高炉铸铜冷却壁Cu-Fe结合强度的试验研究

对比研究了空冷、冷却介质通入量分别为15t/h、13t/h和11t/h时,铸铜冷却壁与其内铸钢管的界面结合状况和结合强度,并借助电子探针分析了内铸钢管、铸铜冷却壁之间的原子扩散状况。结果表明,冷却强度对Cu-Fe界面的结合状态具有重要的影响,冷却强度越大,Cu-Fe界面冶金结合越差。空冷钢管与铸铜冷却壁本体之间的原子互扩散较好,有约100μm的扩散过渡层,形成了良好的冶金结合界面,结合强度达到160MPa以上。

延长高炉寿命的若干问题探讨

近年来,一些企业的高炉依然存在安全隐患,严重限制高炉高效生产。系统分析了高炉设计、铁口以下区域炭砖种类选择、炉缸冷却制度、施工质量管理、日常维护与操作技术等高炉长寿影响因素,论述了炉缸压浆护炉、含钛炉料护炉和在炭砖热面形成永久性保护层的延长高炉寿命技术,以期为实现高炉高效长寿提供参考和借鉴。

铜-铸铁冷却壁的稳态温度场分析

通过实体建模的方法和传热学理论,建立了铜-铸铁冷却壁的有限元模型。分析了铜-铸铁冷却壁热面的稳态温度场与渣皮、炉衬对冷却壁温度场的影响。结果表明,只要冷却壁的热面挂有20mm渣皮或炉衬厚度为50mm时,就可以保证冷却壁在1200℃的煤气流温度中不会被烧坏。

不同工况下各种材质高炉冷却壁温度场数值模拟

建立高炉冷却壁稳态传热模型,模拟球墨铸铁、铸钢和铜3种材质的冷却壁在热面镶砖、裸露和挂渣等工况下的温度场分布。结果表明,相同工况条件下,铜冷却壁导热性能优于铸钢冷却壁导热性能,铸钢冷却壁导热性能优于球墨铸铁冷却壁导热性能;铸钢冷却壁热面温度远低于球墨铸铁冷却壁热面温度;渣皮的存在,对冷却壁体起温度降低和保护作用,从而延长冷却器及高炉寿命。

高炉冷却壁热态试验研究

设计并建造了冷却壁热态试验系统,对铸钢冷却壁和球墨铸铁冷却壁的换热效果进行了工业模拟试验。在冷却水流速为3.0m/s、温度为30℃、炉内温度为1200℃时,铸钢冷却壁和球墨铸铁冷却壁的热面温度分别为:305℃和683℃,冷热面温差分别是:148℃和308℃;进水温度为40℃,铸钢冷却壁和球墨铸铁冷却壁热面温度分别是446℃和795℃。结果表明:球墨铸铁冷却壁热面温度高于相变温度,内部温度梯度较大,换热效果较差。铸钢冷却壁热面温度远低于相变温度,内部温度梯度较小,换热效果好,有利于提高冷却壁寿命。

高炉冷却壁的制备技术及其进展

冷却壁是高炉重要的冷却设备,直接影响高炉炉体的使用寿命。本文综述了国内外冷却壁的制备技术、应用及其发展概况,分析了铸铁冷却壁、钢冷却壁和铜冷却壁的特点,并探讨了高炉冷却壁的未来发展趋势。

HT冷却壁解剖研究与破损机理

采用金相分析、电镜及能谱分析、化学分析和力性分析方法，对马钢３号高炉第四代炉役炉腹段ＨＴ冷却壁进行了解剖研究。提出了ＨＴ冷却壁的微观破损机制。

冷却比表面积对高炉炉缸铸铁冷却壁传热的影响研究

基于ANSYS软件,建立炉缸铸铁冷却壁三维传热模型,分析了冷却比表面积对冷却壁传热的影响。结果表明:冷却壁比表面积在0.5增加至1.1时对冷却壁传热影响较大,比表面积在1.1以上时对冷却壁传热影响较小;通过减小水管间距来增大冷却比表面积时,冷却比表面积对冷却壁宽度方向温度分布的均匀性影响较大,而对冷却壁高度方向温度分布的均匀性影响较小;通过改变水管直径来改变比表面积时,冷却比表面积对冷却壁温度分布的均匀性影响较小;炉缸冷却壁冷却比表面积即冷却结构对温度梯度的影响较大,冷却水量对温度梯度的影响较小。最后对几座典型高炉炉缸冷却壁的冷却比表面积进行对比分析,结合数值计算结果,建议将炉缸冷却壁冷却比表面积控制在1.1以上。

铸钢冷却壁在济钢高炉的应用

济钢一炼铁厂5座高炉先后在炉腹至炉身下部安装了不同数量的铸钢冷却壁。生产实践表明,铸钢冷却壁热面温度比球墨铸铁冷却壁低,在高炉高热负荷区域采用铸钢冷却壁有利于延长高炉炉体寿命。

挂渣铸铁冷却壁水管形状优化研究

采用ABAQUS有限元软件,结合热态试验数据计算分析铸铁冷却壁冷却水管形状对冷却壁热表面渣皮厚度的影响.计算结果表明:冷却水管截面面积相同的情况下,当水管的短轴与长轴之比为0.2时,渣皮的厚度增加6.4%.综合考虑传热、冷却水阻力等因素,计算得出:把圆管做成面积相同的长短轴之比为0.45-0.55的椭圆管,不仅对铸铁冷却壁起到最好的保护效果,而且减少了水流量,这对于高炉的节能、降耗、长寿具有指导意义.

冷却水管表面合金化球墨铸铁冷却壁的热应力和热变形

为了满足高炉长寿的需要,开发了一种具有高冷却性能的铸铁冷却壁.利用热态实验数据确定了合金化管铸铁冷却壁温度场数值模拟的边界条件,采用ANSYS软件和热-结构耦合的方法分析炉温、渣皮和边缘接触压力对高温状态下铸铁冷却壁热应力及变形的影响,以便采取有效的措施降低铸铁冷却壁热应力,控制其变形.根据球墨铸铁强度分析理论提出评价长寿铸铁冷却壁冷却能力的新概念——高周热负荷.

无热阻新型钢冷却壁的研制和应用

论述了无热阻和低热阻钢冷却壁研制应用的理论和实践 ,现有的工作已经证明 :钢冷却壁的综合性能显著地优于目前大量应用的球黑铸铁冷却壁 。

铜冷却壁高炉操作现象及思考

结合宝钢1号高炉生产实践,阐述了铜冷却壁在使用过程中遇到的一些问题及解决措施,并提出了铜冷却壁在炉体各部位应用的一些看法,为今后新建或大修高炉提供了参考意见。

埋纯铜管铸铜冷却壁热态试验和热应力热变形研究

介绍了铸铜冷却壁的热态实验结果,采用数值模拟的方法分析了炉温、边缘接触压力对铸铜冷却壁热应力和热变形的影响.热态实验结果表明,铸铜冷却壁的冷却能力与轧制铜冷却壁相当,能够承受180 kW/m2的热负荷,短时间内能承受250 kW/m2的热负荷.热应力计算结果表明:铸铜冷却壁在高热负荷下不会产生疲劳裂纹.通过在杭钢2号高炉的工业测试说明铸铜冷却壁有很强的挂渣能力,且渣皮稳定.因此,铸铜冷却壁满足了高炉长寿的要求.由于铸铜冷却壁具有冷却能力大、自由布置冷却通道走向、成本较低等优势,因此有着很好的工业应用前景.

合金化管铸铁冷却壁内冷却水管的变形研究

根据合金化管铸铁冷却壁热态试验数据确定了合金化管铸铁冷却壁温度场数值模拟的边界条件,利用ANSYS软件、采用热-结构耦合的方法计算了高温状态下合金化管铸铁冷却壁内钢质冷却水管的变形,分析了气隙层和水管热变形对合金化管铸铁冷却壁寿命的影响,得出保证合金化管铸铁冷却壁长寿的最佳气隙层厚度和相应的最佳使用热负荷。

水冷铜型凝固下球墨铸铁凸轮轴研制

介绍了球铁凸轮轴水冷铜金属型铸造工艺,为了满足球铁凸轮轴的要求(QT700-2,铁素体≤50%),适当加入合金元素Cu、Sn,其中Cu控制在1.0%-1.4%,Sn在0.03%-0.05%。球化处理时,减少Mg、RE的加入量,同时对铸件进行正火处理经批量生产验证,该工艺稳定,效率高,可以满足球铁凸轮轴的生产要求。

椭圆水管铸铁冷却壁结构优化研究

基于有限元ANSYS软件,采用数值模拟的方法,分析了炉气温度、壁体厚度、水管间距、水管直径及水管椭圆度对椭圆管型铸铁冷却壁传热效果的影响,以及其对炉气的适应能力。结果表明：水管短长轴之比越小,即水管越扁,炉气温度对椭圆管型冷却壁传热影响越小。从冷却壁的传热角度考虑,冷却壁的椭圆管最佳短长轴之比为0.2~0.7,且越小越好。

球墨铸铁冷却壁在武钢高炉上的应用

武钢高炉应用球墨铸铁冷却壁的实践表明:必须保证足够的冷却强度,球墨铸铁冷却壁的优良特性才能发挥出来,寿命才能延长。

钢冷却壁的研制及应用

对钢冷却壁的研制及其在鞍钢、济钢等8座高炉上的使用情况进行了总结,生产实践表明,钢冷却壁的综合性能明显优于球墨铸铁冷却壁,有利于高炉的长寿。

高炉新型铸铜冷却壁的研制

总结多年研制高炉铸铜冷却壁的成功经验。对自主创新设计的一种新型铸铜冷却壁——扁管形状的铸铜冷却壁的冷却管的结构形式,进行详细的分析。试验结果表明,扁管铸铜冷却壁比圆管铸铜冷却壁的冷却性能更好,同时也能降低产品的制造成本,值得产品制造厂家参考。