高炉寿命的延长是当前炼铁技术发展的重要目标。现代高炉运行5~10年后,炉缸内衬往往会出现严重侵蚀,直接威胁高炉寿命。传统的整体换衬或重砌炭砖修复技术因工期长、成本高,对企业生产造成较大影响,亟需一种高效、经济的修复方法。
传统修复技术主要集中于更换内衬或补充炭砖,但其局限性包括:
修复材料与残余内衬的匹配性不足,导致耐久性差;
缺乏精准的炉缸侵蚀形态数据支撑,无法科学优化修复设计;
停炉大修周期长,增加了企业的经济负担。
最近,首钢集团有限公司的张福明教授及其团队通过开发新型炉缸浇注修复技术,成功应用于首钢股份的3座大型高炉中。他们创新性地提出了在保留原有炭砖内衬的基础上进行浇注修复的方法,并采用三维数字成像技术结合多场耦合仿真,优化了修复内衬的设计结构和施工方案。研究成果显著提高了高炉炉缸的使用寿命,并降低了修复成本,为高炉中后期的寿命延长提供了新思路。
相关研究成果以“大型高炉炉缸浇注修复技术研究与应用”为题目发表于《炼铁》2024年第43卷第5期,论文作者为:张福明*,贾国利,张勇,赵满祥,焦克新。
研究结果与结论:
开发了精准定位炉缸残铁和侵蚀区域的三维成像技术,提高了修复材料用量预测的准确性;
浇注修复后的炉缸温度分布更均匀,炭砖最高温度降低了20~30℃,有效抑制了炭砖脆化;
修复工艺在停炉大修工期缩短至35天,仅为传统大修周期的三分之一;
浇注修复后高炉寿命延长了5年以上,燃料消耗降低10%,经济效益显著。
该论文中共有图片5张、表格2个,部分图片和表格如下:
图1. 炉缸残铁口定位示意图
图2. 炉缸侵蚀三维成像结果
图3. 首钢股份2号高炉死料柱形态和位置实测结果
图4. 浇注修复后的流场仿真结果
图5 炉缸浇注结构流场仿真模拟结果
图6. 浇注结构优化方案的对比示意
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