高炉冷却壁传热研究

通过传热计算，讨论了冷却壁厚度、镶砖材质、镶砖面积和厚度及方法对冷却寿命的影响。还对其它因素如冷却水管直径与间距、冷却水流速度与水温、高炉内温度与炉衬厚度等冷却壁寿命影响进行详细计算和比较。     

高炉铸钢冷却壁最佳结构的传热学分析

采用通用有限元软件ANSYS计算了300 m3高炉铸钢冷却壁的温度场和应力场,数值分析铸钢冷却壁冷却水管内径、间距、壁体厚度、镶砖厚度以及冷却水流速对冷却壁热面最高温度和热应力的影响.导出了高炉铸钢冷却壁的初步优化结果:冷却水管间距200 mm,水管内径20 mm,壁体厚度为180 mm,镶砖厚度为70 mm,与之相匹配的冷却水流速为2.0 m/s.     

高炉冷却壁和炉衬的三维传热模型

本文给出了计算高炉冷却壁和炉衬温度分布的三维稳态传热模型，该模型可用于分析冷却壁不同结构参数（厚度、水管直径、管间距、镶砖厚度和面积等），和不同材料等因素对温度分布和热流密度的影响，它可为冷却壁的设计和炉衬材料的选择提供重要的理论依据。     

结构参数对高炉冷却壁温度场及热应力分布的影响

采用有限元分析软件ANSYS计算并分析了不同结构参数(冷却水管形状和直径、冷却水管间距、冷却壁镶砖厚度及冷却壁壁体厚度)对冷却壁最高温度及热应力分布的影响.结果表明,影响冷却壁最高温度的因素由强到弱依次为:管间距→内径→壁厚→嵌砖厚度→水管形状.     

结构参数对高炉铸钢冷却壁温度及热应力分布的影响

通过采用ANSYS有限元分析软件,计算并分析了高炉冷却壁稳态传热过程及不同结构参数(冷却水管形状及直径、冷却水管间距、冷却壁镶砖厚度、冷却壁壁体的厚度)对冷却壁最高温度及热应力分布的影响。并在此基础上探讨了冷却壁结构的改进方向,为冷却壁结构的优化提供了理论依据。     

关于如何延长高炉铜冷却壁寿命的探讨

针对当前高炉铜冷却壁过早损坏、炉墙波动大的现状,对铜冷却壁有镶砖和无镶砖条件下的传热特性进行了深入研究,得出了延长高炉铜冷却壁寿命的关键在于延长镶砖寿命这一认识。在此基础上,提出了延长镶砖寿命的措施在于控制适当的边缘气流,以及以铜冷却壁温度为标准的合理控制区间。通过国内外高炉的案例调研,指出了控制冷却壁温度延长铜冷却壁寿命的有效性,最后提出了当镶砖脱落后可及时采取降料面喷涂来延长铜冷却壁寿命的措施。     

高炉铜冷却壁合理操作建议

从铜冷却壁引进到目前的短短十几年间,中国大于1 000m3的高炉,在炉腰炉腹和炉身下部已普遍使用铜冷却壁。由于使用时间短,铜冷却壁热面裸露和结瘤频繁,严重影响生产。企业迫切需要知道何种操作因素控制铜冷却壁的渣皮脱落。目前,一些钢厂通过调整冷却水量和冷却水温度来实现挂渣稳定性和挂渣厚度控制,但往往收效甚微,为此建立了炉墙...     

带凸台冷却壁温度场的数值模拟

开发了一个三维柱坐标系下冷却壁传热的计算机软件，应用该软件在给定的假设条件下研究了高炉带凸台冷却壁的温度分布情况，同时研究了炉内对流换热系数，冷却水速度、水管间距及砖衬厚度对冷却壁和耐火材料温度分布的影响，以及冷却壁设计弧形半径的作用。     

2500m~3高炉本体设计分析

本设计包括2500m~3高炉本体炉型、炉衬、冷却设备和炉壳设计。同时,对所设计高炉本体特点进行简述。本高炉有效容积为2500m~3,高径比取值2.5,高炉利用系数取值2.25,炉缸炉底采用陶瓷杯结构,同时选用光面冷却壁,炉腹、炉腰及炉身采用镶砖冷却壁。     

高炉铜冷却壁的设计及应用探讨

对高炉铜冷却壁的设计及应用进行了探讨，如：铜冷却壁冷却系统的最大热负荷能力，铜冷却壁应用的部位，铜冷却壁冷却水质的选择，铜冷却壁炉衬结构的特点以及铜冷却壁的制造要求等。     

高炉冷却壁的稳态传热计算

通过采用工种技术实丛建模,计算并分析高炉冷却壁的稳态传过程以及不同设计和工艺参数对它的影响。结果表明,影响冷却壁最高温度的因素依次为渣壳、冷却水速度、传衬厚度等。安装微型冷却器后,冷却壁最高温度可降低35％,铜冷却壁可使冷却壁却壁体最高温度降低77％。     

高炉小模块非金属冷却壁设计参数

小模块冷却壁是将性能优异的耐火材料直接浇铸在平行排列的冷却水管上而形成的一种新型冷却设备。采用ANSYS软件建立了小模块冷却壁温度场计算模型,利用该模型计算了炉气温度为1200~1600℃、冷却水流速为0.5~2.5m/s条件下壁体材质导热系数、水管材质、水管直径、水管间距、冷却水流速及工作环境温度等条件变化时小模块冷却壁的温度分布状况。结果表明,小模块冷却壁对炉气温度变化的适应能力较强,壁体材质导热系数、水管间距、壁体厚度对小模块冷却壁传热性能影响较大,而水管直径、水管材质及水流速的影响较小。     

对高炉冷却壁设计参数的探讨

通过炉衬、冷却壁、炉壳等与炉内温度之间的传热计算，对冷却壁的设计参数进行了搪塞分析，并提出了推荐的冷却壁设计参数。     

A new method for evaluating cooling capacity of blast furnace cooling stave

The detailed process of the heat transfer of the cooling stave in blast furnace (BF) has been systematically analyzed and the simplified mathematical model was constructed based on heat transfer theory. Precise definitions of the cooling capacity, stable working slag thickness and safe working slag thickness were put forward so as to evaluate the cooling capacity of cooling stave systematically. The results show that 95% of heat is carried off by cooling water through convection and the heat taken away through convective heat transfer between furnace shell and atmosphere only account for 5%. The entire heat transfer process can be divided into four modules and the cooling system is divided into three parts. The cooling capacity φ is defined and function curve of temperature of cooling stave hot surface T_b with changes of brick thickness is drawn and the safe working area and stable working area are put forward.     

Critical Heat Flux of Blast Furnace Hearth in China

The critical heat flux surveys of thirteen Chinese blast furnaces were carried out.The mathematical model of hearth bottom was established and the temperature field was simulated by utilizing the method of inverse problem based on the collected parameters and temperature data.The critical heat flux and dangerous critical heat flux of hearth were defined and analyzed as well as the initial and investigative critical heat flux of hearth,and the influences of thermal conductivity and residual thickness of carbon bricks on critical heat flux were discussed.The relationships between critical heat flux of stave and hearth bricks were also compared.It is found that the dangerous critical heat flux of these blast furnaces ranged from 9.38 to 57kW/m2.Therefore,there was no uniform critical heat flux of hearth due to the structure design,refractory materials selection,construction quality of hearth and other factors.The heat flux should be lower than the critical heat flux with corresponding thickness of carbon bricks to control the erosion of hearth.The critical heat flux of stave would be much lower than that of hearth bricks with the air gap.However,the critical heat flux of stave should be higher than that of hearth bricks when gas existed between furnace shell and staves.     

现代高炉炉衬冷却系统探析

分析了影响高炉炉衬寿命的因素和炉衬冷却系统的重要性,探索了用于高炉冷却系统的铸铁冷却壁和铜冷却壁,进一步陈述了高炉热负荷的选择和炉衬耐材的选择,从而阐述了现代高炉的炉衬冷却系统。     

高炉冷却壁非稳态传热热态实验分析

 冷却壁安全工作是保证高炉长寿的基础。通过设计并建造冷却壁热态实验炉,研究了高炉铸铁冷却壁热面无渣皮和有渣皮时的非稳态传热过程,考察了不同炉气温度条件下冷却壁热电偶温度的变化规律。回归得到了炉气在升温阶段、稳定阶段、降温阶段时冷却壁热电偶温度随时间的变化关系式。计算得出了冷却壁热面在有无渣皮条件下的平均热流强度,回归得出了炉气平均对流换热系数随炉温的变化关系。结果表明,冷却壁热面在有渣皮时热电偶温度的变化速率显著低于无渣皮时的变化速率,冷却壁破损的主要原因是冷却壁温度的反复变化和渣皮的频繁脱落而产生的热应力。     

基于热态实验的冷却壁传热分析

建立了高炉铸钢冷却壁传热数学模型,并通过热态实验验证数学模型,进而根据所建模型对冷却壁的稳态工况进行仿真计算.同时根据计算结果讨论了冷却水管水垢厚度、气隙层厚度对高炉铸钢冷却壁温度场的影响.结果表明:这两个因素对冷却壁的性能都具有很大的影响,在高炉操作和冷却壁的设计制造中必须重视.