李洋龙
,
程树森
钢铁研究学报
铜冷却壁在正常状态时由于良好的导热性,在其热面形成稳定的渣铁壳,起到保护冷却壁的作用。近几年,高炉的铜冷却壁水管损坏时有发生,而当冷却壁水管损坏1或2根时,冷却壁能否继续正常工作值得研究。计算了铜冷却壁在水管完好和部分水管损坏时的温度场分布,发现单根水管损坏使热面温度急剧升高近110℃,加剧冷却壁烧损,需及时恢复冷却壁的冷却能力。通过用金属软管修复破损水管,分析了软管直径、水速、水管填料的导热系数等因素对冷却壁温度场的影响。结果表明,软管在允许条件下应选用较大内径,选取较大导热系数的填料。利用软管修复单个水管后,壁体最高温度下降约90℃,对于损坏少数水管的冷却壁能有效修复。
关键词:
铜冷却壁
,
金属软管
,
温度场
何小平
,
李洋龙
,
王红斌
,
程树森
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130270
以太钢新建4350m3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.
关键词:
高炉
,
炉缸炉底
,
传热
,
长寿
李洋龙
,
程树森
,
王治峰
,
高长贺
钢铁研究
以高炉炉缸常见的2种陶瓷杯和2种高导热炭砖为例,模拟高炉炉缸渣铁流动环境,进行动态渣铁侵蚀试验.从试样的宏观形貌、侵蚀质量、微观结构等方面研究了渣铁对陶瓷杯和炭砖不同的侵蚀作用,对不同的侵蚀区域进行了划分和讨论.研究发现:炉缸砖衬不可避免地会受到直接接触的液态渣铁的侵蚀,对于陶瓷杯,在“渣铁侵蚀区”的侵蚀最为严重,而炭砖的侵蚀较为均匀,不存在“渣铁侵蚀区”;试样转速由25 r/min提高到50 r/min,试样的侵蚀加重,可见渣铁的环流作用会加剧炉缸砖衬的侵蚀.为了抑制渣铁对炉缸砖衬的侵蚀,必须提高砖衬抗渣铁侵蚀能力,同时应维持合理的渣铁流动,减弱炉缸渣铁的环流作用.
关键词:
高炉炉缸
,
陶瓷杯
,
炭砖
,
渣铁侵蚀
李洋龙
,
程树森
钢铁研究学报
铜冷却壁在正常状态时由于良好的导热性，在其热面形成稳定的渣铁壳，起到保护冷却壁的作用。近几年，高炉的铜冷却壁水管损坏时有发生，而当冷却壁水管损坏1或2根时，冷却壁能否继续正常工作值得研究。计算了铜冷却壁在水管完好和部分水管损坏时的温度场分布，发现单根水管损坏使热面温度急剧升高近110℃，加剧冷却壁烧损,需及时恢复冷却壁的冷却能力。通过用金属软管修复破损水管，分析了软管直径、水速、水管填料的导热系数等因素对冷却壁温度场的影响。结果表明，软管在允许条件下应选用较大内径，选取较大导热系数的填料。利用软管修复单个水管后，壁体最高温度下降约90℃，对于损坏少数水管的冷却壁能有效修复。
关键词:
铜冷却壁
,
copper metal hose
,
temperature field
李洋龙
,
程树森
钢铁研究学报
利用数值模拟的方法研究了边缘煤气流过分发展对炉喉钢砖的影响。建立了水冷式炉喉钢砖模型，计算了其在不同煤气温度下热面的温度分布和应力差异以及水管和内部耐材表面的最高温度和最大应力。结果发现，煤气温度从500℃升高至1100℃，钢砖的热面最高温度上升约500℃，热面高温区域应力迅速增大，导致钢砖破损加剧，因此需借助布料等上部调节手段，控制边缘煤气流过分发展，防止形成边缘“管道”，确保钢砖正常、稳定地工作。
关键词:
水冷炉喉钢砖
,
温度场
,
热应力
,
边缘“管道”
李洋龙
,
程树森
,
赵宏博
,
陈川
钢铁研究学报
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0.5 m/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.
关键词:
高炉
,
炉缸
,
炉底
,
填料
,
烘炉
李洋龙
,
程树森
钢铁
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200 mm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.
关键词:
高炉
,
炉缸
,
填料
,
高炉烘炉
,
传热
李洋龙
,
程树森
,
王颖生
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20130660
国内一些高炉发生了高炉炉底密封板上翘现象，一些高炉炉底密封板上翘高度甚至达到了100～140 mm，出现炉底变形成锅底状、局部漏煤气、炉底冷却效果变差等现象，严重影响高炉的长寿和高效生产。通过建立高炉炉缸炉底温度场和应力场数学模型，分析砖衬异常膨胀、砖衬受热膨胀和炉底密封钢板厚度、膨胀缝及缓冲泥浆等因素对炉底密封板上翘高度的影响。结果发现，由于炉缸砖衬的异常膨胀，在风口组合砖位置产生较大的向上压力，最终导致高炉炉底密封板产生较大程度的上翘，而砖衬正常受热膨胀不会导致炉底密封板的明显上翘。碱金属、锌、铅等有害元素在高炉内富集、累积可以导致砖衬异常膨胀，是炉底密封板上翘的主要原因。炉底密封板厚度的增加会对炉底密封板上翘产生有效的阻碍作用。合适的膨胀缝和性能优良的缓冲泥浆可以吸收砖衬受热膨胀，但是不能解决砖衬较大的异常膨胀。为了抑制和减少高炉炉底密封板上翘现象，需要在风口组合砖与炉缸砖衬之间预留合适的膨胀缝；避免风口大套前端嵌入炉缸砖衬内部；严格控制有害元素入炉量，提高高炉排出有害元素的能力。
关键词:
高炉
,
炉缸炉底
,
炉底密封板
,
上翘
,
异常膨胀
李洋龙
,
程树森
,
陈川
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140519
合理调整风口对大型高炉吹透中心、活跃炉缸十分重要。目前，实际操作常常认为增加风口长度、增加风口回旋区深度、缩小风口面积能提高风速，进而提高鼓风动能，以利于吹透中心。建立了调整风口参数的数学模型，并以某厂3200 m3高炉为例，给出了在总风量不变的条件下，增加1个风口长度、减小1个风口面积以及多个风口尺寸调整时，各风口风量、风速和鼓风动能的变化。发现增加部分风口的长度时，对应风口风量、风速、鼓风动能降低。缩小少数风口的面积，会降低对应风口的风量；只有在缩小多数风口的面积时，已调整的风口风速和鼓风动能才可能提高，而未调整的风口风量、风速和鼓风动能提高幅度更大。根据该数学模型，定量化给出该高炉调整风口的相关参数，可用于调整炉缸煤气流的均匀性，维持高炉稳定、顺行。
关键词:
高炉
,
炉缸
,
风口
,
鼓风量
,
鼓风速度
,
鼓风动能
