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《“自保護(hù)渣鐵鍋”長(zhǎng)壽保溫型爐缸爐底設(shè)計(jì).pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、2008年中小高爐煉鐵學(xué)術(shù)年會(huì)論文集“自保護(hù)渣鐵鍋”長(zhǎng)壽保溫型爐缸爐底設(shè)計(jì)趙宏博程樹(shù)森(北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院)摘要合理的爐缸爐底設(shè)計(jì)是現(xiàn)代高爐實(shí)現(xiàn)爐缸長(zhǎng)壽和保溫的重要前提。通過(guò)對(duì)實(shí)際不同高爐投產(chǎn)后爐缸爐底侵蝕情況的分析，得出爐缸爐底熱面和鐵水之間低導(dǎo)熱系數(shù)“保護(hù)殼”的存在是延長(zhǎng)壽命的實(shí)質(zhì)，評(píng)述了目前的爐缸爐底設(shè)計(jì)仍存在的問(wèn)題：‘‘傳熱法”高導(dǎo)熱炭磚爐缸開(kāi)爐初期“自保護(hù)”渣鐵殼不易穩(wěn)定存在，在沒(méi)有渣鐵殼形成的情況下炭磚溫度較高、熱損失較大，如果出現(xiàn)氣隙或串氣則侵蝕較嚴(yán)重，在爐缸爐底的拐角部位易形成“蒜頭狀”侵蝕；“隔熱法
2、”陶瓷杯復(fù)合爐缸爐底在陶瓷墊導(dǎo)熱系數(shù)及厚度的選擇、陶瓷墊下炭磚的搭配上仍存在誤區(qū)，陶瓷杯內(nèi)熱應(yīng)力過(guò)大，冷卻作用受到抑制，爐缸爐底壽命的延長(zhǎng)以“它保護(hù)”陶瓷杯的不可逆消耗為代價(jià)。提出“自保護(hù)渣鐵鍋”長(zhǎng)壽保溫型爐缸爐底設(shè)計(jì)的新理念，即耐火磚的導(dǎo)熱系數(shù)、厚度、熱膨脹系數(shù)自熱面至冷面逐漸增加，并盡量取消炭磚及冷卻系統(tǒng)間的填、搗料，實(shí)現(xiàn)“揚(yáng)冷避熱梯度布磚”。該新型設(shè)計(jì)克服了‘‘傳熱法”和“隔熱法”的缺點(diǎn)，利于在熱面形成穩(wěn)定且厚度合理的“自保護(hù)渣鐵鍋”，減小耐火磚內(nèi)應(yīng)力應(yīng)變，降低爐缸爐底熱損失，實(shí)現(xiàn)爐缸長(zhǎng)壽和保溫的統(tǒng)一．此理念已應(yīng)用于國(guó)內(nèi)新
3、建大中型高爐的設(shè)計(jì)．關(guān)鍵詞爐缸爐底；設(shè)計(jì)；自保護(hù)；渣鐵鍋；1引盲隨著高爐冶煉強(qiáng)度的提高，爐缸爐底的壽命越來(lái)越成為目前高爐長(zhǎng)壽高效的限制性環(huán)節(jié)【l】。爐缸爐底長(zhǎng)壽的前提是合理的設(shè)計(jì)，如果在設(shè)計(jì)上“先天不足”，則必定導(dǎo)致高爐投產(chǎn)后爐缸爐底侵蝕嚴(yán)重，進(jìn)而對(duì)高爐的正常運(yùn)行帶來(lái)一系列的影響，如迫使采取減產(chǎn)、釩鈦礦護(hù)爐、堵風(fēng)口或減風(fēng)、改通高壓水等手段，進(jìn)而嚴(yán)重影響到高爐的穩(wěn)產(chǎn)順行。雖然目前“傳熱法”高導(dǎo)熱炭磚爐缸和“隔熱法”陶瓷杯復(fù)合爐缸爐底成為主流的爐缸爐底結(jié)構(gòu)，但兩者在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中仍然存在著一定的爭(zhēng)議和不足口】131，本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)大型
4、鋼鐵企業(yè)不同大小及結(jié)構(gòu)的10余座高爐爐缸爐底的侵蝕計(jì)算分析【4】．【61，指出了目前長(zhǎng)壽高效高爐爐缸爐底設(shè)計(jì)上仍然存在的一些問(wèn)題，分析了“傳熱法”和“隔熱法”存在弊端的根本原因，并進(jìn)而提出新的“自保護(hù)渣鐵鍋”長(zhǎng)壽保溫型爐缸爐底設(shè)計(jì)理念。2“傳熱法”高導(dǎo)熱炭磚爐缸存在的問(wèn)題對(duì)于采用高導(dǎo)熱炭磚的“傳熱法”爐缸來(lái)說(shuō)，普遍認(rèn)為其優(yōu)點(diǎn)是由于發(fā)揮了炭磚的高導(dǎo)熱性，使鐵水熱量很快傳入炭磚，再由炭磚很快傳出爐缸而被冷卻水帶走，進(jìn)而使靠近炭磚熱面的鐵水凝固形成“自保護(hù)”渣鐵殼，高溫等溫線大部分集中在低導(dǎo)熱系數(shù)的渣鐵殼內(nèi)，炭磚的溫度梯度小且處于安全
5、的工作溫度，以達(dá)到保護(hù)爐缸的目的。通過(guò)對(duì)采用“傳熱法”爐缸的某些高爐的侵蝕情況進(jìn)行分析，得出這種設(shè)計(jì)仍存在著一定問(wèn)題：(1)“傳熱法”爐缸過(guò)分強(qiáng)調(diào)了增大導(dǎo)熱系數(shù)以發(fā)揮冷卻水的作用，忽視了提高導(dǎo)熱系數(shù)的同時(shí)鐵水的熱量也更易于傳入炭磚，往往在投產(chǎn)后由于設(shè)計(jì)爐缸炭磚較厚，熱阻較大，在開(kāi)爐初期并不能保證渣鐵殼的生成，沒(méi)有渣鐵殼時(shí)爐缸炭磚溫度較高，如下圖1所示，爐缸自熱面到冷面的等溫線分別為1150℃，1000℃，800"C，60012，400℃，200℃，可見(jiàn)在爐缸部位，80012等溫線已進(jìn)入炭磚熱面較深，雖然隨著爐缸側(cè)壁炭磚侵蝕厚度增
6、加，熱阻減小到一定程度時(shí)可以生成“自保護(hù)”的渣鐵殼，但由于未生成渣鐵殼前靠近熱面的炭磚易于脆化，爐缸長(zhǎng)壽仍存在隱患。(2)“傳熱法”爐缸由于炭磚的高導(dǎo)熱系數(shù)，6472008年中小高爐煉鐵學(xué)術(shù)年會(huì)論文集受鐵水流動(dòng)變化影響較大，如下圖2所示，當(dāng)鐵水流速變太后，1150℃侵蝕線進(jìn)入爐缸炭磚熱面更深．侵蝕加劇。如下圖3為某采用“傳熱法”爐缸的高爐在投產(chǎn)3年后鐵口所在剖面的爐缸爐底溫度場(chǎng)分布，可見(jiàn)其爐缸側(cè)壁侵蝕已較為嚴(yán)重。目1“傳熱t(yī)”爐缸沒(méi)有渣鐵殼對(duì)的溫度場(chǎng)分布圈2。情熱镕”"n鐵水流速∞太后的溫度場(chǎng)分布圈3鬻用“傳熱法”爐《的某高爐鐵
7、口所在剖面的溫度場(chǎng)分布(3)“傳熱法”爐缸在沒(méi)有渣鐵殼生成的情況下．高導(dǎo)熱的作用將適得其反，不但導(dǎo)致炭磚溫度過(guò)高．同時(shí)還增大了爐缸的熱損失，如某高爐的二段冷卻壁在爐缸侵蝕加劇，即沒(méi)有渣鐵殼生成的情況下．有半數(shù)冷卻壁的熱流強(qiáng)度超過(guò)15000W／m2，最高為25138W／m。，造成了爐缸較大的熱損失，同時(shí)也引起了高爐技術(shù)人員的警戒．對(duì)生產(chǎn)操作造成了一定的影響。(43“傳熱法”爐缸如果在運(yùn)行過(guò)程中在炭磚和冷卻壁之間產(chǎn)生氣嫩，則由于炭磚的高導(dǎo)熱性．鐵水的熱量易干傳人爐缸而由于氣隙不能及時(shí)傳出，熱量積聚將造成爐缸溫度異常升高，侵蝕加劇，如
8、某些采用“偉熟法”爐缸的高爐都曾出現(xiàn)過(guò)此問(wèn)題。(5)‘傳熱法”爐缸爐底拐角處由于爐缸刪壁的高導(dǎo)熱炭磚和爐底的低導(dǎo)熱陶瓷墊導(dǎo)熱性能差別較大．拐角處耐火磚內(nèi)易于產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，帶來(lái)“蒜頭狀”侵蝕產(chǎn)生的隱患。3“隔熱法”陶瓷杯復(fù)臺(tái)爐缸爐底存在的問(wèn)題“隔熱法”陶瓷杯復(fù)
