《炼铁》2024年第5期目录及摘要

文摘   2024-10-10 10:58   湖北  

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1   大型高炉炉缸浇注修复技术研究与应用               


张福明1,贾国利2,张   勇3,赵满祥2,焦克新4

(1. 首钢集团有限公司,北京  100041;2. 北京首钢股份有限公司炼铁部,河北  迁安  064400;3. 首钢集团有限公司技术研究院,北京  100041;4. 北京科技大学冶金与生态工程学院,北京  100083)

摘  要:为了有效延长炉役中后期高炉寿命,开发了高炉炉缸内衬浇注修复技术,在首钢股份3座高炉上应用,取得了显著的应用成效和经济效益。系统阐述了高炉炉缸内衬浇注修复技术关键技术及特点,开展了炉缸内衬浇注修复多场仿真模拟研究。简要分析了高炉停炉及相关技术,如高炉快速停炉降温技术、残铁口精准定位技术、炉缸侵蚀内型数字化成像技术;重点分析了炉缸内衬浇注修复技术,如炉缸内衬浇注料选择、炉缸内衬浇注结构设计优化、炉缸内衬整体浇注修复技术、炉缸内衬侵蚀模型的重构等,同时指出了本项技术的关键操作要素和未来预期的应用效果。

关键词:大型高炉;炉缸内衬;浇注修复;长寿

2   沙钢2680m3高炉长寿技术特点及铜冷却壁使用效果                          


雷   鸣1,3, 杜   屏1, 魏红超2, 焦克新3, 张建良3, 宗燕兵3

(1.江苏省(沙钢)钢铁研究院, 江苏  张家港  215625;2.江苏沙钢集团有限公司,江苏  张家港  215625;3.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京  100083)

摘  要:沙钢2680m3高炉设计及操作遵从炉料膨胀、收缩与炉型相适应的原则,通过设计合理炉型、优化铜冷却壁设计及操作制度等,延长铜冷却壁寿命。炉型设计采用合理的炉腰体积占比(12%~16%);优化炉身上部结构,减少铸铁冷却壁厚度,增加耐材厚度,可降低炉身上部冷却强度,避免边沿气流温度过低影响炉料的干燥和预热;优化铜冷却壁设计,壁体采用侧凸台,加强高炉周向传热的均匀性;优化操作制度,合理调剂上下部制度,增大炉缸活跃区占比,避免软熔带根部位置过低。采用上述措施后,2680m3高炉铜冷却壁寿命普遍超过17年,部分达到23年。

关键词:高炉;铜冷却壁;炉型设计;冷却壁侧凸台;操作制度

3   唐钢新区高比例球团矿冶炼高炉的操作炉型控制                                 


客海滨1,董国强1 ,王丽丽2,陈永星1

(1. 河钢集团唐钢公司炼铁事业部,河北  唐山  063000;2. 唐山学院机电工程学院,河北  唐山  063000)

摘  要:唐钢新区高炉设计秉承“现代化、绿色化”理念,采用50%球团矿冶炼,为适应高比例球团矿冶炼,优化炉型设计,冷却设备采用全铸铁冷却壁形式。高比例球团矿冶炼下,因高炉边沿不稳、炉墙易结厚,操作炉型不易控制。通过采取加强原燃料质量控制、合理匹配上下部操作制度、合理控制水温差、快速处理炉墙结厚等措施,高炉保持了较长周期稳定顺行,各项技术指标持续提升。2022年下半年以来,高炉利用系数保持在2.74~2.97t/(m3·d),从使用效果看,全铸铁冷却壁能够适应高比例球团矿冶炼条件下的高强度冶炼要求。

关键词:高炉;操作炉型;高比例球团矿;全铸铁冷却壁;炉墙结厚

4   铜冷却壁长寿的使用维护及结构优化浅析                               


赵满祥1,程洪全1,张   勇1,宋少华1,张   浩1,沈大伟2,陈名炯2

(1.北京首钢股份有限公司,河北  迁安  064400;2.汕头华兴冶金设备股份有限公司,广东  汕头  515063)

摘  要:首钢股份高炉铜冷却壁的长寿使用维护经验,主要是对冷却水温、水量、水压,入炉有害元素及边沿煤气流等进行有效控制,同时对中长期休风和降料面停炉等特殊时段进行专门维护,保障铜冷却壁长期稳定安全运行。针对铜冷却壁在长期使用后可能存在的热面磨损和累积变形,采用热面镶嵌钢砖、本体加强等结构优化设计,能大幅度提高耐磨和挂渣性能,增强抗变形能力,延长在异常工况条件下的使用寿命。认为,只要铜冷却壁设计合理、使用维护得当,就完全能在保障高炉高水平稳定顺行的基础上,实现超过一代炉役的长寿目标。

关键词:高炉;铜冷却壁;使用维护;耐磨性能;挂渣性能;抗变形能力

5   长江钢铁3号高炉铸钢及铸铁冷却壁的破损行为研究                                 


陆   飞1,覃德波2,赵金龙2,王宏涛1,孟庆民1,祖一峰2,王   平1

(1.安徽工业大学冶金工程学院,安徽  马鞍山  243032;2.安徽长江钢铁股份有限公司,安徽  马鞍山  243181)

摘  要:对长江钢铁3号高炉一代炉役后铸钢及铸铁冷却壁的破损行为进行了研究。结果表明:①冷却壁燕尾槽镶砖大部分已脱落,9段铸钢冷却壁和11段铸铁冷却壁的燕尾槽凸台平均磨损率分别为46.56%和73.3%;②铸钢冷却壁裂纹从热面向下延伸至60mm处,而铸铁冷却壁裂纹则延伸至冷却水管上方;③铸钢及铸铁冷却壁水管内均存在铁氧化物水垢;④铸钢冷却壁水管与壁体结合紧密无缝隙,而铸铁冷却壁水管与壁体边界清楚,有缝隙,最大处达到0.92mm。认为3号高炉冷却壁破损的原因,主要是煤气流冲刷和炉料摩擦,壁体因热震导致的横向裂纹和纵向裂纹,以及水管与壁体间的缝隙和水垢引起的传热不畅等。

关键词:高炉;铸钢冷却壁;铸铁冷却壁;破损行为;壁体解剖

6   焦炭质量变化对唐钢新区高球比冶炼高炉的影响                            


袁雪涛,陈永星,张福忠

 (河钢集团唐钢公司,河北  唐山  063000)

摘  要:高比例球团矿冶炼高炉对焦炭质量要求严苛,从焦炭化学成分、物理性能、热态性能三个方面探讨了唐钢新区3座高炉投产以来,在采用35%~40%高比例球团冶炼条件下,焦炭质量对高炉焦比和煤比的影响。结果表明:焦炭平均粒度、CSR与焦比呈负相关关系,而焦炭灰分、CRI与焦比呈正相关关系;焦炭CRI与煤比呈负相关关系,CSR与煤比呈正相关关系。在唐钢新区目前原料条件下,焦炭灰分<12.5%、平均粒度>48mm、M10<6.0%、CRI<22.0%、CSR>68.5%,高炉顺行可得到保证,焦比可控制在310kg/t以内。

关键词:高炉;高球比;焦炭质量;焦比;煤比

7   西昌钢钒1号高炉高效低耗攻关措施                                  


郭   庆,雷   电,干   显,曾中兴,江   凌

(攀钢集团西昌钢钒有限公司,四川  西昌  615000)

摘  要:西昌钢钒1号高炉在环保、成本、资源等日趋严峻的条件下,进行了高效低耗生产技术攻关。针对入炉品位低、渣量大、炉渣黏度大等生产特殊性,在原燃料和高炉操作制度方面采取了一系列攻关措施:提高原燃料质量主要是控制适宜的焦炭质量、停用块矿及提高球团矿比例;高炉操作制度优化主要是合理匹配上下部操作制度、控制适宜的热制度及造渣制度,冶炼强度不宜低于1.35t/(m3·d),适宜的[Ti]+[Si]为0.25%~0.35%。采用上述措施后,相对于2022年6—7月,2023年上半年高炉利用系数提高0.15~0.25t/(m3·d),煤比提高10~20kg/t,燃料比下降10~15kg/t。

关键词:高炉;钒钛磁铁矿;焦炭质量;操作制度;冶炼强度

8   热风炉外均压智控节能技术及应用效果                            


王长春,汪小龙,汪   朋

(北京卡卢金热风炉技术有限公司,北京  100055)

摘  要:热风炉外均压智控节能技术由外均压换炉技术和全自动智能控制系统组成,可完全消除换炉的风压波动,实现热风炉系统“一键式”全自动运行。其创新点,一是采用外置高压气罐取代鼓风机为热风炉充压;二是采取“小压差、大流量”控制策略,通过动态调节方法实现了对热风炉充压全过程的压差控制,保障充压过程安全可靠,充压时间缩短至2~4min;三是建立与热风炉工作制度匹配协调的全自动充压换炉工艺;四是建立全流程自动操作模式,由高炉炉长确定风温目标全自动运行,降低人为干预和无效操作。1260m3高炉和5500m3高炉应用效果表明,风温提高20~50℃,同等条件下煤气消耗量降低5%~10%。

关键词:热风炉;充压换炉;外均压;智能控制;风温;煤气消耗量

9   返矿冷固球团在榆钢2800m3高炉的应用                                  


王吕辉1,祁占林2,王正鹏2,严礼祥1,杨吉祥1

(1. 重庆臻焱节能环保科技股份有限公司,重庆  400000;2. 酒钢集团榆中钢铁有限责任公司炼铁厂,甘肃  兰州  730104)

摘  要:简要阐明了烧结返矿的利用现状及返矿冷固球团入炉的可行性,重点阐述了榆钢烧结返矿冷固球团制备及2800m3高炉入炉应用的技术攻关成果。烧结返矿冷固球团的抗压强度、热爆裂性能指数、低温还原粉化指数、还原性能及软熔性能等质量指标符合高炉炉料冶金性能要求。高炉生产实践表明,返矿冷固球团入炉,有利于改善高炉透气性,提高煤气利用率,炉况稳定顺行,可取得良好的经济效益和社会效益。与返矿冷固球团使用前相比,在冷固球团入炉比例为5%时,煤气利用率提高4%~5%,生铁成本降低10.2元/t。

关键词:高炉;烧结返矿;冷固球团;烧结矿;生铁成本

10   高炉炉缸双轮廓内型诊断系统的开发及应用                                 


侯彬彬1,张成博2,邵   磊1,魏   国1,邹宗树1

(1.东北大学冶金学院,辽宁  沈阳  110819;2.江阴兴澄特种钢铁有限公司研究院,江苏  江阴  214400)

摘  要:基于可同步求解炉缸残衬和凝壳双轮廓的反问题模型,采用界面编制和软件封装技术,开发界面化在线高炉炉缸双轮廓内型诊断系统。将该诊断系统应用于某2500m3高炉,对其开炉后近7年的炉缸双轮廓内型演变行为开展研究,并结合焦比、煤比、鼓风动能等生产数据,对炉缸工作状态进行分析。结果表明,炉缸炭砖加陶瓷杯复合结构,在高热阻陶瓷杯经受约一年半的快速侵蚀后,逐渐进入“自保护”模式;当死料柱透液性不断恶化时,导致炉底凝壳过度结厚;而当焦比、鼓风动能提高及煤比降低时,可促进炉底结厚凝壳消熔,从而有效改善炉缸工作状态。

关键词:高炉;炉缸侵蚀;双轮廓内型;导热反问题;诊断系统

11   首钢股份高炉喷吹生物质微粉的可行性分析                                  


段伟斌1,张建良2,3,贾国利1,王宇哲1,党   晗2,3,叶   涟2,3,徐润生2,3

(1.北京首钢股份有限公司,河北  迁安  064400;2. 北京科技大学冶金与生态工程学院,北京  100083;3.北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点试验室,北京  100083)

摘  要:对首钢股份高炉喷吹生物质微粉的可行性进行了分析。结果表明:①河北省唐山市一年的生物质微粉产量折合约137.64万t,可满足高炉喷吹的燃料需求,生物质资源的使用成本约为877.4元/t,用于高炉喷吹具有较好的经济效益;②几种利用变压闪蒸技术制备的生物质微粉样品中,样品7最适合进行高炉喷吹,其灰分低、水分低,能量密度接近褐煤水平,但后续仍需对工艺参数进行不断优化,以提高品质;③基于1号高炉的生产参数及原燃料质量,用31.6kg/t的样品7替代10kg/t煤粉较为可行,风口热状态相较于基准工况变化较小。

关键词:高炉;喷吹;生物质;变压闪蒸;风口热状态

12   马钢2号高炉风口喷吹生石灰工业试验              

尤   石,高   鹏,王志堂,陈东峰,赵世丹,梁   晨

(马鞍山钢铁股份有限公司,安徽  马鞍山  243000)

摘  要:为了促进煤粉燃烧,降低高炉燃料比,简要分析了风口喷吹生石灰对高炉的影响,并在马钢2号高炉进行了风口喷吹生石灰工业试验。工业试验结果表明:①适当降低炉顶入炉料的碱度,将生石灰与煤粉混匀后从风口喷入,生石灰最大喷入量为34.76kg/t,炉腹渣量相应降低到217.24kg/t,同时理论燃烧温度降低19℃,低于喷吹等量煤粉所降低的理论燃烧温度值。②与基准期相比,喷吹生石灰后高炉炉况稳定顺行,增产降耗效果明显。③第二次试验期间,煤粉中生石灰配比最高达到3.50%,平均生石灰喷吹量4.9kg/t,校正后燃料比降低2.59kg/t,日产量增加24.56t/d。

关键词:高炉;生石灰;炉渣碱度;理论燃烧温度;焦比

13   张宣科技氢基竖炉提高煤气利用率的措施                                  


闫   军

(河钢集团张宣科技氢冶金公司,河北  宣化  075100)

摘  要:对张宣科技氢基竖炉提高煤气利用率的措施进行了总结。针对竖炉COG单耗高,煤气综合利用率低的状况,通过采取提高球团矿质量、提高氢基竖炉进口温度、合理调控还原循环气体中H2O和CO2含量、控制合理的还原制度、优化自动控制程序、提高作业率等一系列措施,氢基竖炉技术经济指标显著改善。开机复产过程由10h缩短至3h,DRI日产量增加300t/d,COG单耗降至560m3/t以下,矿比由1.400降至1.352以下,DRI合格率提高至100%,H2利用率提高至18.5%~19.5%,CO利用率提高至33.5%~34.5%,煤气综合利用率提高至30%~31%。

关键词:氢基竖炉;进口温度;球团矿质量;还原循环气体;煤气利用率

14   张宣科技氢基竖炉提质降耗的措施                                   


王海涛

(河钢集团张宣科技氢冶金公司,河北  宣化  075100)

摘  要:张宣科技氢基竖炉投产初期,COG单耗较高,DRI金属化率不稳定、含碳量较高、抗压强度偏低,储运和使用过程中DRI产生粉末较多,且由于DRI结构疏松、气孔率高,易发生再氧化。通过采取提升球团矿质量、适当提高竖炉进口温度、合理调控还原循环气体成分及钝化储存等措施,提质降耗取得显著成效。2023年10月—2024年2月,氢基竖炉平均COG单耗降低166m3/t,矿比降低至1368kg/t,DRI金属化率提高0.59个百分点,一级品率明显提高;DRI含碳量稳定,抗压强度超过800N/个球,脱氧泥产生量降低6.1kg/t,含粉率降低2.43个百分点。

关键词:氢基竖炉;DRI;COG单耗;球团矿;还原制度



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创刊于1982年,是我国炼铁界唯一公开发行的全国性科技期刊、国家新闻出版广电总局认定学术期刊、中文核心期刊。主要报道我国炼铁生产、科研、设计所取得的新成果,交流先进经验,讨论学术问题及有关技术政策问题,介绍国外炼铁新技术及其发展方向。
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