大型高炉炉缸浇注修复技术研究与应用

为了有效延长炉役中后期高炉寿命,开发了高炉炉缸内衬浇注修复技术,在首钢股份3座高炉上应用,取得了显著的应用成效和经济效益。系统阐述了高炉炉缸内衬浇注修复技术关键技术及特点,开展了炉缸内衬浇注修复多场仿真模拟研究。简要分析了高炉停炉及相关技术,如高炉快速停炉降温技术、残铁口精准定位技术、炉缸侵蚀内型数字化成像技术;重点分析了炉缸内衬浇注修复技术,如炉缸内衬浇注料选择、炉缸内衬浇注结构设计优化、炉缸内衬整体浇注修复技术、炉缸内衬侵蚀模型的重构等,同时指出了本项技术的关键操作要素和未来预期的应用效果。

利用细磨钛块生产高钛球团试验研究

首钢京唐公司利用矿选细磨钛块得到的自产钛粉进行了生产高钛球团的试验研究,并进行钛球护炉实践。试验结果表明:在大型带式焙烧机焙烧工艺制度下,利用自产钛粉、承德细钛粉、进口铁精粉可生产w(TiO_(2))在13.0%左右、抗压强度良好的优质高钛球团;所产高钛球团还原膨胀率10.5%,比常规球团低,炉料熔滴性能合适;与钛块直接入炉相比,熟料入炉更利于高炉顺行,实现了高炉在护炉条件下的高效稳定运行。

在役高炉炉缸炭砖炉衬状态管理的本质--从热压炭砖在我国高炉上的应用谈起

简要回顾了热压炭砖在我国高炉上的应用历程,分析了热压炭砖应用典型案例,重点阐明了热压炭砖炉衬结构体的在役状态。在役高炉炉缸炭砖炉衬是一个由多层、不同物性物质组成的复合结构体,包括附着在炭砖表面的凝铁层、炉衬背面的炭素捣打料层,以及可能存在的气隙等实际占有空间的结构体。认为在役高炉炉缸炭砖炉衬状态管理的本质是解决炉衬结构体的传热体系问题,而在役高炉炉缸炭砖炉衬传热的主要影响因素包括两部分:一是炭砖热面的铁水流速;二是构成炉衬复合结构体(包括凝铁层、渗铁层、脆化层、气隙和炭素捣打料层等)的物性及厚度。

辊底炉淬火冷却水流量的精准控制与校准

辊底炉作为铝合金中厚板实施热处理的关键设备,其淬火冷却水流量对板型控制至关重要。本文对淬火冷却系统关键部件流量计的在线校准进行了研究。介绍了三种常用校准方法的原理及优缺点。针对辊底炉冷却水系统管道直管段不足,存在紊流现象,不符合便携式超声波流量计安装条件的现状,从原理上分析产生紊流的原因和应对办法。通过在管道的不同位置安装传感器,实现多通道测量,采用测量结果平均化方法以减少流体中紊流带来的影响,从而指导工业生产,提高产品质量。另外还通过对实验数据的分析并结合工作经验,对一些异常数据产生原因进行了研究,并提出了进一步提高校准结果准确性的措施和办法。

顶吹炉炉膛空间变化与冶炼产能优化探究

以云南某锡冶炼厂炼锡顶吹沉没熔炼炉为例,在介绍顶吹沉没熔炼炉生产工艺及结构特征的基础上,研究了炉膛空间与冶炼产能之间的关系。研究发现,顶吹沉没熔炼炉实际冶炼能力与熔池横截面积成非线性正相关关系;与炉墙耐火材料剩余厚度成非线性负相关关系。基于研究结论,提出了有效发挥顶吹沉没熔炼炉冶炼能力与有效延长耐火材料使用寿命的对策措施。

传热边界逆解在高炉炉缸侵蚀诊断中的应用

根据复杂结构传热问题中的待定边界逆解原理,针对高炉炉缸测温点较少或无测温点的情况,按照轴对称稳态传热方程,以实测温度和冷却壁热流量为侵蚀边界核定条件,构造了一种正解计算—核定—修改边界—再正解计算核定的逐次逼近的炉缸内衬侵蚀边界数值计算方法.该方法用最危险原则判断同一轴截面内衬侵蚀形貌的不惟一性和不适定性,其诊断结果与后期高炉大修破损调查结果一致.这种方法可应用于同类高炉的炉缸内衬侵蚀诊断.

基于轮廓向量集和遗传算法的高炉炉缸内衬侵蚀预测模型

针对高炉炉缸连续式生产、工况恶劣以及耐火材料内衬实际形貌在生产过程中不断变化的特点,提出了一种利用轮廓向量集表征炉缸内衬热面形状的简易方法,从而将求解未知定温边界几何形状的复杂反问题归结为搜索最佳轮廓向量集合的最优化数学问题.结合数值传热学、有限元法以及遗传算法,建立了能够准确预测高炉炉缸内衬轮廓的传热"反问题"数学模型.在陶瓷杯复合炉缸的基础上,制备典型的非均匀"象脚状"异常侵蚀数值样本,对模型的有效性、稳定性以及计算结果的精确度进行了校验.结果表明,上述模型具有广阔的实际应用前景.

高炉炉缸的应力分析和炉壳开裂补强判据

根据线性热弹性力学理论和高炉炉缸结构受热膨胀的力学特征,推导了平面轴对称温度分布和均布压力作用下炉缸结构的应力和变形计算式.分析炉缸结构热过盈工作状态的应力和炉壳纵向开裂补强前后的内衬应力特征,得出内衬受外缘抗拉强度控制的结果.由内衬外缘表面的强度条件,推导出满足强度要求的最小界面压力,进而提出炉壳纵向开裂补强的设计原则和炉壳补强判据.给出的算例可供计算参考.

高炉炉缸永久性内衬作用与形成技术

对高炉炉缸侵蚀特征进行了分析,铁口以下是炭砖重点侵蚀区域。在铁口以下选择超微孔炭砖、合适的冷却器结构形式和冷却制度、高炉定期采用钒钛矿护炉,可以在炭砖热面生成由金属Fe、FeO、石墨C、SiO2、Al2O3、Ti(C,N)等构成的永久性内衬,防止或减轻炭砖侵蚀。

高炉风口喷钛护炉

通过对三种加钛护炉方法的比较,说明风口喷钛是最佳护炉方式。它具有针对性强、降温速度快、含钛物料消耗量少、对高炉操作影响小等优点。影响风口喷钛护炉效果的主要因素是喷吹位置的选择。

用于高炉炉缸内衬侵蚀预测的二步算法及其应用

为对高炉炉缸内衬侵蚀形貌进行预测,在前期工作中结合轮廓向量集和遗传算法,建立了精度较高的"反问题"模型。考虑到遗传算法在炉缸内衬侵蚀预测方面尚未完全普及,且其相关理论也较复杂,又提出一种仍基于轮廓向量集,但采用常见最优化方法的二步算法。该二步算法首先利用广义逆确定炉缸轮廓向量的最优初值,再针对此初值运用常见的内点法进行后续优化求解。以此算法为核心建立改进的高炉炉缸内衬侵蚀预测模型,通过应用于实际炉缸结构的算例校验该模型有效性,并将其与以遗传算法为核心的模型进行比较。研究结果表明:在相同自由度、编程平台以及计算机的前提下,以遗传算法和二步算法为核心的2种"反问题"模型计算精度相当,最大相对误差均小于1%。然而,值得关注的是,后者的模型更简单易行,且计算耗时仅为前者的20%左右。

武钢4号高炉炉底炉缸破损调查分析

武钢4号高炉(2516m^3)第二代炉役采用了全炭砖水冷薄炉底结构,一代炉役寿命达11年6个月。停炉大修时的破损调查表明,炉底炉缸的破损严重,究其原因主要是采用的普通炭砖质量差。因炭砖质量差,开炉仅1年半,炉基温度就升高到560℃,此后便开始了长达10年的钒钛矿护炉,确保了炉底炉缸的生产安全,炉底炉缸的破损调查结果也表明钒钛矿护炉是富有成效的。

高炉冷却壁及炉缸炉底工作状态在线监测

重点阐述高炉冷却壁及炉缸炉底在线监测系统各部分的特点、功能及应用效果。认为实时采集冷却水温和热电偶温度,选取合理的温度场计算模型,引入并完善"侵蚀及结厚诊断知识库",开发"正反问题"相结合的侵蚀计算方法,以提高模型的自适应能力,使计算结果和实际生产更加吻合,是实现高炉冷却壁及炉缸炉底在线监测的关键。

高炉炉缸炉底内衬侵蚀形貌的计算和应用

根据固体的多维稳态传热理论,简述高炉炉缸内衬三维侵蚀分析的基本原理,并从实用的角度给出轴截面和横截面内的2个二维侵蚀形貌解的计算原理。讨论了内衬侵蚀分析数值模型的建模和求解中几个技术问题。应用实例表明所提出和研究的内衬侵蚀计算方法具有可靠性,能为高炉炉缸安全生产提供技术依据。

高炉炉缸炉底侵蚀模型的研究与开发

采用边界元方法建立某一大型高炉炉缸炉底的侵蚀推测二维模型,能够推定高炉炉缸炉底侵蚀线的位置和形状,及时了解炉衬侵蚀状态,从计算所得的侵蚀图来看,侵蚀轮廓是比较合理的,与实际侵蚀情况非常相近。

辊底炉生产线煤气加热温度控制系统

系统介绍了煤气加热炉温度控制系统的流程、相互作用与连线。较深入讨论了串并联与串并联双交叉温度控制的运算框图。

高炉炉缸炉底侵蚀模型的研究与开发

采用边界元方法建立某一大型高炉炉缸炉底的侵蚀推测二维模型,能够推定高炉炉缸炉底侵蚀线的位置和形状,及时了解炉衬侵蚀状态。从计算所得的侵蚀图来看,侵蚀轮廓是比较合理的,与实际侵蚀情况非常相近。

轻型链条炉排跑偏的分析与处理

通过对轻型链条炉排跑偏故障的分析 ,找出了解决炉排跑偏问题的方法 ,经过对该炉排的修理、改进 ,炉排运行效果良好 。

曲面阴极铝电解槽结构改进及等温线温度测量的分析研究

介绍了针对300 k A曲面阴极铝电解槽生产中存在的问题,采取优化改进电解槽结构,开展等温线温度测量分析研究,表明改进后的曲面阴极电解槽能满足安全、平稳、高效生产的要求,其工艺技术及经济指标达到了国内先进水平。

高炉炉缸内衬侵蚀边界研究

为了探究高炉炉缸的内衬侵蚀状态及侵蚀边界的形成规律,通过对炉缸内衬的传热特性分析,提出计算内衬侵蚀边界的移动边界搜索方法,并分析该方法的原理和求解过程,结合实例验证移动边界法的可行性。从冷却壁安全热负荷和内衬应力强度角度确定炉缸内衬安全厚度计算式。采用该方法对炉缸内衬的侵蚀边界进行计算,可综合评估炉缸的安全风险。