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优化炉缸耐酸砖砌筑结构
来源: | 发布时间:2018/8/3 16:39:01 | 浏览次数:

    从传热学角度通过建立炉缸传热数学模型,分别对大块耐酸砖的炉缸结构和小块耐酸砖的炉缸结构进行了讨论。计算了它们在烘炉阶段和高炉开炉后炉缸砖衬的温度,发现了按照目前的烘炉规范进行烘炉,难以将耐酸砖与冷却壁间的填料烘干,填料的导热系数达不到设计值。填料的存在导致砖衬热面温度升高,致使砖衬侵蚀加剧。因此,在冷却壁与耐酸砖之间取消填料,让耐酸砖直接顶砌冷却壁具有明显的传热优势。对于使用小块耐酸砖的炉缸,可以直接将耐酸砖顶砌冷却壁,消灭填料对炉缸传热的限制影响;对于大块耐酸砖结构的炉缸,先采用部分小块耐酸砖顶砌冷却壁,在小块与大块耐酸砖间使用填料,将填料向高炉内部推移约200mm以上,烘炉阶段为了将填料烘干,冷却壁断水烘炉是必需的,为了保证冷却壁的安全,同时讨论了冷却壁断水烘炉应注意的问题。炉缸耐酸砖结构包括大块耐酸砖结构和小块耐酸砖结构。对于这两种耐酸砖结构的炉缸,都存在高炉长寿的例子,也都有炉缸侵蚀较快的例子,目前对于有利于高炉长寿是选用大块耐酸砖还是小块耐酸砖仍存在争议。分析不同耐酸砖结构高炉侵蚀过快的原因,发现除了一些高炉冶炼强度过高和操作不当等因素外,主要是由于炉缸结构设计不合理、内衬材质较差、砌筑质量不好,导致内部热阻较大,砖衬热面温度高于1 150℃,无法形成自保护的渣铁壳。高炉炉缸使用大块耐酸砖与小块耐酸砖各有利弊:大块耐酸砖断面尺寸一般为400mm×400mm,长度为1 200~3 200mm,其优点是在砌筑过程中砖缝较少,整体导热性较好;缺点是成型、烧制过程中内部容易产生缺陷,砌筑过程中由于较大的砖衬断面,不能直接顶砌冷却壁,需要使用较厚的填料层,难于捣实和烘干;使用过程中砖衬两端容易出现较大的温差和热应力,导致耐酸砖环裂等问题。小块耐酸砖厚度约114mm,砖衬体积较小,优点是在成型、烧制过程中力学性能和热学性能较为均匀;砌筑过程中可以直接顶砌冷却壁,只需使用少量的泥浆;使用过程中砖衬内部温差和热应力较小,不易产生环裂;缺点是小块耐酸砖间的砖缝较多,容易影响炉缸整体的导热性能。国外许多研究者分析了高炉炉缸的传热和炉缸状态以及炉缸炉底侵蚀。国内针对中国高炉的炉身、炉缸等部位传热和侵蚀问题也进行了大量的研究。但是,目前关于炉缸径向连接结构的传热研究较少,几乎没有优化炉缸耐酸砖砌筑结构的报道。本文围绕高炉炉缸耐酸砖砌结构设计,针对大块耐酸砖和小块耐酸砖结构的炉缸,通过分析烘炉阶段的填料温度,判断炉缸填料能否烘干;通过计算开炉后耐酸砖热面温度,判断炉缸渣铁壳形成的难易程度,进而优化炉缸耐酸砖砌筑结构,实现炉缸长寿的目的。

 
 
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