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。     

高炉炉缸铁水流动的研究

使用水模型试验和数模研究了高炉炉缸中铁水的流动。建立水模型装置是为了通过测量铁趵时间及观察其流动形式来测定焦炭粒度，焦层结构，出铁速度和无焦空间对铁水流动性的影响。另外，利用有限元解出多孔介质的动量方程来计算流速，铁水滞留时间随焦炭粒度减小而增加，但是随出铁速度的增大而减少，如果死料柱中心有小粒焦，铁水环流加剧。流动路线由于存在焦炭无间隙区而改变。     

高炉炉缸内铁水环流与内衬侵蚀

从分析中心焦柱在炉缸内的受力出发，计算了１０００￣５５８０ｍ＾３高炉大喷煤前后中心焦柱在炉缸铁水内的沉入深度，分析了炉缸内铁水环流的产生与炉缸内衬侵的关系，分析表明大喷煤有得利抑制铁水环流对缸内补的冲刷，提出了降低铁水环流对炉缸内衬侵蚀的途径。     

铁水成分对炉缸堆积的影响

本文研究了高炉铁水成份碳、硅、钛、硫、锰、磷对铁水开始结晶温度和生铁石墨碳含量的影响,从而找出了包钢高炉炉缸堆积的基本原因。经过分析对比指出了包钢高炉适宜的铁水硅、硫控制范围。     

高炉出铁过程中铁水非稳态流动对炉缸炉底侵蚀的影响

基于有效容积为1 750m3的高炉炉缸在实际生产过程中受损状况,利用Fluent软件VOF方法建立高炉炉缸出铁过程的非稳态数学模型,探究铁水流动对炉缸侵蚀的影响。结果表明,死料柱沉底时底部压力较大;剪应力在出铁口的底部、炉缸炉底与死料柱边缘的交线处较大。死料柱浮起时底部所受压力比沉底小,炉底中心的压力较小,而边缘位置则出现负压,剪应力在炉底中心、出铁口的底部等位置较大。无论死料柱沉底与否,出铁口附近的炉壁剪应力在垂直方向上距离出铁口越近则越大,而且出铁口下侧的剪应力高于上侧的剪应力。     

高炉操作对炉缸侵蚀的影响

 沙钢宏发炼铁厂1号高炉因炉缸侵蚀于2011年1月进行大修。炉缸内第6、7层碳砖侵蚀最严重,呈异常三角形侵蚀。通过对炉缸碳砖的分析和操作条件的模拟,发现高炉锌负荷过高和铁水环流是加剧炉缸侵蚀的主要原因。宏发高炉的锌负荷偏高,使ZnO在炉缸第6、7层碳砖中严重富集,导致碳砖导热系数下降,热膨胀系数增加,加剧碳砖的熔蚀和热应力引起的侵蚀。另外,由于原料质量和操作原因,使得宏发高炉的铁口长度较短、无焦区偏小和死料柱的透气透液性有时较差,加剧了铁水环流对炉缸的侵蚀。可以通过控制入炉锌负荷,延长铁口长度、控制死料柱的尺寸、提高焦炭质量和控制合适的喷煤比来改善炉缸的侵蚀。     

高炉铁口煤气泄漏铁水喷溅治理实践

高炉铁口区域的煤气泄漏从炉衬结构特点看,来源于冷却壁间缝隙、风口各套与风口组合砖之间缝隙、耐火砌体间缝隙、炉壳与冷却壁间缝隙。通过采取严把材料质量关、提高监理人员技能水平、自制风动捣料工具、优化灌浆操作工艺、捣打料改为刚玉浇注料、改进铁口框结构等措施,解决了铁口煤气泄漏、铁水喷溅的难题。     

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。     

热应力对高炉炉缸和炉底侵蚀的影响

为了探讨热应力对不同材质构成的高炉炉缸砖衬的破坏作用,在计算温度场的基础上,应用热弹性理论和有限元法对高炉炉缸进行应力分布计算。计算结果表明：在用具有不同的导热性能和力学性能的耐火材料砌筑的炉缸内存在着应力集中现象,这是导致高炉炉缸破损的主要原因之一。     

利用低渗透层控制高炉炉缸铁水流及延长高炉寿命

日本川崎制铁公司千叶厂 6号高炉于 1997年 6月 17日点火 ,创造了 2 0年零 9个月的世界最高高炉寿命的纪录之后 ,于 1998年 3月 2 4日停炉。高炉长寿的主要原因有 :炉腹角的最佳化、利用冷却壁和冷却水箱进行炉体冷却、Si C砖的采用等硬件方面的原因 ,以及利用 GO-STOP系统或各种数学模型实现高炉操作最佳化等软件方面的原因 ,另外 ,还有包括高炉下部在内的炉体、操作方面的检测技术的高级化。但最重要的原因是高炉炉底的长寿。关于高炉炉底部的损耗行为 ,通过各种数学模型及模型试验进行了许多探讨。为了说明炉底温度的变化和炉缸的传…     

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。     

高炉炉缸工作研究

各国炼铁工作者对高炉风口前焦炭燃烧过程的研究,已经进行了许多年,对燃烧过程的了解已逐步深入,特别是近十几年来的进步更为显著。焦炭燃烧理论的改变,各种因素对燃烧带的影响也正在进行新的探讨。鞍钢在1962～1963年进行了高炉炉缸研究工作。这一工作是在鞍钢九号高炉进行的。研究期间全部使用自熔性烧结矿,常压操作及冶炼炼钢铁,风量1760-2050米~3/分,风温975-1029℃,风压1.15-1.19公斤/厘米~2,渣量约750公斤/吨生铁,渣碱度1.048-1.10(cao/sio_2),炉况很顺行。经过一年多的     

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。     

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。     

炉前作业对高炉炉缸侧壁剪切应力的影响

采用数值模拟方法对不同出铁操作条件下炉缸内铁水流动特征进行了定量解析,考察了出铁操作,包括铁口深度、铁口倾角及铁口直径对铁水环流诱导剪切应力沿炉缸圆周方向及纵向分布规律的影响。结果表明,在与铁口夹角0°~20°周向炉缸区域,侧壁剪切应力值较大,炉缸侧壁最大剪切应力出现在铁口平面以下约1.5 m处;随铁口深度增加,侧壁剪切应力减小,且最大剪切应力出现位置下移;铁口倾角对侧壁最大剪切应力出现位置无明显影响,而铁口直径增加则侧壁剪切应力明显增大。对宝钢3号高炉而言,最佳铁口倾角约为13°,铁口直径以不超过130 mm为宜。     

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。     

高炉炉缸长寿探讨

从炉缸结构设计关键要素的分析着手,从侵蚀机制、炉缸传热体系的建立到炉缸的设计理念对炉缸的长寿 进行了全面的论述。指出高炉长寿的关键控制环节为:设计、施工、烘炉、开炉节奏、操作稳定、维护管理。在合适 的炉缸冷却系统和结构配置条件下,有效杜绝和防止气隙是炉缸长寿的关键。设计要有完善的防止气隙的措施; 安装中要严格控制每一个环节;采用热水烘炉提高炉墙温度,促进水分蒸发;控制高炉开炉进程,给予新高炉一个 磨合期,保证炉缸的传热体系可靠、有效,以实现炉缸的无气隙化操作。无论炉缸耐材采用何种配置结构和采用何 种冷却系统,都必须以建立良好的传热体系为前提,只有尽快形成稳定的渣铁壳,才能实现炉缸的长寿。