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。     

沙钢3号高炉经济高效低钛护炉实践

针对沙钢3号高炉炉缸侧壁温度持续升高现象,提出了经济高效低钛护炉方案.经济高效低钛护炉,就是以析出石墨碳为核心,提高铁水[C]含量,降低铁水中碳不饱和度,改善炉缸活性,促进炉缸石墨碳析出.3号高炉低钛护炉期间,逐步减少钒钛矿使用量,铁水[Ti]降低至0.08％以下,炉缸侧壁炭砖温度基本处于400℃以下.同时,高炉日产量...     

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27.21～97.38 W/(m·K),导热系数(λ)与其组成的焦炭面积比(S_c=22%～48%)之间的线性关系为:λ=-257.47S_c+157.65。模拟实验凝铁层的导热系数范围为30.54～53.95 W/(m·K),该值远大于目前数学模型中采用的凝铁层导热系数(2～4 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。凝铁层中导热系数(λ)与焦炭体积分数V_c(V_c=39%～50%)的线性关系为:λ=-80.50V_c+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。     

通才2号高炉炉缸破损调查

以通才2号高炉炉缸为研究对象,研究炉缸侧壁黏结物中主要物质元素的成分、分布、沉积行为,以及矿物质组分的转化机理,利用化学分析、扫描电镜、X射线衍射仪对样品的元素组成、微观形貌和矿物组成进行分析。结果表明,高炉炉缸侧壁形成的黏结物主要为双层结构,分别是石墨碳层和渣层,且石墨碳层中含有一定量的渣相。黏结物中渣相的主要来源为焦炭灰分而非高炉炉渣。黏结物的化学成分和物相组成,随高炉炉缸深度的增加并未发生明显的变化。分析了焦炭灰分的演变规律和黏结物中石墨碳的来源,从而为高炉正常生产过程中炉缸黏滞层的形成提供有益的参考和指导,实现高炉炉缸长寿。     

铁渣熔体穿行焦炭床的渗碳机理

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。     

欧洲高炉长寿技术发展现状

介绍了欧洲高炉炉缸设计,包括炉缸死铁层深度、冷却系统以及炉缸耐火材料内衬设计。指出耐火材料要与较深的死铁层相匹配,并介绍了一些高炉炉缸耐火材料设计实例;同时还介绍了欧洲高炉炉腹、炉腰和炉身下部采用的冷却技术,以及塔塔克鲁斯艾莫伊登铜冷却板配石墨/半石墨整体式设计,得出可供我们借鉴的欧洲高炉长寿经验。     

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。     

首钢A高炉炉渣降低MgO的热力学分析

为了研究首钢A高炉炉渣降低MgO的可行性,利用FactSage热力学软件,从理论上解析首钢A高炉炉渣中MgO对固相析出温度和黏度的影响。研究发现,A高炉炉渣固相析出温度在1 400 ℃左右,炉渣在高炉炉缸中全为液相并具有较好的流动性。1 500 ℃下,现有炉渣组分在相图中液相区,若MgO含量降低,炉渣仍处在液相区。MgO质量分数在2.87%～7.37%区间变化时,随MgO含量升高,固相析出温度增加;MgO质量分数升高1%,炉渣固相析出温度升高约3.73 ℃。随MgO含量升高,炉渣黏度降低。1 500 ℃下,MgO质量分数升高1%时,炉渣黏度降低0.014 Pa·s。分析认为,炉缸热状态较好(铁水温度在1 480 ℃以上)时,适当降低MgO质量分数至6%,炉渣黏度不会受较大影响;炉缸热状态较差(铁水温度在1 480 ℃以下)时,不建议降低MgO含量。     

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。     

Analysis on the stamping coke dissolution of hot metal in the blast furnace hearth

By utilising the carburiser-cover methods, this article mainly focuses on the impacts of different carbon sources on hot metal carburising in the blast furnace hearth. The carburising rate, an indicator of the evaluation of coke including stamping coke and graphite, is compared at 1450–1550°C. Additionally, the apparent activation energy of carburisation of coke 1, coke 2 and graphite are 236.9, 178.8 and 46.0?kJ?mol^?1, respectively. The difference in activation energy for the three carbon sources in question is attributed to the mineral matters in coke, because it is capable of influencing the effective contact interface area between the liquid iron and carbon. As to the overall viscosity of the interface layer between the hot metal and carbon, it is mainly affected by the temperature and ash content and its composition. When the temperature increases from 1450 to 1550°C, the viscosity of the minerals on the interface layer will decrease correspondingly. The defined surface area of mineral reduces from 86.7 to 70.7% in coke 1 and from 82.5 to 69.3% in coke 2. Finally, to improve the carburising rate the basicity of the oxide contents in the coke should be increased by adding CaO or MgO.     

高炉内铁?焦界面的渗碳润湿行为研究

高炉内铁水渗碳过程是影响冶炼效率及未饱和铁水对炉缸炉衬侵蚀的重要因素。本文通过高温真空润湿性测试装置模拟了高炉炉缸区的铁水渗碳反应,分析了不同碳质量分数（3.8%、4.3%、4.8%）的Fe?C熔体与质量分数为99.9%的石墨基体在高温下界面间的润湿反应,同时利用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）研究了渗碳界面的微观形貌及渗碳距离。结果表明:界面接触角随着Fe?C熔体中碳含量的增加而变大;熔化过程中,接触角随着反应时间延长而减小,并最终趋于稳定;4.8%碳质量分数的Fe?C熔体中由于含碳量已至饱和,处于不润湿状态。扫描电镜分析显示,Fe?C熔体与石墨基体的接触界面形成了“球帽状”凹陷,凹陷半径与体积随碳含量的增加而减小。能谱线扫描分析显示,随着Fe?C熔体中初始碳含量的增加,石墨基体中的碳素溶解量减少,渗碳效果变差,良好的润湿性有利于碳的传质。通过计算表面能发现,石墨基体中碳素溶解进入Fe?C熔体后,有效减小了两者之间的表面能,使得表面张力减小,接触角在熔化期间递减。      

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- 转炉区段铁水运输温降综述

节能降耗是钢铁企业长期发展的核心内容,高温铁水作为冶炼过程中能量流的载体,铁水温度始终是降低钢铁生产成本、保障钢铁产品质量的关键因素之一。综述了高炉- 转炉区段铁水热量损失的主要方式和影响因素,分析了铁水运输过程温降的关键问题,指出了新型界面技术——“一包到底”模式,是铁水运行周期短、温降小的基本保障。钢铁企业还可以通过研制铁水覆盖剂,减小铁水面散热;优化铁水包保温结构,包括增设绝热层和保温盖等措施,有望为进一步减小铁水温降提供参考和依据。     

On the kinetics of carbide precipitation during reaction between graphite and Fe-Ti liquids under microgravity

Experiments on the reaction between graphite and liquid Fe-Ti alloys were performed with a mirror furnace on board an airplane during parabolic flights. Small Fe-Ti alloy samples were melted in contact with graphite and held for some seconds at a temperature of 1550 °C. The samples were melted and solidified during a microgravity period. Carbon and titanium atoms reacted in the melt and titanium carbides were formed. In the experiments, a precipitation zone with faceted titanium carbide crystals dispersed in high carbon Fe-C-Ti alloy matrix was obtained near the graphite/alloy interface. The thicknesses of the carbide precipitation zones were measured and effects of alloy composition on the growth rates of the carbide zones were revealed by experiments and calculations. It was shown that the process was controlled by the diffusion of titanium in the liquid at low titanium concentrations and by diffusion of carbon through the precipitation layer at high titanium concentrations in the melt. Supersaturation of the carbide in front of the reaction interface was predicted from the calculations. The analysis showed that homogeneous nucleation of titanium carbide can readily occur in the alloys. Carbide morphologies were analyzed, and the mechanisms which lead to their formation are discussed.     

基于Flexsim的炼铁-炼钢界面铁水罐数量配置优化

 为优化铁钢界面铁水罐数量、提升铁钢界面实际运行效果,提出了一种基于Flexsim仿真的铁钢界面铁水罐数量配置方法。其基本思想是,构建并应用铁钢界面运行Flexsim仿真模型,考察不同铁水罐配置方案时铁水罐数量变化是否符合生产的规定,从而确定铁水罐数量配置的最优方案。针对C钢厂的案例研究表明,在现有生产条件下、当要求生产过程中每个高炉铁口下铁水罐数量不少于2个时,铁钢界面铁水罐的最优配置数量为24个。     

攀钢高炉铁水的性质

简介针对攀钢高炉铁水性质采用的测试研究方法，论述了钛，钒，硫，硅，碳单因素及其综合因素对铁水粘度，熔化性温度和凝固点的影响，对攀钢高炉冶炼的铁水成分控制提出了建议。