高炉炉衬破损调查与炉体状态模型的建立

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1、高炉炉衬破损调查与炉体状态模型的建立杨尚宝　杨天钧　　窦庆和　聂世锋　崔六喜　南祥民(北京科技大学)(安阳钢铁集团有限责任公司)摘　要　通过对高炉炉衬破损的实际调查，结合高炉操作和检测条件建立了炉体状态模型。该模型可在线监测和判断高炉炉衬的破损状况，并根据判断结果调用知识库中的操作知识对高炉操作进行指导，以及时调整操作，维护合理的操作炉型。关键词　高炉　炉衬破损　调查　人工智能　模型INVESTIGATIONOFEROSIONOFBLASTFURNACELININGANDESTABLISHMENTOFAMODELFORBLASTFURNACELINESYANGShang

2、bao　YANGTianjun(UniversityofScienceandTechnologyBeijing)DOUQinghe　NIEShifeng　CUILiuxi　NANXiangmin(AnyangIronandSteel(Group)Co.,Ltd.)ABSTRACT　Themodelforblastfurnacelineshasbeendevelopedbasedoninvestigationoferosionofblastfurnaceliningwithconsiderationofoperationandmonitoringconditions.Th

3、emodelcanmonitorandjudgethestateoffurnacelinesonline,andguidetheoperationaccordingtotheknowledgestoredinknowledgebase.Byusingthemodel,theoperationcanbeadjustedontimetomaintainsuitableblastfurnacelines.KEYWORDS　blastfurnace,erosionoffurnacelining,investigation,artificialintelligence,model

4、　　高炉长寿不仅可以节约大量的维修费用、改善冶炼指标、增加生铁产量，还可以充分发挥高炉前后工序的设备能力，提高整个企业的经济效益。因此，高炉长寿问题已越来越引起国内外钢铁界的重视。高炉长寿是一项综合性技术，从设计、选材、施工到高炉的操作、检测和维护无一不对高炉的寿命产生重要的影响。生产中要保持良好的高炉炉形，达到高炉长寿的目的，必须随时了解和控制高炉炉衬的侵蚀情况，尤其在强化冶炼的情况下更是如此。　　本研究在安钢2号高炉炉衬破损实际调查的基础上，针对该高炉的特点，建立了炉体状态模型，以指导操作、维护合理的操作炉型。1　炉衬破损调查1.1　破损调查　　安钢2号高炉(300

5、m3)为达到强化冶炼的目的，除加强高炉操作管理外，还采用：①小高压操作；②高风温和富氧加湿综合鼓风；③加强高炉上中下部调剂。2号高炉生产4年后，采用打水降焦法停炉中修，期间笔者实地调查了该高炉的破损情况，发现在炉身中下部和炉缸炉底两个部位炉衬砖侵蚀较严重，见表1。　　由表1可见，要提高炉衬质量，维护良好的炉体状况，必须做好以下几个方面的工作：①合理稳定的操作；②改善冷却制度；③改进冷却器的结构；④寻求新的耐火材质；⑤加强炉体监测，及时维护炉衬。表1　安钢2号(300m3)高炉炉体破损调查情况［1］Table1　Investigationofdamagedstateoff

6、urnacelining序号破损现象原因分析对策1　炉身砖衬全部脱落或磨损，起砖衬保护作用的是支梁式水箱和镶砖冷却壁　支梁式水箱对炉身部的砖衬支撑不牢；炉内机械磨损较大，还存在高温熔蚀　改进冷却器的结构和形式，改善操作2　支梁式水箱与镶砖冷却壁交界处形成一个环形大炉瘤　操作不稳、波动大，造成软融带位置上下移动，因凉热交替而形成炉瘤。从炉瘤显微结构(反光下放大100倍)可见，该炉瘤为初渣与金属铁的混合物　稳定操作3　镶砖冷却壁比其所镶的砖侵蚀更严重，说明炉身中下部存在高温熔蚀现象　炉身部温度偏高，冷却强度不够　调整冷却制度4　炉身中下部在圆周方向上侵蚀明显不均衡。炉子轴线

7、发生偏移　煤气流分布不均匀，风口直径和长度变化过于频繁　稳定操作，维持合理煤气流分布；不轻易改变风口大小5　炉底存有大量石墨化沉积碳，沉积碳下是渣皮，再下是炉底衬砖　强化冶炼，提高热风压力，有利于析出石墨碳，形成渣皮保护层　合理强化，综合考虑强化、顺行和长寿的关系6　炉底砖缝过大，有的甚至达到80mm宽，从而造成铁水深渗，石墨化严重，极大影响了炉底寿命　炉底砌筑质量不好　加强砌炉检查，提高砌炉质量7　出铁环流的冲刷和碱金属的脆化作用　炉缸炉底处存在“异常侵蚀”，沿圆周方向，炉底侵蚀不均匀，个别处已侵蚀到光面冷却壁，炉子仅以石墨碳维持工作