高炉炉缸侵蚀特征及侵蚀原因探析

为了探析高炉炉缸侵蚀特征及其共性原因,基于京唐1号高炉和通才3号高炉的现场数据,分别计算了炉缸侧壁炭砖残余厚度和死料柱漂浮高度,明确了炉缸炭砖的侵蚀原因,证实了炉缸炭砖的侵蚀部位。结果表明,当死料柱透气性变差时,炉底温度逐渐降低,铁水环流加重,造成了耐火材料的异常侵蚀;由京唐1号高炉死料柱根部位置和炭砖侵蚀位置的关系,证实了死料柱根部对应炭砖易受到异常侵蚀,即铁口中心线下方1~3 m。由于死料柱物理状态和漂浮状态随生产参数和高炉状态的变化而变化,因此侵蚀部位也随之变化,故应稳定原燃料条件及生产参数,并建立死料柱漂浮高度和炭砖残余厚度的实时监测机制,从而保证高炉安全生产,实现高炉长寿。     

酒钢高炉炉渣熔化温度与流动性研究

为了研究二元碱度、MgO含量和Al_2O_3含量对酒钢高炉炉渣流动性及熔化温度的影响,以酒钢高炉炉渣为基础,运用Factsage热力学软件计算了不同组分炉渣的黏度和熔化温度。根据计算结果,分析了二元碱度、MgO含量和Al_2O_3含量对炉渣黏度和熔化温度的影响规律。结果表明,当前酒钢高炉炉渣化学稳定性良好。为使炉渣具有良好的流动性和熔化温度,酒钢高炉炉渣二元碱度应控制在1.05左右,MgO含量在8%~10%以上较为适宜,Al_2O_3含量应不超过10%。     

柳钢4号高炉侧壁温度升高与侵蚀状态分析

为了进一步明确柳钢4号高炉炉缸侧壁温度升高原因和炉缸侵蚀状态,通过对柳钢4号高炉炉缸结构设计、原燃料质量和生产参数进行调研分析,结合炉缸侧壁温度的变化规律和炭砖残厚的计算,分析了炉缸侧壁温度升高原因及侵蚀状态。结果表明,4号高炉炉缸冷却能力和炉缸侧壁温度监测仍有待加强;除侧壁炭砖侵蚀外,原燃料质量波动和冶炼强度增大等也是炉缸侧壁温度上升的重要原因;炉缸侵蚀最为严重的部位在铁口中心线以下1.9 m的位置,表现为“象脚”侵蚀。     

Al2O3对酒钢低铝渣黏度的影响及热力学分析

为进一步分析Al2O3含量对低铝渣黏度的影响,以酒钢高炉渣成分为基础,通过试验和FactSage热力学软件分别研究了不同Al2O3含量炉渣的黏度、液相线温度、活度和冷却结晶过程的物相变化。结果表明,在本试验的低铝渣范围内,随Al2O3含量增加,炉渣黏度增大,在1 450 ℃以上黏度低于0.45 Pa·s,炉渣流动性和稳定性良好。Al2O3活度随Al2O3含量的增加而增大,相反,SiO2活度降低也证明炉渣聚合度的增大。炉渣的冷却结晶过程则表明,在液相线温度以上时,炉渣黏度主要与炉渣结构的复杂程度有关;在液相线温度以下时,黏度受液相炉渣结构和固相颗粒含量的共同影响。     

基于钛矿护炉条件下的钛分配比分析

为进一步分析钛矿护炉条件下,渣铁成分及温度对钛分配比的影响规律,对国内某高炉的生产数据进行统计分析,并借助Fact Sage热力学软件的计算,建立钛分配比的计算模型。结果表明,钛分配比随炉渣碱度的增大而增大,随渣中Ti O2含量的升高而降低;钛分配比与铁水温度、硅含量和钛含量呈正相关性,与铁水硫含量呈负相关性。当入炉钛负荷增大时,为保证护炉效果,应适当提高炉渣碱度、增加铁水硅含量,同时控制铁水硫含量并维持较高的铁水温度。模型计算和现场数据计算的钛分配比随渣铁成分及温度的变化规律基本一致,且实际值约为模型计算值的1.7倍。在实际生产中,可依据钛分配比模型来控制和预测渣铁间的钛分配比。     

二元碱度与Al_2O_3对酒钢炉渣流动性的影响

为明确二元碱度和Al_2O_3对酒钢炉渣冶金性能的影响机理,基于酒钢高炉渣的实际成分,通过粘度实验研究了二元碱度和Al_2O_3对炉渣粘度及熔化性温度的影响。实验结果表明:炉渣粘度随着渣中二元碱度的增大而降低,随着渣中Al_2O_3含量的增加而增大;炉渣的熔化性温度则随着渣中二元碱度和Al_2O_3含量的增加均呈升高的趋势。为保证酒钢炉渣具有良好的流动性,炉渣的二元碱度可控制在1.05~1.10,Al_2O_3含量应控制在8.0%~12.0%。     

MgO对低铝渣流动性的影响机理及热力学分析

为了进一步明确MgO对低铝高炉渣流动性和熔化性的影响机理,以酒钢高炉渣成分为基础,通过黏度试验并结合FactSage热力学软件分别研究了不同MgO质量分数的炉渣黏度、熔化温度、液相区变化以及炉渣冷却过程的物相变化。结果表明,炉渣黏度和熔化性温度随MgO质量分数的增加而降低,MgO质量分数控制在8%左右,可满足酒钢炉渣流动性的要求;随着MgO质量分数的增加,熔化区间增大,炉渣液相区远离CaO区域,向SiO_2和Al_2O_3区域扩大;冷却过程中,MgO质量分数的增加,有利于黄长石的形成,从而抑制硅灰石和假硅灰的形成。1 350℃时炉渣流动性受炉渣结构聚合度和渣中固相质量分数的双重影响,1 400℃以上炉渣流动性主要与其结构有关。低铝渣熔化性温度主要由炉渣结构聚合度和渣中镁黄长石质量分数共同决定。     

柳钢4号高炉钛矿护炉效果及影响钛分配比的因素

结合柳钢4号高炉钛矿护炉实践,重点对炉缸侧壁温度上升的原因、钛矿护炉的效果,以及影响钛分配比的因素进行了分析。4号高炉炉缸侧壁温度上升的主要原因为炭砖侵蚀、原燃料质量波动,尤其是焦炭质量,以及炉内钛残留量减少等。采取钛矿护炉操作后,侧壁温度明显降低,温度上升势头得到有效控制。高炉钛分配比受渣铁成分和温度的影响较为明显,适当提高炉渣碱度和铁水温度、增大铁水硅含量及降低硫含量等有利于钛分配比的提高。     

Al_2O_3和MgO对炉渣热焓的影响及热力学分析

为了研究Al_2O_3和MgO对炉渣热焓、Al_2O_3和MgO活度及炉渣液相区的影响,以酒钢高炉炉渣成分为基础,通过Factsage热力学软件计算了不同组分炉渣的热焓、活度和液相区变化。结果表明,随着Al_2O_3和MgO含量的增大,炉渣热焓值均逐渐增大,Al_2O_3和MgO在炉渣液相中的活度也逐渐增大。炉渣液相区随着Al_2O_3和MgO含量的提高及温度的升高而扩大,根据炉渣实际成分,当Al_2O_3含量低于10%,适当降低碱度和MgO含量可扩大炉渣液相区,当Al_2O_3含量大于10%时,提高碱度和MgO含量有利于液相区的扩大。     

MnO对低镁含钛炉渣流动性及热力学性质的影响

为分析钛矿护炉及锰矿洗炉条件下MnO对炉渣黏度的影响,以低镁含钛炉渣为基础渣系,通过试验和Factsage计算分别研究了不同温度下MnO含量与炉渣黏度、熔化温度、活度等的变化关系。结果表明,在本试验条件下,炉渣黏度、开始熔化温度和完全熔化温度随MnO含量增大而降低,当MnO含量大于1.5%时,其对炉渣黏度降低的作用减弱。在炉渣冷却过程中,黄长石是最主要的析出相,并最先从渣中析出,增大炉渣中MnO含量利于增加液相含量,抑制熔点相对较高的物相形成,从而改善炉渣流动性。同时,随着MnO含量的增加,炉渣热焓增大,渣中固相含量和比热容以及液相炉渣结构等是影响炉渣热焓的主要因素。另外,液相炉渣中MnO和TiO_2的活度随MnO含量的增加呈现相反的变化趋势,MnO活度的增大与TiO_2活度的减小,也进一步反映出MnO具有简化炉渣结构的作用。