邯钢七号高炉炉缸炉底侵蚀预测与实况分析

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1、邯钢七号高炉炉缸炉底侵蚀预测与实况分析【摘要】运用一维传热原理对邯钢七号高炉正常生产和炉役后期炉缸炉底侵蚀厚度进行计算，预测七号高炉炉缸炉底侵蚀状况，通过与大修停炉后残铁排放情况及扒炉实测炭砖剩余厚度比较，看出用传热法计算炉底炉缸侵蚀厚度可以达到监测炉缸炉底侵蚀状况及活跃状态的目的，对指导操作上采取相应措施以保证炉缸的活跃性和稳定性具有一定的意义。【关键词】炉缸炉底传热侵蚀1.概况邯钢七号高炉有效容积2000m3，是引进德国克虏伯公司的1700m3高炉的二手设备扩容改造而成，高炉设有两个铁口夹角为90°的出铁场，28个风口，采用料车上料，并罐无料钟炉

2、顶，软水密闭循环冷却，比肖夫煤气洗涤等技术。于2000年6月28日开炉，2008年5月4日停炉，一代炉龄近8年。累计产铁量1242.4168万吨，单位炉容铁量6212.08吨。炉缸炉底的结构状况为：炉缸侧壁砌筑炭砖18层，总高4408mm；炉底砌筑5层炭砖、2层刚玉莫莱石陶瓷杯垫，其中1—4层为半石墨炭砖，厚度均为450mm，第五层为微孔炭砖，厚500mm；两层陶瓷杯垫厚度均为400mm，炉底砌砖总厚度为3100mm。七号高炉一代炉役没有进行过中修，炉体冷却壁损坏严重，多处漏水。计划于2008年5月4日大修停炉，为了停炉时能出净炉缸残铁，停炉前根据炉

3、缸、炉底炭砖测量温度，利用一维传热模型预测炉缸炉底侵蚀深度并指导确定残铁口的位置，并与扒炉实测数据进行对比，通过试算法，估算沉积渣铁的导热系数，为准确预报七号高炉第2代炉龄生产中炉缸炉顶侵蚀状况提供依据。2.炉底侵蚀线位置的预测计算炉底中心传热看成平板一维导热，根据传热学原理其计算公式为：（1）式中：为炉底热流强度，（W/m2）；为导热系数，W/(m．℃)；为温度差，(℃)；为炉底两点间厚度(m)。陶瓷杯垫的导热系数取3w/m.k，因炉缸、炉底的半石墨炭砖或微孔炭砖的导热系数随着温度的变化而变化，且在800℃以内近似呈线性关系，可设，根据实验室检测2

4、5℃、300℃、600℃的数据对它们的导热系数进行线性回归，当导热系数与温度呈线性关系时，为了计算的精确性，热流强度q则可按下式计算：（2）式中：为炉底热流强度，（W/m2）；、为温度，(℃)；为导热系数，W/(m．℃)；为回归系数。(1)用2005年炉底测温数据计算侵蚀厚度2005年8月10日、8月25日、9月7日高炉记载数据：炉底标高3.795m中心点处温度分别为687℃、701℃、689℃，炉底标高2.85m中心点温度分别为101℃，103℃、101℃，故将以上各数据代入公式（2）可以得到这3个时期炉底中心处的热流强度。将1150℃等温线视为高

5、炉的侵蚀线，利用热流相等由公式（2）可推出侵蚀后剩余厚度x为：231（3）231计算结果见表1。表1炉底中心处热流强度及侵蚀厚度计算结果时间3.795m处温度（℃）2.85m处温度（℃）热流强度（w/m2）剩余厚度（m）05.8.1068710165284.6405.8.2570110367234.6005.9.768910165574.64231由表1中结果可看出2005年七号高炉炉底中心处已经侵蚀到标高4.6m左右，即炉底中心处两层陶瓷杯垫已经完全侵蚀，陶瓷杯垫下部的第一层微孔炭砖已完全侵蚀，且第二层半石墨炭砖也已侵蚀了一部分。(2)根据2008

6、年数据计算2008年4月10日热电偶显示炉底标高3.795m中心点处温度为429℃，炉底标高2.85m中心点处温度为76℃，同理算得此时炉底中心热流强度为3289w/m2，因为计算的热流强度值较小，假设炉底中心处炭砖尚未侵蚀，则炭砖最上沿温度：（4）式中为标高5.198m和3.795m的差值，将数据代入可得为960.6℃，而非1150℃，比较（1）和(2)两个时期的计算结果，08年较05年1150℃等温线进入炉底较浅，可以说明炉底炭砖的热面有渣铁沉积物，对炉底炭砖起到一定的隔热作用。3.停炉出残铁状况2008年5月4日七号高炉降完料面大修停炉，5月5

7、日1：00开第一个残铁口，参考之前计算的侵蚀厚度把残铁口位置定在4.85m的高度，但在钻到3m深度仍未见有残铁放出时，就放弃了这个位置。随后，分别在5.2m、5.6m高度上钻孔，均未放出残铁。5月5日19：00，在标高6m处的残铁口位置终于放出了残铁，到5月6日凌晨2：00共放残铁约120t。4.扒炉炉缸炉底侵蚀厚度实测5月14日七号高炉扒炉已进行到炉缸第二段冷却壁上沿，此时深入到炉缸内部，随扒炉进度对不同高度上各方位的侵蚀厚度进行了测量，实际测得结果如下（炉缸炉底侵蚀曲线见图1）：231图1炉缸炉底侵蚀曲线2314.1炉缸侧壁陶瓷杯还剩余300-6

8、00mm，炭砖均尚未侵蚀。4.2炉底第七层陶瓷杯垫从距冷却壁1500mm左右处开始侵蚀，到1800mm左右处