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。     

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。     

湘钢1号高炉炉缸侧壁温度升高的治理

简要分析了湘钢1号高炉炉缸侧壁温度升高的原因,重点阐述了侧壁温度升高的治理措施。认为,长期高强度冶炼加剧了渣铁对炭砖的冲刷,炭砖受到侵蚀是导致1号高炉炉缸侧壁温度升高的根本原因。通过采取提高冷却强度、使用钒钛炮泥和钒钛球护炉、降低冶炼强度、调整风口布局等措施,1号高炉炉缸侧壁温度降到了报警值以内,803C点温度稳定在520℃左右,703C点温度稳定在650℃并呈继续下降趋势,炉缸侵蚀得到有效控制。     

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。     

2600 m3浇注型高炉炉缸侵蚀形貌及侵蚀原因分析

为了明确浇注型炉缸的侵蚀特征与侵蚀机理，对国内1座2 600 m³浇注型高炉炉缸侵蚀形貌及侵蚀原因进行了研究。通过破损调查的方式，对停炉后的浇注炉缸进行测量与取样。破损调查过程中炉缸拆除采用逐层拆除方式，拆除过程中对炉缸侧壁浇注料残厚进行了人工测量；在炉缸浇注料与炭砖的结合区域发现了浇注料脆化现象，对浇注料脆化层进行了测量取样；炉缸热面浇注料中发现了明显的渗铁侵蚀现象，使用电镜、XRD等检测手段对服役后浇注料进行研究，明晰了高炉浇注型炉缸的侵蚀原因。研究表明，炉缸侧壁浇注料侵蚀严重的位置位于1号、2号铁口方位，高度上集中在铁口下0.5～1.5 m,其中1号铁口方位17、18层炭砖对应高度的浇注料残厚最小，为180 mm。在浇注料与炭砖界面处发现50～180 mm厚的脆化层，铁口方位的浇注料脆化层平均厚度小于非铁口区域脆化层平均厚度。电镜观察结果表明，炉缸浇注料热面侵蚀的主要原因为高温渣铁渗透侵蚀，浇注料脆化层的形成是高温物相转变、有害元素侵蚀等因素综合作用的结果。浇注型炉缸侧壁脆化层的产生，使得炉缸侧壁浇注料与炭砖结合区域出现气隙，破坏了炉缸的传热体系，使得炉缸浇...     

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。     

柳钢5号高炉炉缸侧壁安全维护的实践

针对柳钢5号高炉炉缸南面侧壁温度异常升高、炭砖侵蚀速度加快的现象,采取了增加炉缸侧壁侵蚀监控系统、采用炭质炭化硅灌浆料提高炉缸侧壁导热性能、局部强化冷却、钒钛护炉等措施,避免了炉缸发生烧穿的危险。取得的主要经验有:①对炉缸侧壁环炭微孔炭砖侵蚀线的监控,在陶瓷杯开始破损时采用局部强化冷却和灌浆方式,可以有效提高炉缸侧壁的导热性能,使1150℃侵蚀线的位置离开残余炭砖内端面,这是炉缸侧壁护炉的关键。②采用钒钛球团矿护炉时,在陶瓷杯不同的破损阶段采用不同的方法进行护炉,既要保证炉况顺行,又能在环炭靠炉缸侧壁内端面形成保护层,防止环流铁水冲刷保护层,这是护炉的重点。     

邯钢8号高炉炉役后期的护炉及强化冶炼

对邯钢8号高炉炉役后期的护炉及强化冶炼实践进行了总结。根据8号高炉炉缸侧壁呈周期性“急性”侵蚀特征,在炉缸侧壁推算最薄处炭砖残余厚度仅401 mm的情况下,采取了强化冷却和监控、合理控制铁水硅钛含量、使用含钛炮泥、改善焦炭质量、调整出铁频次等常规护炉措施,在侧壁炭砖处于低温安全期时,仍然保持正常强化水平,甚至加风加氧进行强化冶炼。     

通钢3号高炉炉缸侵蚀的原因及护炉措施

对通钢3号高炉炉缸侵蚀的原因及护炉措施进行了总结分析。3号高炉炉缸侧壁T1107-13点温度最高达到604℃,且高温点有两处炭砖剩余厚处在700~900mm的危险范围。造成炉缸侵蚀的原因,主要是焦炭质量下降、炭砖质量问题和锌的富集。通过采取炉缸压浆、降低冶炼强度、钛矿护炉、增强炉缸冷却强度等护炉措施,炉缸侧壁温度逐渐下降,T1107-13点温度下降至198℃,护炉取得了良好的效果。     

兴澄3号高炉炉缸破损调查及机理分析

对兴澄3号高炉炉缸炭砖宏观破损状况及微观形貌进行调查研究,绘制炉缸侵蚀内型,分析炉缸破损的主要原因及侵蚀机理。调查结果表明:3号高炉经过一代炉龄的生产,炉缸侵蚀为"宽脸"型侵蚀,侵蚀严重区域主要位于铁口下方1.35m～1.85m,侵蚀最严重区域主要集中在1#和3#铁口区域;碳不饱和铁水对炭砖的熔蚀和有害元素侵蚀是3号高炉炭砖破损的主要原因。     

济源钢厂2号高炉设计特点及实践

济源钢厂2号高炉设计采用了一系列的先进设备和技术,如串罐式无料钟炉顶、薄壁内衬、炭砖+陶瓷杯式炉底炉缸结构、软水密闭循环冷却系统、关键部位采用铜冷却壁、炉前除尘等。高炉投产运行5年来,炉况稳定顺行,各项指标均优于设计指标,平均利用系数在3.3t/(m~3·d)以上,达到同类型高炉的先进水平。同时炉底陶瓷垫保存较好,杯垫下一层碳砖中心温度控制在600℃以内;炉底、炉缸侵蚀小,高炉冷却系统稳定,设计合理,生产实践取得良好效果。     

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...     

高炉炉缸破损调研分析

高炉炉缸安全是高炉长寿的主要限制环节,首钢股份公司环保限产期间对2号高炉进行了在不切割炉壳情况下的炉缸保护性清理和浇注修复施工。在此期间对高炉炉缸的破损情况进行了调研,研究了首钢股份公司 2 号高炉风口以下炉缸渣皮、风口区域、出铁口前泥包的状态和炉底陶瓷垫的侵蚀状况,并分析了造成炉缸炭砖侵蚀的原因及炉缸中钛和锌元素的物相。研究发现炉底陶瓷垫未形成锅底状侵蚀,越是靠近炉墙位置,陶瓷垫侵蚀越严重,说明了炉缸活跃度不够。而象脚区炭砖侵蚀主要是受铁、钾和硫等元素的渗透侵蚀;炉底象脚区域发现大量古铜色碳氮化钛沉积物,沉积物呈带状分布;破损炉缸中发现的大量ZnO富集物是黄绿色而非传统的白色。此次破损调研为后期炉缸浇注、高炉操作以及今后的炉缸设计提供现实可靠的依据,其意义重大。     

高炉炉缸长寿智能管理系统的开发与应用

针对当前高炉长寿管理滞后和针对性差的现状,将高炉炉缸工艺设计、传热学理论与高炉操作工艺相结合,开发了一套炉缸长寿智能管理系统。除传统炉缸侵蚀模型的炭砖侵蚀曲线计算功能以外,还具有凝铁层在线监控、炉缸气隙判断、凝铁层减薄原因诊断和给出针对性改善建议4项核心功能。该系统全部模块均进行在线监测、计算、诊断和建议,其关键目的不是计算侵蚀曲线,而是防止炉缸侵蚀的发生,可为做好高炉的长寿管理、延长高炉寿命起到重要作用。     

京唐2号高炉炉缸侧壁温度异常升高原因分析

炉缸的运行状况对高炉长寿起着决定性作用。首钢京唐2号高炉2017年8月开始炉缸侧壁温度急剧上升,对高炉的正常生产和人员安全提出了严峻考验。炉缸侧壁高温点的位置坐标表明,首钢京唐2号高炉炉缸侧壁温度异常升高的直接原因是炉缸内部铁水环流加剧对炉缸内衬的化学侵蚀和物理冲刷。进一步从铁水成分、炉底温度、铁口深度和铁水流速等因素分析,证实了2号高炉炉缸侧壁温度升高的根源在于炉缸活跃性恶化。此外,较高的硫负荷和焦炭灰分、较低的终渣碱度及水箱漏水等因素也在一定程度上促成了炉缸不活的状态。     

高炉操作对炉缸侵蚀的影响

 沙钢宏发炼铁厂1号高炉因炉缸侵蚀于2011年1月进行大修。炉缸内第6、7层碳砖侵蚀最严重,呈异常三角形侵蚀。通过对炉缸碳砖的分析和操作条件的模拟,发现高炉锌负荷过高和铁水环流是加剧炉缸侵蚀的主要原因。宏发高炉的锌负荷偏高,使ZnO在炉缸第6、7层碳砖中严重富集,导致碳砖导热系数下降,热膨胀系数增加,加剧碳砖的熔蚀和热应力引起的侵蚀。另外,由于原料质量和操作原因,使得宏发高炉的铁口长度较短、无焦区偏小和死料柱的透气透液性有时较差,加剧了铁水环流对炉缸的侵蚀。可以通过控制入炉锌负荷,延长铁口长度、控制死料柱的尺寸、提高焦炭质量和控制合适的喷煤比来改善炉缸的侵蚀。     

石钢0号高炉长寿炉缸的设计和使用效果

石钢新建0号高炉(420m^3)采用了陶瓷杯炉缸内衬，具体结构是：炉底满铺3层国产半石墨质炭砖，第4层满铺炭砖为进口微孔炭砖，炉缸铁口区域和铁口以下区域采用进口微孔炭砖；炉底炭砖上面为同心圆斜面压迫式砌筑的莫来石质陶瓷杯垫，陶瓷杯壁采用火块灰刚玉制品；渣口、风口区域砌筑大块灰刚玉组合砖。高炉投产后生产顺利．铁水温度比其他内衬结构有明显的提高。     

Simulation of thermochemical and thermomechanical load in blast furnace hearth

All investigations made in the course of the present inquiry aimed at developing proposals for the optimisation of blast furnace bottom and hearth refractories by means of experimental tests. Furthermore, the tests are intended to develop new solutions for prolongation campaign life of blast furnace linings by applying the finite-element method. In the model calculations, particularly those bricks having a high thermal conductivity, showed high resistance to crack and spall formation. In comparison to standard or microporous grades, graphite containing carbon blocks lower the risk of tensile cracks. By additionally doping graphite containing grades with aluminium oxide and silicon, high resistance against pig iron dissolution and infiltration can be reached. Metallurgical coke content proved disadvantageous in the brick, because due to its high porosity the content can be infiltrated additionally into the porous binding matrix. Reduced flow in the brickwork and, thus, reduced convective heat transfer lead to reduced tensile levels in the brickwork. By adapting the pool depth and tap hole length, particularly the linings in the bottom and tap hole area will be relieved thermically. In addition to the required stability of coke particle size and its large particle diameter to ensure an equally distributed pig iron flow through the dead man, the dead man should also have good carburization capacities. When comparing the dissolving inclination by temperature reduction at the internal hearth wall side to the doping influence, it becomes clear that wear can be reduced much more efficiently by adding aluminium oxide than by increasing cooling measures.     

关于高炉炉缸长寿的关键问题解析

 高炉长寿化是大型高炉发展的必然趋势,实现高炉长寿的关键在于弄清高炉侵蚀的根本原因。从高炉炉缸侵蚀机理、高炉炉缸象脚型侵蚀原因、高炉炉缸圆周方向侵蚀不均匀性、高炉冷却强度与冷却效率以及高炉炉缸维护技术等5个方面探讨了高炉长寿存在的共性问题,指出高炉炉缸炭砖损毁的本质是碳不饱和铁水对炭砖的溶蚀。具体结果表明,首先,高炉炉缸象脚型侵蚀最严重部位位于高炉炉缸死料柱的根部位置;其次,阐明了直接导致高炉存在不均匀侵蚀的主要原因在于冷却系统的冷却水量和送风系统的风量在高炉周向方向分配不均匀;然后,阐明了冷却系统的作用本质是降低耐火材料热面温度,并提出了高炉冷却强度指数及高炉冷却效率指数;最后,分析了采用无钛矿护炉和钛矿护炉两种模式的高炉炉缸维护技术。