1800m3高炉炉缸炭砖侵蚀调查及机制分析

为延长高炉的使用寿命和掌握炉缸砖衬的侵蚀机制,结合绘制的炉缸侵蚀炉型图,并借助扫描电镜、EDS电子探针和X射线衍射仪等手段分析炉缸炭砖的形貌、元素和物相.研究表明:炉缸炭砖表面上有明显的白色絮状物,且炭砖表面出现疏松和粉化的现象,导致炭砖出现裂缝,加快炭砖侵蚀;富集在炭砖热面的钛化物起到了保护衬作用,使有害元素难以存在...     

武钢1号高炉炉缸破损调查及炭砖侵蚀机理

掌握武钢1号高炉炉缸的侵蚀状态,明确炭砖的破坏过程及其侵蚀机理,对指导高炉操作、延长高炉使用寿命具有重要意义。通过钻芯取样对武钢1号高炉炉缸开展了破损调查,采用化学分析、光镜、电镜等手段研究了炉缸残余炭砖的侵蚀特性。结果表明,武钢1号高炉炉缸整体呈“锅底”状侵蚀,近铁口区域的侵蚀相对非铁口区更加严重,自铁口中心线向下,残余炭砖的完好层长度逐渐变短,破损层长度逐渐变长。有害元素K在炭砖内的存在形式为硅铝酸盐,Zn和Na元素在炭砖内的存在形式主要为氧化物,Pb元素在炭砖内的存在形式为硫化物。沿着炉缸半径方向,残余炭砖的体密度先增大后减小,在有害元素富集区域达到最大。炭砖结构被破坏主要原因是热应力、有害元素的富集和铁水渗透。     

济钢1750m~3高炉炉缸侵蚀情况分析

通过对生产条件及炉缸结构相同的济钢1#、3#1 750 m3高炉炉缸侵蚀情况进行调查,发现1#高炉炉缸呈浅锅底—象脚状侵蚀,扒炉实测表明,炉缸、炉底交接处侵蚀最为严重,炭砖残存厚度最薄处仅为300 mm;3#高炉铁口附近炭砖出现不同程度裂纹,侵蚀严重处炭砖残存厚度600 mm。建议考虑炭砖的微孔度,使用高可靠性热电偶,降低炉底冷却水流量,增加炉缸冷却水流量等,以提高高炉寿命。     

高炉炉缸炭砖环裂机制初探

热力学计算表明,高炉炉缸仅存在纯的碱金属蒸气,不存在碱金属的氧化物和碳酸盐,并且碱金属蒸气压很低,不是对炉缸炭砖进行侵蚀的直接原因,而当前大多文献认为环裂是碱蒸气侵蚀的结果.炭砖传热性能较差时炭砖内部热应力较大,诱发炭砖产生微裂纹,纯的碱金属蒸气通过炭砖的微裂纹不断向炭砖低温区流动和扩散,微裂纹是环裂产生的诱因.在炉缸...     

1000m~3高炉炉缸侵蚀状况的年度分析

为了延长高炉炉缸的工作寿命,某钢厂高炉(有效容积1 000m3)应用IT技术加强对高炉工作内型的跟踪与监测。通过建立计算炉缸侵蚀状况的数学模型,并利用该模型计算了高炉从2011年9月至2013年4月19个月的侵蚀状况,以此指导高炉操作。计算得到1 150℃侵蚀线的变化趋势。结果表明:该高炉的炉缸靠近死铁层平面的炉衬受到了侵蚀,在2012年12月达到了最大的侵入深度324mm;而铁口平面以上则处于较稳定的挂渣状态,其中7号风口在2013年3月形成最厚约240mm的渣壳。     

济钢1750m~3高炉炉役后期炉缸侵蚀分析及对策

炉役后期的护炉生产实践以及炉缸侵蚀模型表明,济钢2#1 750 m3高炉炉缸侧壁呈现为较大蘑菇型侵蚀。分析认为炉缸侵蚀的主要原因是铁水环流的影响以及炉缸局部热流强度过高;另外,90°的铁口夹角布置以及长期频繁使用洗炉剂也加剧了炉缸的侵蚀。通过改进灌浆操作,开发局部强化冷却技术,提高了炉缸的冷却效果。同时优化操作制度,有效减缓了砖衬的侵蚀,保证了炉役后期炉缸工作本质安全。     

天钢3200m~3高炉炉缸侵蚀原因分析及对策

针对天钢3200m~3高炉炉缸的侵蚀问题,分析出产生原因是热机械侵蚀和不理想的焦炭质量。通过采用钒钛矿护炉、增加冷却强度、增加温度检测点和冷却水温差检测等措施,显著改善了炉缸炉底侵蚀状况,将炉底中心点温度控制在370~460℃的合理范围内,减缓了炉缸的进一步侵蚀,保证了炉缸的活跃性。     

昆钢新区2500m~3高炉炉缸炉底侵蚀模型

为了分析投产初期高炉炉缸炉底的温度分布情况,以经典传热模型为基础,采用有限元计算技术,建立了昆钢新区2 500 m~3高炉炉缸炉底侵蚀模型。本模型以高炉开炉初期温度为基础,绘制出炉缸炉底温度场分布曲线,模型计算值与热电偶实测值相比,误差在-6.52%~+7.69%的范围内,表明模型计算较为准确。根据模型计算结果,提出了加长风口小套长度、提高鼓风动能和加大死铁层厚度等工作建议,为制定高炉合理的操作维护方针和完善高炉长寿设计提供重要参考。     

高炉铁水中硫加速炉缸炭砖侵蚀机理及对策

为了延缓炉缸炭砖侵蚀,分析了炉缸铁水硫含量变化趋势,研究了硫元素加速炉缸炭砖侵蚀机理,提出了现代大型高炉脱硫技术措施。结果表明：高炉-铁水预处理联合脱硫、使用高比例球团是炉缸铁水硫含量升高的主要原因;炉缸炭砖与碳含量欠饱和的铁水接触是炭砖侵蚀的直接原因,硫含量升高使铁水表面张力下降、黏度下降,提高了界面反应速率,增大了铁水中碳的传质系数,加速了炭砖侵蚀。在低渣比条件下,控制炉渣碱度在1.12～1.18,MgO含量在9%～12%,Al₂O₃含量在13.5%～15.5%,并提高铁水中碳、硅、磷元素含量,降低锰、钛元素含量,采用控制炉渣成分和铁水成分的协同脱硫技术,是现代大型高炉脱硫的有效措施。     

鞍钢2号高炉炉缸炉底炭砖蚀损调查及分析

鞍钢２号高炉停炉破损调查表明，炉缸炭砖环裂严重，炉底炉缸异常侵蚀十分明显。经初步分析认为，热应力是引起炭砖产生环裂的主要因素，死铁层太浅，铁水环流剧烈是形成异常侵蚀的主要原因。     

济钢3座1750m~3高炉炉缸侵蚀情况对比分析

对济钢3座1 750 m~3高炉一代炉役炉缸侵蚀情况进行了分析,扒炉过程中对炭砖残存厚度或重点部位炭砖残存厚度进行了实际测量,结果表明,3座高炉侵蚀最严重的位置都在铁口方向,但3座高炉炉缸的侵蚀情况不同,最大区别在于,2~#、3~#高炉都有较严重的环裂,并且环裂位置基本相同。分析认为,环裂与炭砖材质关系不大,与设计结构有关。提出可否降低炉底冷却水流量而增加炉缸冷却水流量以延缓炉缸侧壁侵蚀速度及改进炉缸结构设计等进一步探讨的问题。     

动态渣铁对高炉炉缸陶瓷杯和炭砖的侵蚀

以高炉炉缸常见的2种陶瓷杯和2种高导热炭砖为例,模拟高炉炉缸渣铁流动环境,进行动态渣铁侵蚀试验。从试样的宏观形貌、侵蚀质量、微观结构等方面研究了渣铁对陶瓷杯和炭砖不同的侵蚀作用,对不同的侵蚀区域进行了划分和讨论。研究发现:炉缸砖衬不可避免地会受到直接接触的液态渣铁的侵蚀,对于陶瓷杯,在"渣铁侵蚀区"的侵蚀最为严重,而炭砖的侵蚀较为均匀,不存在"渣铁侵蚀区";试样转速由25r/min提高到50r/min,试样的侵蚀加重,可见渣铁的环流作用会加剧炉缸砖衬的侵蚀。为了抑制渣铁对炉缸砖衬的侵蚀,必须提高砖衬抗渣铁侵蚀能力,同时应维持合理的渣铁流动,减弱炉缸渣铁的环流作用。     

衡钢高炉炉缸炭砖侵蚀过快的原因浅析

衡钢1号高炉大修投产后不到2年,炉缸个别点温度最高上升到900℃左右,危及安全生产,被迫停炉中修。停炉后观察发现,炉缸炉底呈“象脚状”侵蚀,炉缸第1层炭砖侵蚀严重,最薄弱处炭砖残余厚度仅240mm,从残铁口扒渣门两边炉缸第7～9层炭砖中部可见明显的环裂缝。认为1号高炉炉缸炭砖侵蚀过快的原因主要是:(1)高冶炼强度操作,且炉缸直径偏小,致使炉缸铁水环流强;(2)炉缸炉底耐材部分指标不达标;(3)炭砖冷面与冷却壁之间的炭素捣打料层存在气隙;(4)Pb、Zn及碱金属等有害元素控制不力;(5)铁口深度合格率低。     

马钢2500m~3高炉炉底炉缸侵蚀模型的研究

针对马钢2500m~3高炉,利用有限元法、两点法及两者相结合的方法,开发了高炉炉底、炉缸侵蚀的数学模型,该模型可离线或在线监测高炉炉底、炉缸侵蚀状况。研究结果表明,高炉炉底、炉缸1150℃侵蚀线处于第七层碳砖的中部位置,形如“象脚“。因此,认为高炉炉底、炉缸侵蚀状况基本正常。     

高炉炉缸炭砖用后结构形态及分析

通过采用保护性的调查手段,实测了高炉炉缸炭砖用后的侵蚀轮廓,获得了残砖结构的宏观和微观形态,分析了其中的残留物。同时,结合国内外部分高炉炭砖用后调查资料后指出,用后大炭砖不再是物性单一的均质体,而是转变为多段在传热方向上具有不同物性的特征。以出铁口标高为基准,其上下区域砖衬工作面上的附着物不同,残留砖衬脆化层中的外来异物不同。并据此推断脆化层的形成机理,为建立炉缸炭砖侵蚀模型提供依据。     

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。     

杭钢3号高炉炉缸侵蚀状况调查

对已生产7年的杭钢3号高炉炉缸情况进行了调查，发现自焙碳砖炉缸已受到较大的不均匀侵蚀。分析认为，在高炉的一代炉役中必须十分重视护炉工作，自焙碳砖的收缩性和氯化性对高炉的进一步强化冶炼有一定的约束。     

高炉炭砖侵蚀机理分析

首钢迁钢2号高炉开炉2年后炉缸便发生水温差异常升高现象,长期被迫加钛护炉,控制冶炼强度。研究炭砖的侵蚀是探索炉缸侵蚀的关键。通过化学成分分析、SEM和EDS等手段,研究2号高炉炉缸炭砖异常侵蚀状态和机理。结果表明,13号风口下方象脚区炭砖主要受铁、钾、硫等侵蚀,其中铁的侵蚀深度最深;20号风口下方象脚区炭砖除受铁、钾和硫侵蚀外,受锌侵蚀也较为严重,但锌的侵蚀深度小于铁、钾和硫的侵蚀深度;出铁口区炭砖主要受锌和硫侵蚀,该区炭砖附近存在串气现象,炭砖表层有裂纹,裂纹处主要为锌和硫。炭砖芯部存在混料不均现象,其将导致碳砖随着炉缸温度和压力的变化而产生裂纹。     

鞍钢高炉炉缸炭砖的应用探讨

对鞍钢不同炉役阶段高炉炉缸炭砖选型、砌筑情况进行了阐述,分析了不同类型炭砖高炉炉内使用效果和侵蚀状况。从炉缸炭砖破损的状况来看,渗铁、铁水溶蚀及冲刷、裂纹现象、锌及碱金属侵蚀等,是鞍钢高炉炉缸炭砖破损的主要原因。依据鞍钢多座高炉成功的生产经验,认为合理选用炭砖型号、严格监管砌筑质量、控制有害元素入炉、减少炉况波动等,是延长炉缸炭砖使用寿命的关键。