2012国外炉缸长寿研究

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高炉炉底炉缸侵蚀自动监测及预警系统-图文

高炉炉底炉缸侵蚀自动监测及预警系统-图文

高炉炉底炉缸侵蚀自动监测及预警系统-图文技术方案一、概述1.FE系统的作用及功能高炉长寿中的自动化主要包括以下5方面:1)各风口支管的热风流量检测;2)炉子冷却水系统监视;3)炉身砌体温度检测;4)风口热风量分布自动控制;5)炉缸炉底侵蚀监视。

其中炉缸炉底侵蚀监视是最能直接反映炉子的寿命。

我公司针对这一点,从俄罗斯引进了炉底炉缸侵蚀自动监测及预警系统(FE系统)。

下面我们主要介绍一下FE系统。

(1)FE 系统在高炉炼铁中的作用(2)FE系统的功能a.FE系统能够直观显示各切面炉底和炉缸耐火内衬侵蚀状态图;各温度点分布图;历史曲线图;统计图等。

b.FE系统能够自动不间断的对高炉炉底及炉缸的内衬实际温度分布进行自动检测记录和处理。

c.FE系统可直观的彩色显示当前及过去任意时刻(根据硬盘容量而定)的高炉不同切面的内衬表面温度实际分布。

d.FE系统对高炉炉缸、炉底可能烧穿的部位进行预报警,以便高炉车间采取正确和及时的措施,防止高炉炉底炉缸发生烧穿事件。

2.我公司FE系统的特点我公司研发的高炉炉底炉缸侵蚀自动监测及预警系统(以下简称“FE 系统”)是利用在高炉炉底炉缸的耐火砖内埋设的俄罗斯杰斯科技有限公司的专利产品——高炉专用温度传感器,来检测高炉炉底和炉缸内的温度分布情况,利用传热学原理,借助由该公司专业开发并有我公司及北京科技大学专业汉化升级的FE系统专用软件,通过计算机信息处理技术来确定高炉炉底炉缸的侵蚀状况的自动化系统。

FE系统软、硬件运行寿命大于现代高炉的一代炉龄。

俄罗斯杰斯科技有限公司座落在具有俄罗斯第一科技城著称的奥普宁斯克市。

杰斯公司一直致力于测温领域的研究,每年都为用户提供新型产品。

一部分是独一无二的,著作权已获得专利证书。

该公司开发的高炉炉底炉缸侵蚀自动监测及预警系统使工长能在线观察到炉内状况,能更好地操控高炉,避免事故的发生,使高炉实现安全、稳产、高产、低耗和长寿的目标,具有巨大的经济效益和良好的社会效益。

高炉炼铁长寿问题探讨

高炉炼铁长寿问题探讨
损 失 。所 以这 种 碳 砖 一 陶 瓷 杯 组 合 炉 衬 是 否完 全适用 当前的强冶炼条件需要继续观察 。 受条件限制 ,炉缸 炉底的砖衬侵蚀 后其 残余厚度无法监测和修 复,出现侵蚀后传 统
1 、前言
新建一座 大型高炉 或对一座大 型高炉进 行 改造 性大修,耗 资多达 上亿元 。因而高炉 使用寿命 直接关系到钢 铁工业的经 济效益。 随着世 界各 国钢铁 工业技术 的进步 ,高炉长 寿技术 已经取得 了显 著成果 ,工业 发达 的国 家的高炉寿命普遍能达 到 l O 一 1 5年 ,有的甚 至可 以达到 2 O年 。相比较而言,我 国高炉的 长 寿 水 平 与 国外 先进 水 平 还 有 一 定 的 差 距 。 以唐钢炼铁厂 为例, 白建设大 高炉 以来 ,没 有 一座高炉的寿命超过 l 0 年 从降低生产成
布置 2 ~3 个出铁 口。这类布置,虽然 可以节 约 开支。但是对高炉冶炼及 寿命均有不利影
响 。 高炉 不 能 完 全 出净 渣 铁 , 留 在 炉 内的 炉 渣 ,靠近铁 口的一侧 ,渣面接近 铁 口水平 。 而 远 离铁 口的 一 侧渣 面 较 高 。 如 果 铁 口布 置 在 同一侧 ,炉 内的炉渣分布必 然不均匀 。当 炉 况不太正常 ,特别是 炉温低时, 由于炉渣 粘稠 ,从滴落带下 降的铁 滴,穿过渣层 的速 度 不同必然影响到炉料均 匀下降及煤气流均 匀 分布, 由此导致局部 方向煤气流发展 。过 分发展的煤气流形成高炉 “ 管道行程 ” ,从而 破坏炉衬 的完整性,影响高炉寿命 。
本 以及推动炼 铁技术进步两方面 来讲,如何 采 取有效手段 ,延长高炉使用寿命 还需要我 国炼铁工作者不断去探 索和研 究。
2 、影响高炉长寿 的主要因素
高 炉 的 长 寿 不仅 仅 是 高 炉 本 体 长 寿 ,还 包括生产主体 和辅助系统 的整 体长寿 ,任何 个环节 出现严重破损 ,都会影响高炉寿命 。 高炉能否长寿 主要取决于 以下因素的综讨

炉缸侵蚀预测模型讲座

炉缸侵蚀预测模型讲座

16
新钢7BF 600
2002.2.6
17
新钢6BF 600
2003.3.3
18
马钢4BF 300
2003.11.5
19
通钢2BF 314
2004.4.3
20
洛钢1BF 380
2007.7.8
21
圣戈班8BF
2006.7.31
烧穿部位
处理
备注
铁口下450㎜处
休风131h
炉缸烧穿
临时修补
挺到年底大修
同涟钢4BF
2 炉缸炉底温度场模拟计算
研究问题
• 炉缸炉底传热仿真
– 炉缸冷却结构设计 – 炉缸炉底耐材的选择 – 炉缸不同部位耐材的选择
• 炉缸炉底侵蚀状况仿真
– 使现场工作人员了解炉缸炉底侵蚀状况 – 指导操作人员进行维护
中心思想:利用热电偶测量温度和热负荷监测值,根 据砖衬的物性参数和冷却条件,反推剩余砖衬厚度;
中修( 83.11.8完)
88.2.18第3次 烧穿
6
涟钢4BF 300
1989.9.13
7
天津铁厂 300
1991.11
5BF
8
威钢2BF 185
1987.5.22
渣铁水30多吨 炉底中心 铁口下方
休风12天
紧急修理 15h30'
9
唐钢3BF 100
1993.8.11
炉底中心
10
多法斯科 1576
左侧为一般的高炉砌砖情况 右侧为炉衬被侵蚀的一般情况
炉缸、炉底烧穿举例
高炉 容积 开炉时间 烧穿时间
烧穿部位及修复措施
S厂 1BF 2500
C厂BF Y厂2BF

炉缸长寿的希望在于炭砖质量的突破吴启常资料

炉缸长寿的希望在于炭砖质量的突破吴启常资料

炉缸长寿的希望在于炭砖质量的突破1. 对于炉缸破损机理的认识在教科书和文献资料中都可以查阅到有关引起炉缸破损的原因分析,但这些原因中,那一个是罪魁祸首?很少给出明确的答案。

考察国内外高炉砖衬的损坏情况发现,它们都具有如下特征(见图1):1)炉缸部位的损坏都存在“象脚型”侵蚀区;2)“象脚型”侵蚀区在圆周方向上,侵蚀状况严重不均,越靠近铁口,侵蚀越严重;3)炉缸烧穿的部位差不多都在铁口附近下方1.5~2.0m处。

A B C图1 炉缸烧穿高炉的砖衬状况这一事实表明,现代造成炉缸烧穿的罪魁祸首是液态渣铁流动的机械冲刷。

为了减少铁水环流对于炉缸侧壁的机械冲刷,加深死铁层的深度是必要的。

但它只能缓解这一矛盾,不能根本消除它的影响。

基于这样的认识,我们认为为了延长高炉炉缸寿命,远离炉缸烧穿,在合理的炉缸结构的前提下,应该研究以下三个主要因素:①炉缸冷却;②铁口的出铁强度;③耐火材料质量。

炭砖与冷却之间的关系可以拿唇齿相依来比喻。

任何人不能在炉缸完全失去砖衬的情况下维持高炉操作。

在炉缸没有炭砖的情况下,冷却壁直接与炉缸内活跃铁水流接触,所承受的热流强度是极高的。

目前,高炉所使用的任何形式冷却壁都经不起这样高的热流强度袭击。

另一方面,如果没有良好的冷却,即使使用顶级炭砖,也不可能维持高炉炉缸长期稳定的工作。

加强炉缸冷却,不仅是为了保护冷却设备不被烧坏,主要是为了将1150℃等温线尽可能推往炉内,以保证炭砖热面形成渣铁凝固层。

2. 关于炉缸冷却的问题高炉炉缸冷却的目的是为了将炭砖内的1150℃等温线尽可能推向炉内,以保证炭砖热面形成渣铁凝固层。

冷却对于保护炉缸所起的作用在整个炉役期内是不一样的。

炭砖的残余厚度越小,冷却所起的作用就越大。

在高炉设计中,必须保证炉缸具有良好的冷却,这是没有异议的。

但何谓良好的冷却?业内人士的看法是不太一致的。

这些看法上的差异,大体归纳如下:2.1冷却系统20年来,我国高炉推广应用了软水密闭循环冷却系统。

浅析高炉长寿技术

浅析高炉长寿技术

3 高炉 的 日常操作及炉体温度的检测
高炉 日常操作过程 中应保证炉况稳定顺 行 . 煤 气流分布合 理 。选 择合理冷却制度 . 严格监测炉体各部位的温度。 3 . 1 高炉 的 日常操作 在操作 上采 取吹透 中心 . 适 当发展 中心气 流的送 风制度 . 避 免边 缘气流过分发展 , 这样还可 以起到提高煤气 利用率 , 降低焦 比的作 用 。 当然要求原燃料 的质量要好 , 尤其 是焦炭 的 M 应 达到 8 0 %以上 . M 应小 于 8 %。 操作 中尤其要避免炉温的剧烈波动 , 这样很容易使 已形成 的渣皮脱落 . 砖衬一直侵蚀到冷却壁 。 最终导致炉体烧 穿事故 。 将大幅 度 降低高炉 的使用寿命 尽量使用成分和性能稳定的原燃料 。 日常操作 过程 中要把 炉况的 波 动控制 在炉温的向凉或 向热 阶段 , 避免崩料 、 悬 料等失常炉况 的发 生. 更要 避免坐料操作 . 这将对 炉腹 处 的渣皮 和砖衬 产生破坏性 的影 响。发现炉墙结厚时要用锰矿进行洗 炉 , 炉体砖衬侵蚀严重时要用含 钛 的原料进行护炉 炉前操作应维 护好 铁 I : 1 . 好铁 口 是 顺利 出铁 的保证 , 如果铁 口向 上 串风 。 会严重损坏炉缸出砖衬 , 甚至损坏冷却壁 , 将降低高炉 的使用 寿命 。所 以铁 口维护要控制好炮 泥的质量 , 控制好铁 口的深度 。 3 . 2 炉体温度的监测 选择适宜 的冷却制度 . 严格控制冷 却设备 的进 出水 量、 水温和水 温差 。 定期进行冷却设备的清洗 , 既可加强冷却 , 又可延长冷却设备及 砖衬 的使用寿命 严格监测 炉体的温度 . 发现异常及时检查原 因并进 行处理 . 可 以避免炉体烧穿事故的发 生。
【 摘 要】 高炉 长寿工作应从建造一座 高炉开始 , 包括高炉的设计 、 材料 的质 量、 施工的质量及进度 , 到 开炉前 的烘 炉操 作 , 开炉操作 , 开炉

210978905_高炉炉缸炉底侵蚀模型的应用

210978905_高炉炉缸炉底侵蚀模型的应用

管理及其他M anagement and other 高炉炉缸炉底侵蚀模型的应用姚 萍摘要:高炉寿命的长短主要决定于高炉炉缸、炉底。

如果炉缸、炉底严重侵蚀没有及时发现,容易导致烧穿等重大事故,针对新钢两座2500M3高炉炉缸、炉底侵蚀状况,通过利用热电偶及冷却设备数据监测炉缸炉底侵蚀监测模型,提供了高炉炉缸、炉底的侵蚀程度与注意事项。

本论文详细阐述了本技术的具体实施方案、思路及其功能的实现。

关键词:高炉;炉缸炉底;侵蚀模型;应用新钢两座2500M3高炉自2009年开炉投产以来,已安全运行约10年,目前处于炉役中后期。

由于高炉设计时,炉缸侧壁,尤其是象脚侵蚀区域热电偶预埋偏少,导致形成较大的监控盲区。

高炉炉缸第六层、第七层、第九层、第十一层、第十二层碳砖采用德国西格里碳砖。

炉底封板上下两层热电偶,炉底碳砖内预埋三层热电偶,炉缸环砌碳砖内预埋5层热电偶,热电偶分8个角度监测炉缸炉底耐材安全,合计安装106个热电偶监测点。

高炉安全运行至今超过10年,已进入高炉服役中后期,炉缸炉底耐材内预埋的热电偶数据完好率超过90%,炉缸炉底内耐材及热电偶保护完好,可以继续使用。

1 高炉目前炉缸、炉底侵蚀状况高炉炉缸炉底侧壁冷却采用密闭循环水方式,单块冷却壁水管采用四进四出方式,冷却水支管没有安装温度和流量监测点,不能测算单块冷却壁的热流强度数据。

两座高炉每层冷却壁分别有176根冷却水管,但炉缸、炉底1层~4层冷却壁只有8个水温差在线检测点,其余均靠人工手动检测,这种方法既不及时,又不连续,不容易看到规律和进行数据对比,且工人劳动强度高,误差大,无法真实反映热流强度变化,容易造成生产事故影响高炉寿命,且作业区煤气较大,存在较高的安全风险。

2500M3高炉铁口附近均有个别点的温度一直居高不下,受到现有检测手段的限制,无法得到及时监控和采取相应防范措施,不能满足高炉20年长寿目标的需要。

此外受限于现有单一的监测手段和缺乏对热电偶的数据进行实时的采集和存储,单纯的依靠现有条件无法建立起炉缸、炉底的侵蚀模型。

浅析高炉长寿的主要因素和发展趋势

浅析高炉长寿的主要因素和发展趋势

浅析高炉长寿的主要因素和发展趋势王祺刘洋(山东省冶金设计院股份有限公司,山东济南250101)工程技术(摘要】本文从高炉长寿的必要姓出发,分析了国内外高炉寿命的现取和影响高炉长孝的主要因素,提出了现代高炉长寿技术发最的最新趋势。

综合应用多种技术是实现高炉长寿的保障,也是实现我国钢铁工业可持续发展的重要途径。

鹾键阋]高炉;长寿;炉型;铜冷却壁;耐火材料我国粗钢产量的80%以上来自长高炉—转炉长流程,高炉工序在我国钢铁工业中占有极为重要的地位。

高炉能否长寿不仅对于钢铁企业的正常生产秩序和企业总体经济效益影响巨大,而目从长远来看,以减少资源和能源消耗、减轻地球环境负荷为目标的高炉长寿工艺是钢铁工业走向可持续发展的—个重要措就各国为了尽量延长高炉寿命,从设计、施工、操作和维护等方面开发了许多新技术和新工艺,取得了显著的效果。

国外先进高炉—代炉役(无中修)寿命可达十五年以上,日本川崎公司千叶6高炉●4500m3)和水岛2、4高炉都取得了20年以上的实绩。

我国高炉长寿的目标之一应该是高炉—代寿命(不中修)在20年以上,但我国高炉实际寿命寓此还有相当差距,国外高炉也还未达到这个目标。

表1和表2分另眄0举了国内外部分高炉的寿命指标。

表1国内部分2000一以E高炉寿命嘴标妒孪,股役时一代产单位炉客产铁一代利用予厂名妒号炉役铁总量敬一闻鱼水吖々/w t‘I m-3d-I)武锕5号3200】P9l10.2011765156335509211097l950宝锕1号4.O∞198509-1996“105532297079492.060宝钢]号40631P9l06.2006D9151747I800l I^12l2097宝碉3号4350994091420统计至2008年底髂钢l0导25801995O]1380同上首钒1弓25拍994081430同上表2国小鞋§驮型高炉晦萌翁指标黼服役时一化产一代利用幂厂名炉号炉役铣总量单位妒窖产铣歉一间h mnr≈M(t m.3雪1)夫分2号5N5198812.2004021522621328j l I6263l3千叶6导450019770719980320756023003395】77仓数2号】8571979D3200308M4244570015600175阳光1号380019盯04200203lj0043180001l3l6207阳光2号3800l98897.2005031667515L0013555223霍芰文6号2673l98620口2600弘00邮I?696217韩瞬鼹9号2132I Ps g.2006180032800015D BD228 1影响高炉长寿的主要因素I.I高炉炉型的设计目前,高炉内型的设计发展的总趋势是向矮胖型高炉发展,加深死铁层深度,陇目蒎铁水环流对|I卢缸内衬的冲刷侵蚀:适当加大炉缸高度和炉缸直径,可以满足高炉大喷煤操作和高效化生产的要求;降低炉腹角、炉身角和高径比,可使炉腹煤司顺畅上升,改善料柱的透气性,稳定炉料和煤气流的合理分布,抑制高温煤气流对炉腹至炉身外部的热冲击,减轻炉料对内衬和冷却器的机械磨损。

长寿高炉铜冷却壁

长寿高炉铜冷却壁
我国生产的纯铜板,按GB5231—85的TU2牌号,无氧铜(杂质总含量≤0.05%)是可满足铜壁制造的。 主要是它的P<0.03%,在240"(2时导热系数达到370W/m·K以上。至于更高标准如TUl(杂质<0.03 9b)
107
高炉内气流温度.℃
一.一无渣皮时带走的热量
一▲一有渣皮时带走的热帚
(上接第105页)
5结论
由于材料性能与结构上的不同,铜冷却壁与铸铁冷却壁在安装及灌浆技术上有很大区别,前者为悬挂式 安装,必须留足膨胀缝,只能采用低压灌浆;后者为砌筑式安装,可以使用高压灌浆技术。
LTV钢铁公司H一4高炉安装铜冷却壁后,操作初期的效果比预期的好,铜冷却壁显示出更低、更稳定 的温度,因此预计铜冷却壁可达到12~15年寿命。西德玛钢铁公司B高炉中修时安装了铜冷却壁后更好地 控制了热负荷,铜冷却壁的安装有利于优化过程控制,并进一步提高生产率。2家公司的经验表明铜冷却壁 的优点是导热率很高,可以迅速并稳定地形成渣皮保护冷却壁,减少破损及热损失,避免在冷却壁壁体上局 部形成热点。但是铜冷却壁的使用应该与改进炉料质量、精心操作、仔细控制气流分布相结合,应充分发挥 高炉控制模型、布料模型的优势,并建立完整的高炉计量检测设备才能充分发挥铜冷却壁的优点,从而实现 一代炉龄15--20年的目标。
FUNNACE CARMPAIGN LIFE
YANG Tianjun CHENG Susen (University of Science and Technology Beijing)
WU Qichang (Beiiing Central Engineering and Research Incorporation of Iron and Steel Industry)

高炉长寿的影响因素及措施-2

高炉长寿的影响因素及措施-2

高炉长寿的影响因素及措施1. 影响炉身寿命的主要因素1) 耐火材料砖衬优良耐火材料是长寿的基础。

除了具有高的抗炉料的机械磨损外,抗碱金属、锌和炉渣的侵蚀以及抗炉内附着物脱落的热震是炉身竞争耐材必须具备的基本品质。

2) 生产操作控制高炉生产的稳定顺行对高炉长寿至关重要。

首先必须强调顺行,平稳的炉料下降,稳定的气流分布,最大限度地减少高炉的休减风。

热负荷适度应以不发生周期性炉墙附着物生成脱落为限度。

3) 炉料结构及条件一般认为不同的炉料结构煤气流分布特征不同,高球团生产的边缘气流难以抑制,长期高热负荷运行对砖衬不利;炉料的冶金性质也是高炉长寿的一个重要组成部分;炉料给高炉带入有害元素,碱金属使砖衬渣化而蚀损;金属锌在炉内蒸发后再与CO 作用,被氧化而脆化砖衬。

2. 影响炉缸寿命的主要因素1) 应力的作用由于高炉间隔出铁及铁口间的交替工作,同一位置铁水的流量随时间变化,这就使炉缸砖衬中产生巨大的热应力,在热应力的作用下,产生与热流方向垂直的环状裂纹。

这种裂纹阻滞了热量的传递,导致砖层内侧的温度上升,变质劣化而最终剥离母体,这是炉寿命的最大威胁。

2) 操作参数高炉风口的鼓风状况。

当煤气流一次分布不能充分深入炉心时,煤气流会过多地偏炉墙侧上升,这使中心死料柱中焦炭不能得到及时置换,炉缸中心焦炭透液性恶化,产生环流。

环流的增强给炉缸侧壁砖衬负担加重。

3) 焦炭的作用焦炭的骨架作用在炉缸内尤为重要,这取决于焦炭的反应后强度(CSR),当焦炭下降至风口水平,CSR高使炉缸具有很好的透液性。

尤其是高炉增大喷煤后,风口前消耗的焦炭减少,焦炭在风口平面停留的时间增长,必须增强焦炭的强度。

3. 生产操作基本对策思路1) 炉体冷却强化在炉龄的中后期加大冷却水量以稳定冷却器前端的附着物,实现稳定操作炉型。

2) 以保护炉缸侧壁为主的炉缸监控加强炉缸侧壁的监控,通过灌浆消除铁口区域可能存在的煤气通道,改善铁口煤气火状况。

3) 上下部的总体考虑对高炉炉身、炉缸两部分的破损进程应有手段加以控制。

目前高炉设计及操作问题探讨

目前高炉设计及操作问题探讨

目前高炉设计及操作问题探讨程树森1李洋龙1高建民2高雪生3程子建1,2(1.北京科技大学冶金与生态工程学院 2.酒泉钢铁公司3.首钢长治钢铁公司)摘要我国2012年全年生铁产量已超过6亿吨,炼铁设计及操作技术及水平日臻成熟。

本文结合作者的研究及实践,就目前高炉设计及操作涉及的技术问题,谈一些看法。

包括:(1)长寿高炉设计过程中炭砖及陶瓷杯的选择及烘炉;(2)炉缸炉底1150℃等温线的意义;(3)炉缸死铁层的深度;(4)高炉设计的铁口布置问题;(5)碱侵蚀炭砖的“脆化线”问题;(6)高炉铜冷却壁损坏问题;(7)高炉操作过程的“脱碱”问题;(8)大高炉操作的核心问题(包括高炉气象学);(9)高炉布料过程档位的选择及角差问题;(10)高炉长风口与斜风口使用问题。

关键词高炉炉缸炉底1 前言高炉存在有上百年历史,随着科学技术的发展,特别是随着流体力学、传热学、传质学、燃烧学及物理化学的发展,人们对高炉内部流动、传热、传质及化学反应的认识越加深刻。

高炉的寿命和效率不断得到提高,在市场竞争充分发展的今天,从高炉的设计、选材、砌筑、烘炉及操作等方面更深层次问题正在被不断提出和讨论,这些讨论和研究对提高我国炼铁设计及操作水平、提高我国钢铁产业竞争力、丰富炼铁学科有重要意义。

本文就目前高炉设计及操作过程中存在的一些问题谈谈陋见,供有识之士批评指正。

2 下部操作存在的问题(1)大高炉操作的核心之一就是保证整个炉缸的热量充沛炉缸的活跃性实质上是指高炉整个炉缸热量充沛、焦炭粒度及焦堆空隙度适度,该热量及焦堆空隙度能够保证渣水、铁水及煤气流动顺畅。

如图1所示为高炉内部料层分布及回旋区局部图。

对于大型高炉,高炉炉缸边缘布置几十个风口,高炉回旋区长度约1米到2米之间,一般说来炉缸边缘的活跃性是没有问题的,离燃烧带中心越远的地方温度将会越低,因此,高炉炉缸中心温度有可能是最低的。

高炉炉缸直径分别为5米,10米,15米的炉缸,其风口回旋区长度大约为1米,1.5米,2米。

450m3高炉炉缸侵蚀分析

450m3高炉炉缸侵蚀分析

450m3高炉炉缸侵蚀分析郑东帅( 北满特殊钢有限责任公司 161041 )摘要:国内高炉长寿近年不断提高,出现了一批寿命高达15年以上的长寿高炉,国外有的高炉寿命甚至超过25年。

高炉一代炉役不中修连续生产20年,单位炉容产铁15000t以上,应成为我国大中型高炉长寿的目标[1]。

近年来,随着高炉上燃料条件改善,铜冷却壁,软水密闭循环等先进冷却而技术的应用,以及耐火材料的进步,高炉炉腹以上冷却壁寿命大幅度提高,值得重视的是,迄今我国有些高炉炉缸、炉底寿命还存在不少问题,炉缸、炉底烧穿事故时有发生,仅在2010年8月,国内就有2座1250m3高炉、1座2500m3高炉发生炉缸烧穿事故,2012年3月~2012年10月短短7个月至少有3座450m3高炉、1座750m3,1000m3以上高炉烧穿以及即将烧穿紧急停产护炉大修高炉不少于5座以上,仅此高炉进入了高频率大修中,且造成重大损失,因此要很好的分析高炉炉缸、炉底烧穿原因,从中吸取经验教训,不断改进创新,增强监测手段,进一步提高炉缸、炉底寿命,并提高预防、应变、处理此类事故的能力!Abstract:Domestic blast furnace longevity in recent years, the emergence of a number of life expectancy of 15 years or more of the long life of blast furnace, foreign country has a blast furnace life even more than 25 years. In the furnace, the furnace of a furnace for 20 years of continuous production, the unit furnace capacity of more than 15000t, should be the goal of China's large and medium blast furnace [1]. In recent years, with the improvement of fuel condition of blast furnace, copper cooling wall, closed loop soft water cooling and other advanced technology, and the progress of refractory materials, above the bosh cooling wall and greatly improving the service life, it is worth paying attention to, so far in China, some blast furnace hearth furnace bottom life there are a lot of problems, hearth, furnace bottom burn accidents have occurred, only in August 2010, China had 2 seat, 1 seat 2500m3 1250m3 blast furnace blast furnace hearth burning accident occurred in March 2012, ~2012 in October just 7 months at least 3 450m3 blast furnace, 1 750m31000m3 above the blast furnace burning through and will burn furnace blast furnace overhaul emergency shutdown of not less than 5 above, only the high frequency into blast furnace overhaul, and caused heavy losses, so be a good analysis of blast furnace hearth, furnace burning through reason, learn from the experience, andconstantly improve the innovation, enhance the monitoring means, to further improve the life of bottom and hearth,, improve the ability of prevention, strain, processing accident!引言:我国炼铁行业一贯十分重视高炉炉缸、炉底寿命,这可追溯到上世界的60年代。

高炉炉缸的监控和管理

高炉炉缸的监控和管理

高炉炉缸的监控和管理作者:余荣君来源:《城市建设理论研究》2013年第28期【摘要】高炉炉缸是高炉长寿的限制性环节,对于大型、巨型高炉而言,延长高炉炉缸的寿命从而达到高炉长寿显得更加迫切和需要。

本文首先从加强高炉炉缸的监控与检测来延长高炉的使用寿命,接着从加强高炉炉缸技术管理的角度研究延长高炉的使用寿命,供业内人士参考。

【关键词】高炉炉缸;监控;检测;技术管理中图分类号: TF54 文献标识码: A随着我国经济的快速发展,基础设施的建设拉动了原材料的生产和供给,钢铁工业作为我国的基础支柱产业,其地位非常重要。

在钢铁冶炼行业中,由于大型高炉相比小型高炉具有明显的产能优势,高炉炼铁不断向大型化发展,在需要先进、高效设备的同时,高炉操作的难度也相应增加,实现大型、巨型高炉稳定顺行、长寿高效一直是炼铁研究者关注的重点。

而高炉炉缸是高炉长寿的限制性环节,对于大型、巨型高炉而言,延长高炉炉缸的寿命从而达到高炉长寿显得更加迫切和需要。

高炉炉缸要求必须更为严格,投产后对高炉炉缸的操作与监控也需要密切的关注与控制。

因此,本文在前人研究的基础上,分别从高炉炉缸的检测和监控到技术管理等方面阐述高炉炉缸长寿的实现。

1 高炉炉缸的监控与检测炉缸作为影响高炉使用寿命的关键环节,由于在生产过程中对炉缸难以进行修复,因此炉缸的寿命直接决定了高炉炉役的长短。

国外一项研究发现,在高炉“无壳”操作期间,高炉炉缸的侵蚀性磨损最为严重并且最为迅速。

开始发生化学磨损的温度大约为450℃,主要是通过碳沉积而产生的。

炉缸内部状况很难直接观测,因此,必须专门设计一个监控和管理炉缸的系统来探测上述现象,而主要的监测手段是通过插入炉缸不同深度、不同高度、不同角度的热电偶温度变化,进而对炉缸的温度场分布、渣铁壳的形成、砖衬的侵蚀形态以及炉缸活跃性做出判断。

炉缸内状态变化的监控系统可能包含多达200-250个热电偶,为此,研究者提出了高炉炉缸侵蚀诊断模型,通过实时采集、监测热电偶温度,结合炉缸侵蚀模型,推断炉缸残衬厚度,为高炉炉缸的安全生产提供一定的指导依据。

试论高炉炉缸陶瓷杯结构形式与寿命的关系

试论高炉炉缸陶瓷杯结构形式与寿命的关系

CISD1钢铁技朮/御铁匚程/能源环保/槨能制适/产««/试论高炉炉缸陶瓷杯结构形式与寿命的关系伍积明1,张涛-贾娟鱼',赵运建2(1.中冶赛迪工程技术股份有限公司,重庆,401122:2.中冶赛迪技术研究中心有限公司,重庆,401122)摘要:高炉炉缸陶瓷杯从结构形式上可分为独立式与块入式,通过分析比较其特征和优缺点、,以及在国内外高炉上实际使用的结果,可以肯定的是,在相同可比条件下,坯入式陶瓷杯结构比独立式陶瓷杯结构可以使炉缸更加安全和长寿。

关键词:高炉;炉缸;陶瓷杯;寿命高炉炉缸采用陶瓷杯,目的是充分利用陶瓷材料抗铁水侵蚀的特性,尽可能长时间的保护炭砖,以延长炉缸寿命。

从陶瓷杯的结构形式来区分,可分为独立式与按入式。

从材质上区分,可分为莫来石、刚玉莫来石。

从气孔大小区分,可分为微孔与非微孔。

从砖块制造上区分,可分为预制块、整体浇注、小块高温烧成。

陶瓷杯的结构形式、材质和制造方法,对陶瓷杯的寿命有很大的影响。

要使高炉炉缸寿命达到15年以上,就必须充分了解这些关键特性。

本文着重从结构形式上比较了其各自优缺点和实际使用效果。

1•独立式和瑛入式陶瓷杯的结构特征独立式陶瓷杯结构,是指陶瓷杯的杯壁与炭砖之间有相当大的缝隙,杯壁最上部没有炭砖压盖,完全独立于炉内的墙体结构。

独立式陶瓷杯的杯壁砖通缝的冷面一般与炉缸内型线平齐,而杯壁砖的热面一般完全在炉缸内容积之中,占用了较大的炉缸容积。

独立式陶瓷杯的最大特征就是陶瓷壁与炭砖之间有很大的(一般在30—100mm)通缝和杯壁独立于炉缸容积中。

2钢铁工程I2019年第2期表1三輕张力单元提供张力计算表序号因素独立式陶瓷杯瑛入式陶瓷杯1炉缸直径减少大,0.9m左右无或很少(小于0.4m)2炉缸断面积减少大,减少12%以上0或3%以下3膨胀对炭砖砌体的影响竖向上炉墙垂直独立炉内无影响,径向上有向外挤压影响。

从设计上解决。

竖向上设置大的膨胀缝,径向±6mm—10mm碳素胶泥,整体影响小4炉缸内型线界面炭砖与陶瓷壁间隙大,30—80mm无,在炭砖内的陶瓷壁砌砖缝6mm左右。

1高炉长寿技术

1高炉长寿技术
4
5
三 国内高炉炉龄情况
6
四 影响高炉寿命的因素
(1)高炉长寿的影响因素 高炉能否长寿主要取决于以下因素的综合效
果:一是高炉大修设计或新建时采用的长寿技术, 如合理的炉型、优良的设备制造质量、高效的冷 却系统、优质的耐火材料。二是良好的施工水平。 三是稳定的高炉操作工艺管理和优质的原燃料条 件。四是有效的炉体维护技术。这四者缺一不可, 但第一项是高炉能否实现长寿的基础和根本,是 高炉长寿的“先天因素”。如果这种“先天因素” 不好,要想通过改善高炉操作和炉体维护技术等 措施来获得长寿,将变得十分困难,而且还要以 投入巨大的维护资金和损失产量为代价。
15
铜冷却壁。在此区域应用铜冷却壁能满足快速形 成稳定渣皮的要求。铜冷却壁导热性好、冷却强 度大,在冷却水量足够并稳定的条件下,工作时 冷却壁体温度均匀,表面工作温度一般在40℃以 下,并且能在其热面形成非常稳定的渣皮。即使 高炉操作过程中发生渣皮脱落,也能在短时间 (15min)内形成新渣皮。铜冷却壁一般不必外砌 耐火砖,仅需在开炉前喷涂一层抗磨损的耐火喷 涂料,其工程造价与采用铜冷却板相当。自20世 纪90年代初以来,世界上已有50多座高炉采用了 铜冷却壁,尚未发现有一根水管烧坏。铜冷却壁 是迄今为止最彻底地贯彻自我造衬、自我保护设 计理念的无过热冷却设备。我国近年来新建或大 16 修的高炉绝大多数都采用这种方式。
一 高炉长寿技术的内涵
新建一座大型高炉或对一座大型高炉进行改 造性大修, 投资多达十几亿元甚至几十亿元, 因此 国内外高炉工作者对高炉长寿问题特别重视。
高炉为什么要长寿?初看是一个老生常谈的 问题。如果进一步思考,人们似乎对这个问题的 认识并不一致。
从长远观点看高炉长寿应当是钢铁工业走向 可持续发展的一项重要措施,以减少资源和能源 消耗、减轻地球环境负荷为目标。在这一点上容 易取得共识,而对达到什么程度的高炉才能算长 寿,钢铁界的认识并不一致。

高炉长寿

高炉长寿

高炉用耐火材料的选择
高炉砌体的设计应根据炉容和冷却结构, 高炉砌体的设计应根据炉容和冷却结构,以 及各部位的工作条件选用优质耐火材料。 及各部位的工作条件选用优质耐火材料。耐 火材料质量的选择和砌筑质量对高炉寿命有 极大的影响。不同容积的高炉和高炉不同部 极大的影响。 位要选用不同的耐火材料。提高炉缸、 位要选用不同的耐火材料。提高炉缸、炉底 和炉身中、 和炉身中、下部砌体质量是延长高炉寿命的 重要条件。 重要条件。在购买耐火材料时不但要有冷性 还要有热性能,以及使用寿命的保证 能,还要有热性能 以及使用寿命的保证 还要有热性能 以及使用寿命的保证.
炉身上部
炉身上部砖衬要受到炉料下降的冲击和磨损,还要 炉身上部砖衬要受到炉料下降的冲击和磨损, 受到煤气流上升时的冲刷,同时还有碱金属、 受到煤气流上升时的冲刷,同时还有碱金属、锌蒸 汽和沉积碳的侵蚀等。为此, 汽和沉积碳的侵蚀等。为此,该部位选择高致密度 的黏土砖或磷酸黏土砖或高铝砖。 的黏土砖或磷酸黏土砖或高铝砖。炉身上部宜采用 镶砖冷却壁。 镶砖冷却壁。 该部位要用球墨铸铁冷却壁代替支梁或水箱, 该部位要用球墨铸铁冷却壁代替支梁或水箱,可明 显改善这一区域的冷却条件, 显改善这一区域的冷却条件,可以较好地维护好该 部分炉型,达到延长高炉长寿的目的。 部分炉型,达到延长高炉长寿的目的。
认真贯彻《高炉炼铁工艺设计规范》 认真贯彻《高炉炼铁工艺设计规范》
2008年7月国家建设部和质量监督检验检疫总局联合公布《高炉炼铁工 年 月国家建设部和质量监督检验检疫总局联合公布《 月国家建设部和质量监督检验检疫总局联合公布 艺设计规范》 艺设计规范》,GB50427-2008。该规范共有 章,主要内容有:总则、 。该规范共有16章 主要内容有:总则、 术语、基本规定,原料、燃料和技术指标,能源和资源利用,矿槽、 术语、基本规定,原料、燃料和技术指标,能源和资源利用,矿槽、焦 槽及上料系统,炉顶、炉体、风口平台及出铁场, 槽及上料系统,炉顶、炉体、风口平台及出铁场,高炉炉渣处理及其利 热风炉、高炉煤气清洗及煤气余压发电,喷吹煤粉及富氧自动化, 用,热风炉、高炉煤气清洗及煤气余压发电,喷吹煤粉及富氧自动化, 环境保护,节约用水。其中有不少内容是与高炉实现长寿有关, 环境保护,节约用水。其中有不少内容是与高炉实现长寿有关,是充分 体现出注重整体的高炉长寿优化设计,进行全方位的改进, 体现出注重整体的高炉长寿优化设计,进行全方位的改进,实行综合治 高效冷却设备与优质耐火炉衬的有效匹配, 理,高效冷却设备与优质耐火炉衬的有效匹配,确保高炉各部位的同步 长寿;使用质量稳定的优质原燃料,保证高炉生产稳定顺行; 长寿;使用质量稳定的优质原燃料,保证高炉生产稳定顺行;在降低炼 铁燃料比的前提下取得高产; 铁燃料比的前提下取得高产;采用有效的监测和维护手段是实现高炉长 寿的重要保证。 寿的重要保证。 高炉炉型设计的合理性,是实现高产优质、低耗、 高炉炉型设计的合理性,是实现高产优质、低耗、长寿和环保的重要条 件。合理的炉型的选择原则是要求炉型能够很好的适应于炉料的顺利下 降和煤气流均匀稳定地上升运动。在高炉生产过程中炉型是在不断变化。 降和煤气流均匀稳定地上升运动。在高炉生产过程中炉型是在不断变化。 开炉时的炉型就是设计时的炉型。在高炉投产后,经过一段时间, 开炉时的炉型就是设计时的炉型。在高炉投产后,经过一段时间,炉墙 的不同部位会受到不同程度的炉料冲刷,化学腐蚀, 的不同部位会受到不同程度的炉料冲刷,化学腐蚀,特别是软熔带区域 的炉墙会受到高温、热应力、渣铁的化学浸蚀。在一定生产条件下, 的炉墙会受到高温、热应力、渣铁的化学浸蚀。在一定生产条件下,变 化后的炉型就会形成一个相对稳定,适应当时生产能力的工作炉型( 化后的炉型就会形成一个相对稳定,适应当时生产能力的工作炉型(或 称为操作炉型)。炼铁工作者要通过各种措施, )。炼铁工作者要通过各种措施 称为操作炉型)。炼铁工作者要通过各种措施,努力使工作炉型能够维 持长久,也就可以延长高炉长寿,实现高炉生产的高效化。 持长久,也就可以延长高炉长寿,实现高炉生产的高效化。 目前,我国高炉设计倾向于设计“矮胖型”高炉, 目前,我国高炉设计倾向于设计“矮胖型”高炉,推荐采用薄壁高炉内 型尺寸,多风口,深死铁层,采用软水密闭循环冷却设备等特点。 型尺寸,多风口,深死铁层,采用软水密闭循环冷却设备等特点。

八钢1号350m3高炉长寿实践

八钢1号350m3高炉长寿实践

2008年第2期新疆钢铁总106期八钢1号350m3高炉长寿实践何成志田宝山金松(宝钢集团八钢公司炼铁分公司)摘要:八钢l号高炉(有效容积350m3)处于炉役后期,炉体冷却壁破损严重。

原料条件变化和炉缸侵蚀制约高炉生产。

通过调整操作制度,强化对冷却器的管理,高炉利用系数达到3.6t/m”d,焦比d24kg/t,煤比158kg/t,达到了顺行、低耗、优质和长寿的目标。

关键词:高炉;长寿;操作;措施中图分类号:T F53文献标识码:B文章编号:1672--4224(2008)02--0030--04八钢1号350m3高炉自1992年开炉。

截止到2007年,单位有效容积产铁量12525t/m3。

1号高炉为碳砖水冷炉底,炉缸3层灰铁光面冷却壁,炉腹及炉身各为两层镶砖冷却壁,上部为两层支梁水箱。

2002年对炉腹和炉身冷却壁更换。

使用一个月后炉腹冷却壁烧损2块,炉腹二段冷却壁凸台中28块烧损18块,加之外在因素的制约,2004年出现1号高炉炉腹4~5号风口上方冷却壁烧损处炉壳横向开裂l m长、炉底铁口下方炉壳开裂、炉身上部干区炉壳约3m3变形。

到2006年末,出现了炉缸冷却壁水温差超标,炉底温度上行等现象。

经过2006年全年和2007年年初的努力,1号高炉通过改善操作手段,克服原燃料变差后炉墙结厚的不利局面,顺利完成任务。

同时。

在外部维护措施上下工夫,制订了完整的冷却系统管理措施。

并认真执行。

炉底温度由519‘C下行至475i C,炉缸一层冷却壁水温差下行至0.8C。

1号高炉达到了顺行、低耗、优质和长寿的既定目标。

11号高炉的工作现状简述1.1l号高炉的冷却系统工作现状八钢t号350m3高炉为双钟炉顶,共有风口14个,渣口2个。

冷却壁为7层,支梁水箱2层。

炉缸第1、2、3层为光面冷却壁,自1992年投产至今,炉腹第4、5层为球墨铸铁镶砖冷却壁,其中第5层是带凸台的冷却壁。

第4、5层冷却壁出现大量破损后,2002年更换。

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德国某高炉炉缸的侵蚀情况
高炉炉底平均年侵 蚀速度为30mm/a, 铁口的平均年侵蚀 速度为15mm/a。 呈锅底状侵蚀。
高炉炉缸直径10.3m,设计死铁层深度为炉缸直径的 26.8%,侵蚀后的深度为32.8%,风口高度为39.2%。一代 寿命将近9年,累计产铁量1600万吨,炉缸面积利用系数为 65~78t/(m3.d)。
高炉长寿必须分别从炉体结构、材料、设备、管理、操 作方面综合采取措施。 提高炉底炭砖致密程度­高导热性、炉缸深度、有效的炉 缸冷却、强化侧壁温度管理、改善炉料分布等等,综合的 结果才能达到延长高炉寿命的目的。 近年来,国外着力于炉缸内部状态的研究,铁水环流对 炭砖侵蚀的影响和死料堆结构对炉缸铁水环流的影响等等 。 力求提高操作技术,维持操作稳定;防止未还原的炉料 进入炉缸,防止不饱和碳素的铁水与炭砖接触;结合铁口 使用方法和冷却强度保持炉缸部位的粘滞层和凝固层,极 力抑止炉缸部位炭砖的侵蚀,采取最佳的综合技术措施, 来预防炉缸事故以达到高炉长寿的目的。
2
1
解剖调查及侵蚀特征
国外几乎对所有停炉的高炉都进行详细的解体调查。 不但对残余砖衬进行了详细的研究,而且对残铁、凝 固层、死料堆结构等等方面进行了详细的研究。 国外有一部分高炉不放残铁,炉缸内的状态得到了较 好的保持,为解剖调查创造了良好的条件。 由于炉底设计和生产操作 的改善,蘑菇型侵蚀A已经很 少见到。 目前高炉炉底、炉缸的侵 蚀可以分为三种类型: 象脚侵蚀B; 锅底状侵蚀D; 宽脸状侵蚀C。这是 新近出现的一种侵蚀状态。 3
推算炉底炉缸耐材侵蚀线 炉底炉缸结构设计
焦炭自由层
23
4 结语
从国外在炉缸长寿方面进行的部分研究工作,可以得到。 (1)高炉炉底、炉缸的侵蚀可分为三种类型:蘑菇状侵蚀、象脚侵蚀 侵蚀和锅底状侵蚀。侵蚀是长期的、有先兆的过程。 由于生产条件的变化,最近出现了宽脸状侵蚀。炉底在向下呈锅底状侵 蚀的同时,仍然不能避免侧壁的侵蚀,已经引起炼铁界的重视,并寻求对 策。 (2)炉缸事故有先天性的原因,如炉底结构、材料、设备等;炉缸事 故更是一种长期的生活习惯病,只有改变生活习惯从提高操作技术入手, 加强炉缸维护,防止铁水环流对侧壁的冲刷,防止不饱和碳素的铁水与炭 砖接触,结合出铁口使用方法和合理冷却保持炉缸部位的粘滞层,从管理、 操作方面采取综合有效的措施。防止炉缸部位炭砖的侵蚀。 (3)控制出铁速度;各铁口均衡出铁,包括轮流出铁等;关注每次铁 的铁量、渣量,见渣时间;铁口深度、打泥量等等。
7
为了减少铁水环流,欧美首先提出,希望在死料堆下部 形成焦炭自由层(Coke free space) ,以及死料堆漂浮在炉缸 中的概念,而不要坐落在炉底上。 欧洲首先在上世纪80年代初提出,死铁层加深至炉缸直径 的25%以上的建议,英国在上世纪90年代初投产的安妮女王 号、维利亚娜女王号、伯斯女王号高炉死铁层深度均在27% 左右。 P.W.在解剖德国炉缸直径分别为10.3m和11.0m的高炉 后,认为设计死铁层深度26.8%的好,而15.5%不好,临界 深度为31.1%。提出两座炉缸直径12.2m高炉的设计死铁层 高度与炉缸直径之比在26.5~28.7%,并估计侵蚀后达到 31.5%。风口至铁口高度为40.7%。
建立了模型实验[35~43]研究炉缸内铁水流动状态,其中大部 分采用缩小尺寸的实验模型[37~42]研究死料堆在炉缸内的状态 及与铁水流动关系,以及死料堆中焦炭的更新[43,44]等。
3.2 数学模型
影响炉缸铁水流动的最重要的因素是炉缸内部的填充层 结构,即死料堆的沉浮、焦炭的粒度、孔隙率的空间分布。 国外开展了很多关于模拟炉缸部分填充结构的数学模型研究 [33~50]。
低硅冶炼的影响
低硅冶炼时的渣铁分布
低硅冶炼时的FeO分布
风口前端0.9m, (FeO)为25~26%
渣量
风口前端1.3m, (FeO)为2~20%
(FeO),%
>1.5m, (FeO)为2% 终渣(FeO)为0.4%
铁水量
距风口前端,m 距风口前端,m 上世纪80年代后出现的宽脸型炉缸侵蚀可能与大喷煤使炉缸堆积, 边缘铁水滴落增加有关,因此国外十分重视喷煤后炉缸内死料堆的状况。 17
0.112
0.111
户烟1
京浜1
0.080 1970
君津3
1980
1990
年代
2000
2010
最近,鹿岛1、3号改造成炉容5265m3高炉时,炉缸直径 15m,死铁层深度为4.5m,为30%。日本5000m3级高炉的 死铁层高度一般为炉缸直径的25~30%。 9
1.3 宽脸状侵蚀
上世纪80年代后出现了“宽脸”状侵蚀C,炉缸侧壁和炉 底中心都有侵蚀,而主要影响高炉寿命的侵蚀方向仍然是炉 缸侧壁。如,君津2号高炉、大分2号高炉 、户田1号高炉等 。
2.4 采用示踪原子了解炉缸内铁水流动
法国、加拿大、日本等国在高炉上从风口喷入示踪物,测 量铁水中示踪物程度随时间的变化。同时还在停炉解体对高 炉下部进行解体调查。对炉底炭砖、和残铁取样研究。 图中表示示踪原子对正常操作A、高燃料比操作B、降料 线和停炉操作时,铁水中Co浓度的变化。
Co的浓度,ppm
正常
高燃料比
降料线和停炉
18
不同操作时期
正常操作时期A,死料堆透液性低,部分铁水由侧壁绕 道流向铁口,Co时间延长,说明环流强。西侧的1、4号铁 口比东侧的2、3号铁口的渣比高,侧壁长期温度高。
高燃料比操作B,Co排出很集中,说明死料堆透液性 好,铁水能透过死料堆,比较集中地流向铁口。东侧、西侧 铁口的渣比均匀,侧壁和炉底温度升高。 正常操作A,南-西与北-东北之间的温度的相关性低; 在时期B的相关性高。也就是说,在期间A炉缸内存在妨碍 铁水流动的区域,而在期间B得到缓解。
24
(4)加强对出铁信息的研究,分析炉内渣铁的不均匀流动的原因, 在炉缸内是否存在妨碍铁水流动的区域,使得侧壁不均匀侵蚀,是否 可能引发事故。 (5)加强对炉底和炉缸侧壁温度的监视,用各部温度变化推测铁水 环流状况、侵蚀状况、炉芯状态。 (6)在生产试验和解剖调查的基础上,进行了缩小尺寸模型的补充 试验,研究铁水流动、死料堆底面变化和死料堆内焦炭的更新等。在 生产试验和解剖调查和补充试验的基础上,进而建立了炉内铁水流动 的数学模型。 以上研究结果对采取正确预防炉缸事故的措施是有帮助的。各厂可 以根据实际生产来检验和运用。 只有深入研究炉内现象,才能更好地找到解决高炉炉缸长寿的有效 方法。希望炼铁界的同仁在这方面有新的进展、新的发现。
君津2号炉容约2700 m3高炉,炉役从1982年2月至1994年2月停炉, 寿命12年,炉缸侧壁残存炭砖厚度约300mm。开炉初期炉缸侧壁很快 侵蚀。停炉解剖时,高炉炉底也有严重侵蚀。 10
大分2号高炉第1代
大分2号高炉第1代炉 容5070 m3,于1988年8 月2日停炉,寿命11年 另10个月。解体时的炉 底侵蚀情况。侵蚀最严 重的部位在4号铁口下 面的炉缸侧壁第二层, 残存的炭砖也比较厚约 800mm。炉底中心部 位有1300mm。
1.1 象脚侵蚀
象脚侵蚀B特点是,向炉底垂 直方向的侵蚀较少,炉底和侧壁交 界的角部严重侵蚀,有的象脚侵蚀 炉底中心部位反而有些隆起,形如 象脚。炉容1000~5050m3。福山5 高炉;福山2高炉;京浜1高炉; 加古川2高炉;加古川3高炉;千 叶3高炉;千叶1号高炉;水岛4高 炉;和歌山3高炉;鹿岛3高炉; 罗德罗基1、2高炉;艾依莫登7高 炉。施威尔根1号高炉前后5次。 西德马A高炉。
12
2.1 炉缸侧壁的保护
日本千叶6号高炉第1代炉缸侧壁侵蚀速度的变化。高炉最 初3年炉缸侧壁的侵蚀速度相当快,并采用了Ti矿等措施。 长寿的关键是从第4年开始侵蚀得到了缓和,整个炉役期间 对建立起稳定的凝固层,一直保持到炉役终了。
发现炉底中心温度低,侧壁温度就升高。可能是死料堆的低透液区域 到达炉底中心,另外,由于死料堆上浮又可能在炉底边缘部位周期性地出 现焦炭的自由层,使得凝固层的厚度不断变化。
炉底温度推算残存砖厚度(1150℃线)与解体时炭砖的脆化层基本一致。 炉底取样调查,砌砖上面的脆化层如A部所示。与过去的调查结果相 同,有铁水渗入,表观比重2.23,表观气孔率9.8%;化学分析:C76.8%, Fe13.5%,K2O0.17%;X射线分析也确认气孔内渗入了铁。
11
2 生产中的研究
最终侵蚀后,死铁层深度约4.5m,炉底残存炭砖厚度1.4m, 炉底中央宽阔的范围呈平坦状侵蚀; 5
小仓2号第2代,炉容1850 m3高炉
高炉有3铁口个,风口28个。死铁层深度与炉缸直径之比为19%。图 中总炉底厚度为4250mm。炉底结构上层有7层粘土砖,下设2层炭砖。
高炉于1982年开炉2002 年停炉。高炉炉缸侧壁炭 砖完好,炉底有较厚的粘 土砖内衬,最终死铁层深 度约3.5m。
13
2.2 炉缸温度变化与铁水流动状况
户田1号高炉于1985年12月投产于1998年1月停炉,工作了 12年另2个月。操作的后期,炉缸呈“宽脸”状侵蚀,并限 制了高炉的寿命。高炉通过炉缸侧壁芯钻,对砖衬和残铁进 行取样调查。
14
估计的铁水流动模式
由于死料堆结构变化,在炉缸侧壁与炭砖之间存在低流动性 的粘滞层,以及含Ti或高富集碳的凝固层。 在炉缸角部形成了焦炭自由空间使高炉中心的透液性恶化, 在侧壁形成强烈的铁水环流,特别是在铁口下面环流削薄了粘 滞层和凝固层。 铁水中C的饱和度对凝固层的分解以及炭砖的侵蚀有很大的 影响。 未饱和铁水对炭砖的侵蚀是比较严重的。
铁水的浮力、作用在死料堆上的力和自身的重力,决定 炉缸中死料堆沉入铁水的深度,以及炉缸中焦炭自由空间的 轮廓,并对铁水流动和炉缸侵蚀产生重大影响。
21
炉缸应力场分布的研究
物料运动速度
风口中心
垂直应力值
铁水面 铁口中心
图中表示了炉缸内应力 场的分布和死料堆下部边 界形状的估算结果。并且 与芯钻观测的结果进行了 比较。
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