高炉烘炉质量的研究简

 高炉烘炉质量直接影响高炉长寿,通过建立炉缸炉底砖衬传热模型,以1080m3高炉烘炉阶段炉缸炉底温度数据加以验证。分析了烘炉时间、烘炉温度、冷却强度等因素对冷却壁与炭砖间填料温度的影响。结果表明在0. 5m/s冷却水作用下,对于目前普遍采用的最高烘炉温度(600℃),填料最高温度仅为44℃,远低于要求的烘干温度,不能实现较好的烘炉效果。烘炉过程中需要减弱炉缸冷却甚至停水烘炉,适当提高烘炉温度,延长烘炉保温时间;停水烘炉时冷却壁最高温度仅为158℃,远低于铸铁冷却壁的安全工作温度。考虑到烘炉时热风的氧化性气氛,保证陶瓷质耐火材料严密覆盖在炉缸炉底炭砖表面,防止开炉前炭砖氧化烧损。通过插入冷却壁与填料交界面的热电偶温度分析炉缸砖衬的升温及保温,进而判断烘炉效果;并根据高炉固有的砖衬结构及设备参数,制定与高炉相匹配的烘炉制度。     

高炉炉缸炭砖砌筑结构的传热学

 从传热学角度通过建立炉缸传热数学模型,分别对大块炭砖的炉缸结构和小块炭砖的炉缸结构进行了讨论。计算了它们在烘炉阶段和高炉开炉后炉缸砖衬的温度,发现了按照目前的烘炉规范进行烘炉,难以将炭砖与冷却壁间的填料烘干,填料的导热系数达不到设计值。填料的存在导致砖衬热面温度升高,致使砖衬侵蚀加剧。因此,在冷却壁与炭砖之间取消填料,让炭砖直接顶砌冷却壁具有明显的传热优势。对于使用小块炭砖的炉缸,可以直接将炭砖顶砌冷却壁,消灭填料对炉缸传热的限制影响;对于大块炭砖结构的炉缸,先采用部分小块炭砖顶砌冷却壁,在小块与大块炭砖间使用填料,将填料向高炉内部推移约200mm以上,烘炉阶段为了将填料烘干,冷却壁断水烘炉是必需的,为了保证冷却壁的安全,同时讨论了冷却壁断水烘炉应注意的问题。     

太钢新建4350 m~3高炉长寿炉缸炉底研究

以太钢新建4 350m3高炉为例,论述了为实现高炉炉缸炉底的长寿,从高炉的设计、选材和砌筑等方面采取的一系列措施。炉缸设计采用"传热法",炉底设计采用"隔热法",炉缸炉底整体设计采用了"扬冷避热梯度布砖法"。炉缸选材使用优质高导热系数的碳砖,为了克服冷却壁与碳砖之间捣打料带来较大热阻,砌筑过程中碳砖采用顶砌冷却壁方式,并且严格控制砖衬宽度;炉壳与冷却壁采用分段灌浆。通过建立炉缸炉底传热数学模型,进一步表明了该高炉炉缸炉底优良的性能,投产后1 150℃等温线位于炉缸砖衬热面附近,有利于渣铁壳的形成;同时碳砖内部温度普遍低于750℃,温度梯度较小,碳砖脆化及热应力对砖衬的破坏作用较轻,为日后实现长寿炉缸炉底创造了必要的条件。     

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。     

鞍钢新1号高炉炉缸内衬破损调查

鞍钢新1号高炉生产7年零9个月后,在休风灌浆过程中发生炉缸渗铁事故。利用炉缸换衬机会进行了破损调查,取不同部位的残存炭砖、渣皮和黏结物进行理化性能检测,分析碱金属和锌在炉缸内衬的分布状况及钒钛矿护炉效果。结果表明,高炉炉缸炭砖异常侵蚀的主要原因有:炉缸冷却水量不足,冷却壁水管规格小,内衬温度监测点少;炭砖耐氧化侵蚀指标低;微孔炭砖小于1μm孔容积百分率指标偏低;碱金属和Zn的化学侵蚀。     

延长高炉炉底炉缸寿命的方法探析

鞍钢新3号高炉炉缸烧穿事故的原因,主要是在冷却能力小足的情况下,由于炉底炉缸衬体存在间隙,窜风窜水夹带着Zn及其他碱金属,加剧了炭砖侵蚀。对此,提出了在风口、铁口区域采取改进措施,并加强冷却壁冷却能力,预计可延长高炉寿命3-5年。     

大型高炉合理炉缸冷却制度

合理的炉缸冷却制度是保证大型高炉长寿的基础,不同冷却制度对高炉炉缸的温度分布和侵蚀状况具有直接影响.结合某4000 m3级高炉,根据传热学理论建立了高炉炉缸、炉底温度场物理模型和数学模型,通过数值模拟对"大水量、小温差"和"小水量、大温差"这两种不同炉缸冷却制度进行了研究,分析了不同冷却制度对炉缸温度场、炉缸侵蚀状况及高炉寿命的影响.结果表明,在炉役初期砖衬较厚时,不同冷却制度对炉内温度分布的影响区别不大;随着砖衬的不断减薄,不同冷却制度对炉内温度分布的影响逐渐明显;当砖衬侵蚀到一定程度后,再好的冷却也无济于事,但采用"大水量、小温差"并加强冷却可以减缓砖衬的侵蚀,延长高炉寿命.      

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。     

低温粗缝糊的研制及其在大型高炉的应用

为提高炉底、炉缸砖衬寿命,近年来国内外新建或改建的大型高炉相继采用石墨化炭砖、石墨碳化硅砖、微孔炭砖和低气孔率自焙炭块等砌筑高炉的炉底、炉缸,均获得了良好的效果。高炉炉底、炉缸冷却设备对炉衬的冷却是经过炉衬砌体和冷却设备之间炭素填料层来实现的。因此填料层的导热性能对于冷却设备的冷却效果以及炉衬工作温度具有直接影响。而处于炉底炭砖与其它耐火砖之间接缝中的炭素填充料,还直接接触铁水,其性能也将直接影响炉衬寿命。所以,     

鞍钢高炉炉缸冷却水速和水温研究

基于高炉炉缸传热特点,建立了传热体系计算公式,研究了高炉冷却水对炉缸冷却效果的影响.结果表明,在鞍钢高炉炉缸传热系统中,增大冷却水速可以提高炉缸内传出的热量和降低炭砖热面温度,但当冷却水速大于2.5 m/s时,继续增大水速对提高冷却效果影响很小;炉缸冷却水温对炭砖热面温度降低作用非常有限;开炉初期为保证高炉捣料有效固结,应控制冷却水温在70℃以上.     

基于微小温差监测的炉缸侵蚀状况的研究

为了查明凌钢3号高炉炉缸在炉役中侧壁砖衬温度高达900℃而二段热负荷大多低于10 000 W/m2的原因,通过传热学建模分析了炉缸传热和侵蚀的影响因素。采用可检测微小水温差波动的无线高精度数字化在线监测系统和吸附式无线炉皮测温系统,实现了对炉缸安全状态的准确监测。结果表明:炉缸侧壁热阻过大,尤其是炭砖和冷却壁间的填料层过厚是炉缸侵蚀加剧而水温差较低的主要原因,水速调整对"隔热"型炉缸侵蚀影响较小,稳定冶炼强度及改善炉缸透液性是抑制侵蚀的有效措施。     

新钢6号高炉象脚形区域温度升高控制措施

新钢公司6号高炉2019年以来西铁口方向8.3 m标高处炭砖温度急剧上升,炉缸炭砖温度升高一般反映了陶瓷杯或炭砖受到了一定的侵蚀.通过采取改善炉缸工作、强化铁口工作、优化热负荷、压浆手段等措施,炉缸象脚形侵蚀区域各点温度均控制在合理的范围内.8.3 m西侧炭砖温度由最高的530℃下降至300℃以内.     

沙钢3号高炉炉缸安全评估分析

为探究沙钢3号高炉炉缸侧壁温度升高原因,对沙钢3号高炉开炉以来的热电偶温度数据及热流强度变化趋势进行统计,并计算了炭砖的残余厚度。结合3号高炉的死铁层深度及冷却系统设计等参数,对炉缸侧壁温度升高的原因进行了解析。结果表明,沙钢3号高炉炭砖侵蚀薄弱区域处于铁口下方1~2 m,最薄位置处于西铁口,炭砖残余厚度约为517 mm。结合高炉炉缸设计发现,其炭砖侵蚀严重区域处于炉缸冷却壁薄弱位置,且与炉缸死料柱角部位置有关。研究相关结果可为国内大中型高炉设计提供相关指导。     

包钢3号高炉炉缸炉底破损调查

对包钢3号高炉炉缸炉底破损状况进行了调查,并对炉缸炉底的侵蚀原因进行了分析。结果表明:炉缸炉底存在"象脚状"侵蚀,侵蚀部位在炉缸炉底交界处,侵蚀的最薄处炭砖残存厚度只有400mm,侵蚀了800mm;风口下方砖衬侵蚀较为严重,风口下方6层大炭砖环裂较为明显,环裂是造成高炉大炭砖破损的主要形式;炉缸自上而下的黏结物中都有碱金属、锌等有害元素的存在,有害元素大量沉积、渗透侵蚀和炭砖体积膨胀是3号高炉炉缸破损的重要原因。     

高炉炉缸结构上一些问题的探讨

结合国内外一些高炉炉缸烧穿的实例,对延长高炉炉缸寿命结构上的一些问题提出了探讨。对于炉缸炉壳结构,建议凡新建或大修高炉,炉壳收缩变径至少应从炉底满铺炭砖中上部开始采取收缩,风口段有一段直段后至炉腹处再扩径,如果风口段砖衬太薄又易烧坏炉腹冷却壁冷面水管。对于炉缸炭砖砖衬结构,一是,炭砖厚度应保证有一定的厚度;二是,大块炭砖砌筑的炉缸环炭应消除水平通缝;三是,坚持好传热的顺序;四是,高度关注炭捣料的材质与施工质量。对于冷却水与冷却器结构,水质和冷却比表积应满足高炉冷却要求,以及水速和水量应同时匹配。对于死铁层深度,认为死铁层深度为炉缸直径20%,不宜继续加深。     

首钢股份3号高炉炉缸侧壁温度升高后的护炉措施

首钢股份3号高炉中修开炉后,炉缸侧壁局部温度持续上升,TE31349点热电偶温度最高升至439℃。认为炉缸中心不活跃、炉温维持较低水平、风口损坏漏水对炉缸侧壁和炉底砖衬薄弱部位的侵蚀加剧是炉缸侧壁温度升高的主要原因。通过采取加钛矿护炉、调整高炉操作制度、加大冷却强度、优化炉前操作等措施,炉缸侧壁温度普遍下降,TE31349点热电偶温度得以控制,稳定在120℃左右;2020年6—10月,高炉主要技术经济指标明显改善,特别是燃料比由545.68kg/t下降至513.12kg/t。     

酒钢1号高炉炉缸侧壁温度升高的治理

酒钢1号高炉炉缸侧壁北铁口、南铁口下方等处温度持续上升,点TE2507B最高达到923℃,威胁到安全生产。炉缸冷却壁与炭砖之间存在气隙、炉况较长时间存在异常、有害元素偏高、冶炼强度逐步增加是炉缸侧壁温度升高的主要原因。通过采取含钛炉料护炉、堵风口、优化高炉操作制度、灌浆及加强铁口维护等措施,炉缸侧壁温度上升趋势得到有效遏制,缸侧壁各点温度控制在500℃以内。     

长钢9号高炉炉缸温度升高的护炉措施

对长钢9号高炉炉缸温度升高后的护炉操作情况进行了分析总结。9号高炉炉缸二段冷却壁热流强度超出报警值(9.3kW/m~2),多处温度升高(最高达356℃)。为此,采取了加大冷却强度、配加钛球护炉、调整送风面积及长度、压浆造衬等一系列措施,取得了较好的护炉效果,炉缸温度呈现下降趋势(降至266℃),炭砖的侵蚀速度得到控制。认为,9号高炉目前炉缸状况具备安全运行基础,但不能长期维持高冶强生产。     

鞍钢3200m~3高炉大修开炉实践

鞍钢3200 m3高炉因炉缸事故停炉大修,更换了炉底、炉缸砖衬及冷却壁。在开炉过程中,通过制定详细的烘炉和开炉方案,确定合理的开炉工艺参数、及时调整高炉操作等措施,实现了顺利开炉。     

武钢4号高炉炉底炉缸破损调查分析

武钢４号高炉（２５１６ｍ＾３）第二代炉役采用了全炭砖水冷薄炉底结构，一代炉役寿命达１１年６个月，停炉大修时的破损调查表明，炉底炉缸的破损严重，究其原因主要是采用的普通炭砖质量差。因炭砖质量差，开炉仅１年半，炉基温度就升高到５６０℃，此后便开始了长达１０年的钒钛矿护炉，确保了炉底炉缸的生产安全，炉底炉缸的破损调查结果也表明钒钛矿护炉是富有成效的。