焦炉上升管换热器内筒用310S不锈钢高温腐蚀行为研究

焦炉上升管余热利用作为焦化工序节能减碳、降本增效的重要手段,其换热器内筒材质是关系到上升管安全稳定运行及寿命的关键。选取310S耐热钢,在焦炉上升管内进行了14天的挂片试验,通过观察挂片前后组织与表面氧化腐蚀情况,得出:310S钢板经挂片试验后表面出现厚度约3~5μm的氧化层,氧化层含Cr、Fe、O、Si、Al等元素;且表层有明显的渗氮现象;钢板表层未观察到高温硫化反应现象,也未观察到硫化物腐蚀开裂特征;无明显的组织转变及组织粗化现象,组织中的部分孪晶消失,偏析程度减轻。

原料配比对铁焦冶金性能和微观结构的影响机制

铁焦是高炉实现低碳炼铁的主要潜在技术之一。分析了不同原料配比下铁焦的抗拉强度、机械强度和热性能的演化特性。同时,结合光学显微镜、SEM-EDS、BET和XRD等表征手段分析了原料配比对铁焦显微组织、孔结构和碳结构的影响机制。研究结果表明,铁焦中较低的孔隙率和更均匀的孔隙结构有助于提高其抗拉强度。当铁矿粉质量分数超过10%后,铁焦机械强度显著降低。综合考虑铁焦的机械强度和热性能,铁矿粉的添加量(质量分数)不宜超过15%。通过调整1/3焦煤添加量来优化铁焦的冶金性能,当添加量(质量分数)在20%~22%时,铁焦机械强度达到了二级焦的等级。铁焦反应性随着1/3焦煤含量的增加呈现先降后升的趋势,其深层原因是碳结构与微孔结构的变化。

武钢1号高炉炉缸破损调查及炭砖侵蚀机理

掌握武钢1号高炉炉缸的侵蚀状态,明确炭砖的破坏过程及其侵蚀机理,对指导高炉操作、延长高炉使用寿命具有重要意义。通过钻芯取样对武钢1号高炉炉缸开展了破损调查,采用化学分析、光镜、电镜等手段研究了炉缸残余炭砖的侵蚀特性。结果表明,武钢1号高炉炉缸整体呈“锅底”状侵蚀,近铁口区域的侵蚀相对非铁口区更加严重,自铁口中心线向下,残余炭砖的完好层长度逐渐变短,破损层长度逐渐变长。有害元素K在炭砖内的存在形式为硅铝酸盐,Zn和Na元素在炭砖内的存在形式主要为氧化物,Pb元素在炭砖内的存在形式为硫化物。沿着炉缸半径方向,残余炭砖的体密度先增大后减小,在有害元素富集区域达到最大。炭砖结构被破坏主要原因是热应力、有害元素的富集和铁水渗透。