气排放量分别为339.123、1.306和2 060.478 kg/t;采用富氧率为7.0%优化工艺,焦粉单耗减少了0.64%,CO_2、SO_2和烟气排放量分别减少了8.86%、10.34%和20.37%;采用焦炉煤气喷吹量为0.5%优化工艺,焦粉单耗减少了8.69%,CO_2、SO_2和烟气排放量分别减少了3.06%、2.3%和2.74%;采用富氧率为7.0%,焦炉煤气喷吹比例为0.5%的综合工艺,焦粉单耗减少了9.59%,CO_2、SO_2和烟气排放量分别减少了11.84%、9.57%和22.65%.     

硫对316L不锈钢夹杂物和耐点蚀性的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和图像分析仪等手段,研究了硫含量对316L不锈钢组织和夹杂物的影响,并利用氯化铁浸泡试验和电化学极化曲线研究了硫对316L不锈钢耐点蚀性的影响。结果表明,硫加入在316L钢中主要以硫化锰夹杂物的形式存在。随着硫含量的增加,钢中硫化物的级别和含量都逐渐增加,硫化物的分布越来越密集,当硫质量分数超过0.1%后,试样中的硫化物夹杂数量急剧增加。当硫质量分数达到0.199%后,钢中硫化物多以纺锤状存在,大量纺锤状硫化物细化了316L钢的晶粒。316L不锈钢的点腐蚀失重速率随硫含量的增加而增加,点蚀电位逐渐下降,但当硫质量分数达到0.199%后,316L不锈钢点蚀电位有所回升,这可能与试验钢晶粒细化有关,有待进一步研究。     

生产煤系针状焦副产品沥青的应用研究

为了使生产煤系针状焦的副产品沥青得到有效应用,对副产品沥青部分替代中温沥青生产改质沥青进行了反应釜试验研究,以确定改质沥青生产的混配比例和最佳工艺参数,并对应用前景进行了分析。结果表明,应用副产品沥青部分替代中温沥青生产改质沥青是可行的,且得到的改质沥青能够达到行业标准一级品的要求,降低了生产成本,减少了中温沥青用量,提高了软沥青产量。     

布料制度对COREX CGD竖炉内气流分布影响的数值模拟

为研究布料制度对COREX CGD预还原竖炉内煤气流分布的影响,本文建立三维数学模型对不同布料制度条件下CGD竖炉内气流速度分布、压差分布及煤气反窜比例进行了模拟研究.计算结果表明,对比中心布料制度,多环布料制度抑制了炉料偏析,使床层空隙度分布更加均匀,改善了竖炉中心煤气分布。多环布料制度增加了炉内压差并抑制了煤气反窜。随着布料档位外移,压差由35 053 Pa增至36 451 Pa,煤气反窜比例由15.64%降至13.68%.     

Roadmap of China steel industry in the past 70 years

ABSTRACT

The development of China’s steel industry has been phenomenal, and in 2018, China’s crude steel production reached 928.3 million tonnes and accounted for 51.3% share of global crude steel production. In the past 70 years, along with the country's growth and development, China steel industry has experienced a period of unstable development, rapid growth, reduction and optimization. The purposes of this article are to provide some historical background of the steel industry development in China. In this article, we will summarize the unstable development of China’s steel industry from 1949 to 1978. We will, then, describe stable development over the reform and opening-up period from 1978 to 1999 and rapid development in the boom period from 2000 to 2014. Finally, we will discuss how the steel industry copes with the new challenges in China’s move towards supply-side reform since 2015 and the future directions of the development of China’s steel industry.     

宝钢无机润滑GA热镀锌汽车板的生产与应用

无机润滑GA汽车板是一种改善汽车用热镀锌板冲压成形性能的新型产品,概述了该产品的生产工艺,对该产品的主要理化性能、汽车厂实际冲压性能和耐蚀性能等进行对比分析,结果表明,无机润滑GA汽车板具有良好的表面摩擦特性和成形性,同时该产品满足汽车行业对冲压成形性能、磷化性能和涂装后的耐腐蚀性能等常规涂装工艺的生产要求。     

高强船板探伤缺陷原因分析

采用金相显微镜、扫描显微镜对14 mm厚高强船板超声波探伤不合格原因进行分析。结果表明,连铸过程中结晶器液位波动致使结晶器保护渣卷入连铸坯,形成的球状氧化物及超出评级标准的超大硅酸盐类非金属夹杂物是探伤不合格的原因。采取优化结晶器保护渣性能、严控浇铸过程中氩气流量,调整浸入式水口浸入深度等措施后,高强船板在后续生产中能够满足探伤要求。