高炉风口焦炭粒度在线检测装置的开发

采用语义分割深度学习模型,开发了高炉风口焦炭粒度在线检测装置,可对所采集风口图像中的焦炭进行识别。将该装置应用于国内某钢厂2500m^3高炉全焦冶炼时期的风口焦炭粒度研究,得到了风口焦炭粒度及粒径分布,并在此基础上,修正了适用于该检测结果的风口回旋区焦炭带长度的计算公式。认为该装置为研究高炉内焦炭裂化机理及回旋区形成机理奠定了基础,同时也为采用机器视觉及深度学习在线检测复杂环境颗粒粒度提供了新思路。

高炉风口焦炭劣化过程研究

利用偏光显微镜和扫描电镜研究了高炉风口焦炭被CO_2及渣铁侵蚀后的微观组织形貌,并分析了风口焦炭的劣化过程。研究结果表明,焦炭中的灰分在高温作用下会由气孔壁表面析出;CO_2分子与渣铁经焦炭表面的气孔渗入焦炭,对焦炭的表层进行侵蚀;外层焦炭经过渣铁冲刷、渗碳、燃烧等一系列作用后,粉化并逐层剥离,反应逐渐向焦炭核心进行,焦炭粒径逐渐减小,直至消失。

高炉风口焦炭的特点及分析

对沙钢2 500m^3高炉进行风口焦炭取样,测定风口焦炭灰分、粒度、光学组织、石墨化程度、反应性以及最大承受压力,对比分析风口焦炭与入炉焦炭的质量变化。研究表明,风口焦炭的粒度降低,反应性提高,石墨化程度增加,焦炭表层组织侵蚀较重,反应层厚较薄,抗压强度不变,焦炭表层耐磨强度降低,易发生粉化。

超大型高炉风口焦炭取样分析研究

为恢复炉况及探讨超大型高炉冶炼规律,对首钢京唐公司高炉进行了风口焦炭取样分析,研究了其入炉焦炭热强度与焦炭反应性、焦炭冷强度与焦炭耐磨强度之间的关系;探明了风口焦炭的粒度、劣化度及渣铁滞留量;探索了渣铁滞留量与渣铁体积、风口焦炭粒度、煤比及炉渣二元碱度的关系;分析了炉缸径向焦炭粒度分布、风口前高透气性区长度、炉缸透气性等;根据上述研究结果,提出了高炉操作建议并得到应用。实践结果表明:风口焦炭取样分析可以作为高炉操作调整的重要参考。

高炉风口焦炭的形貌与冶金行为

为了研究焦炭在风口区域的劣化过程,获取高炉风口区及风口区边缘焦炭样品,利用显微分光光度计和扫描电镜对焦炭与氧化性气体、炉渣和铁水的反应界面形貌与生成物进行了检测,分析了焦炭在风口区的冶金行为。研究结果表明,氧化性气体会以消耗碳元素方式侵蚀焦炭基质,炉渣则会进入焦炭气孔和裂纹中,通过反应、冲蚀和挤压气孔壁的方式瓦解焦炭。铁水主要通过渗碳作用侵蚀焦炭,残留的灰分会覆盖气孔壁表面,阻碍化学反应进行。风口区的焦炭已经高度石墨化,呈现大量片状石墨结构,微观结构的改变导致焦炭强度降低,最终瓦解粉化。焦炭内部的灰分、炉渣颗粒会与炉渣融合,形成终渣。