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长寿高炉炉缸冷却系统的深入探讨

合理的炉缸冷却制度是保证高炉长寿的重要基础，从传热学的角度上对高炉冷却系统进行了深入探讨，分析了高炉炉缸传热数学模型的局限性，根据一维径向传热模型计算表明，增大冷却水流量可降低冷却水温差，但对增强炉缸冷却强度效果甚微。分析了冷却水对高炉炉缸的重要作用在于提高临界热流强度，防止出现核态沸腾和膜态沸腾。在炉缸结构一定的条件下，炉缸导出的热量主要取决于铁水的流动状态及铁水温度，最后给出炉缸砖衬出现缝隙的判定条件。

关键词: 炉缸 , 冷却系统 , 冷却原理 , 膜态沸腾 , 气隙

高炉系统氯元素研究进展及未来展望

张建良 , 王翠 , 左海滨 , 焦克新 , 王志宇

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150066

为明晰高炉中的氯元素对干法除尘高炉冶炼过程的影响，综述了高炉入炉料中氯元素的赋存状态、行为以及所带来的危害。进一步采用离子色谱法研究了国丰1号1780 m3干法除尘高炉氯元素的来源，焦炭和喷吹煤粉带入高炉中氯所占入炉料带入高炉中氯总量的比例分别为45.4%和29.48%，而宝钢、唐钢和迁钢的3座干法除尘高炉中氯的来源主要是烧结矿，其比例分别为47.12%、43.59%和44.89%，这主要与高炉入炉料种类、用量以及氯元素质量分数的不同有关，所以在对待高炉氯元素来源问题上应该具体高炉具体分析。通过热力学分析得出高炉入炉料中的氯化物在高炉内主要生成HCl，基于对高炉系统氯元素的研究，提出了高炉的降氯措施，并展望了高炉系统氯元素的未来研究方向。

关键词: 高炉系统 , 赋存状态 , 氯平衡 , 离子色谱法 , 分配比

高炉炉缸耐火材料应用现状及重要技术指标

左海滨 , 王聪 , 张建良 , 赵永安 , 焦克新

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140283

从高炉长寿的角度，讨论了炉缸部位选用优质耐火材料的重要性；介绍了3种高炉炉缸耐火材料，分别是炭砖、刚玉质砖、碳复合砖，并介绍了这3种耐火材料的国内外发展情况；揭示了针对炉缸部位耐火材料的4项重要性能指标作用机理，包括热导率、铁水溶蚀指数、抗炉渣侵蚀性和微气孔化指标，并对比分析了3种耐火材料的上述性能指标。表明碳复合砖的综合性能指标优于炭砖和陶瓷杯；应用在高炉炉缸部位的耐火材料不能追求某一指标的发展，应注重各项指标协调综合提高；碳复合材料是新一代炉缸耐火材料的发展趋势。

关键词: 高炉炉缸 , 耐火材料 , 炭砖 , 陶瓷杯 , 碳复合砖

高炉冷却壁非稳态传热热态实验分析

焦克新 , 张建良 , 左海滨 , 沈猛 , 铁金艳 , 李峰光

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20130685

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。

关键词: 高炉 , 冷却壁 , 非稳态 , 热态实验 , 热应力

碳复合砖抗氧化性能研究

左海滨 , 王聪 , 张建良 , 焦克新 , 赵永安

硅酸盐通报

对高炉炉缸炉底用碳复合砖在空气环境下的抗氧化性能进行热力学分析和动力学分析.热力学分析结果表明,温度在800～1100 K内,主要发生的是C的氧化反应;温度在1100～1500 K内,主要发生的是SiC的氧化反应和石墨C的氧化反应.氧化实验结果表明,温度为600℃时,反应始终由C-O反应控速;温度为800℃以上时,控速环节逐渐转变为O2的扩散,且随着温度升高,O2扩散的阻力越大.

关键词: 高炉 , 碳复合砖 , 耐火材料 , 氧化性能

高炉炉缸用碳复合砖在水蒸气条件下的氧化行为研究

刘彦祥 , 刘福军 , 张建良 , 焦克新 , 赵永安

硅酸盐通报

高炉生产过程中,因风口、冷却器操作失误或设备故障等问题漏水现象频发,研究炉缸用耐火材料在水蒸气条件下的抗氧化性能具有很重要的现实意义,通过热重实验结合热力学分析,研究了高炉炉缸用碳复合砖在不同气氛、气体流量、水蒸气含量条件下的氧化行为.结果表明:碳复合砖在水蒸气条件下表现出良好的抗氧化性能;经比较,碳复合砖的抗水蒸气氧化性能远优于炭砖的抗水蒸气氧化性能,在水蒸气条件下能保证高炉的安全生产.

关键词: 高炉炉缸 , 耐火材料 , 碳复合砖 , 水蒸气

智慧钢铁工厂的互联网＋CPPS模式

张建良 , 周芸 , 徐润生 , 王广伟 , 焦克新

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150256

结合钢铁产业结构特点，介绍智慧工厂和CPS系统（信息物理系统）的概念，论述中国钢铁行业建设智能工厂的技术思路，探讨钢铁智慧工厂的互联网＋CPPS模式（具有互联网思维与概念的信息物理生产系统）设计理念。中国钢铁企业智慧工厂建设可以从采用互联网＋CPPS模式推进钢铁企业制造体系的纵向集成、通过价值链及网络实现企业间横向集成和发展生产流与人机交互的端到端工程数字化集成三方面来考虑。智慧钢铁工厂的互联网＋CPPS模式对钢铁企业的转型升级和发展进步具有重要的现实意义。

关键词: 互联网+ , 物联网 , 智慧钢铁厂 , CPPS模式

氧化钾对高炉渣冶金性能的影响

杨军强 , 张建良 , 王翠 , 焦克新 , 许仁泽

钢铁研究

以某钢铁企业A高炉炉渣主要成分为基准,添加不同含量的氧化钾,配制试验渣系,利用旋转黏度仪研究了氧化钾对高炉渣黏度和熔化性温度的影响,并利用FactSage 6.4热力学软件对炉渣初晶温度进行计算分析.结果表明:在试验条件下,炉渣的熔化性温度随着K2O含量的升高呈现先降低后升高的的趋势,炉渣熔化性温度从1 381℃降低到1 362℃,其最大降低幅度在20℃左右,这主要是因为K2O含量的升高导致炉渣初晶相从黄长石相逐渐转变为镁铝尖晶石相;炉渣黏度随K2O含量的增加先升高后降低,但变化幅度不大;通过计算发现炉渣表观活化能基本保持不变,这和炉渣黏度变化幅度较小相一致.

关键词: 氧化钾 , 高炉渣 , 熔化性温度 , 初晶相 , 黏度 , 表观活化能

高镁铝高炉渣的冶金性能

王志宇 , 张建良 , 张邦志 , 焦克新 , 李新宇

中国冶金 doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20150045

在实验室条件下,研究高炉渣中MgO及Al2O3质量分数对高炉渣冶金性能的影响规律.试验结果表明,当高炉渣碱度为1.1、MgO质量分数为12％不变时,随着A12O3质量分数的增加,高炉渣熔化性温度逐渐增加,且当Al2O3质量分数超过17.5％时,高炉渣初晶相由黄长石区域转变成尖晶石区域,而且在1500℃时,高炉渣黏度逐渐增加而渣铁硫分配比降低;当高炉渣碱度为1.1、A1203质量分数为20％不变时,随着MgO质量分数的增加,熔化性温度先降低后增加,当MgO质量分数超过11.8％时,高炉渣初晶相由黄长石区域转变成尖晶石区域,而且在1500℃时,高炉渣黏度逐渐降低而渣铁硫分配比增加.

关键词: 高炉渣 , 硫分配比 , 熔化性温度

中国制造2025:推进钢铁企业智慧化

张建良 , 周芸 , 徐润生 , 王广伟 , 焦克新

中国冶金 doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20150051

介绍了“中国制造2025”的概念,结合中国钢铁企业信息化的发展过程与现状,论述了中国钢铁企业实施“中国制造2025”、逐步实现两化融合是发展的必然选择.“中国制造2025”将为钢铁行业带来新一轮的变革和创新驱动.钢铁企业智能制造的构建需要从推进工厂智建设、产品智生产、流程智引导、能源网络智设计、员工智专业和市场智营销6个方面来实现.

关键词: 中国制造2025 , 钢铁企业 , 信息化 , 智慧化

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