高炉高强化冶炼条件下铜冷却壁应用电子书

内容提要

作者简介

前言

第1章 铜冷却壁与高炉长寿的关系及其应用现状

1.1 高炉长寿技术及其发展趋势

1.1.1 高炉长寿技术意义及目标

1.1.2 高炉长寿技术现状及限制性环节

1.1.3 炉缸炉底长寿问题

1.1.4 炉腰、炉腹至炉身下部长寿问题

1.2 铜冷却壁应用历史及优势分析

1.2.1 铜冷却壁与传统冷却壁的对比

1.2.2 国内外铜冷却壁应用历史

1.2.3 铜冷却壁应用经济性分析

1.3 铜冷却壁类型及发展情况

1.3.1 铜冷却壁材质要求

1.3.2 铜冷却壁加工工艺

1.3.3 铜冷却壁类型

1.3.3.1 传统铜冷却壁

1.3.3.2 铜-钢／铜-铸铁复合冷却壁

1.3.3.3 薄型铜冷却壁

1.3.3.4 带凸台／钩头的冷却壁

1.3.3.5 预挂渣皮的铜冷却壁

1.3.3.6 强化固渣的铜冷却壁

1.3.3.7 复合孔型铜冷却壁

1.4 铜冷却壁应用现状

1.4.1 国内外典型铜冷却壁应用情况

1.4.1.1 铜冷却壁在宝钢1号高炉的使用情况

1.4.1.2 鞍钢新2、3号高炉铜冷却壁使用情况

1.4.1.3 本钢5号高炉铜冷却壁使用情况

1.4.1.4 首钢2号高炉铜冷却壁使用情况

1.4.1.5 武钢1号高炉铜冷却壁使用情况

1.4.2 铜冷却壁大面积损坏情况

1.4.3 微量元素对铜冷却壁性能的影响

1.4.3.1 微量元素对铜材性能影响研究

1.4.3.2 铜材“氢病”现象的研究

1.4.4 铜冷却壁稳定挂渣的研究

1.4.5 铜冷却壁传热计算模型的研究

第2章 铜冷却壁破损原因

2.1 国内铜冷却壁损坏实例

2.1.1 国内某2000m3高炉铜冷却壁破损

2.1.2 国内某3200m3高炉铜冷却壁破损

2.2 铜冷却壁损坏的共性特征分析

2.3 “氢病”现象对铜冷却壁破坏作用分析

2.3.1 铜冷却壁本体温度因素的影响[135]

2.3.2 烧损冷却壁中O及H含量分析[136]

2.3.3 烧损冷却壁微观结构观察

2.4 锌元素对铜冷却壁破坏作用分析[138]

2.4.1 试验设备及方法

2.4.2 试验结果及分析

2.5 炉型结构对铜冷却壁寿命影响分析[139]

2.5.1 高炉煤气流分布计算模型的建立

2.5.1.1 煤气流分布数学模型

2.5.1.2 煤气流分布物理模型

2.5.1.3 边界条件

2.5.2 计算参数的选取及计算方案

2.5.3 计算结果分析及讨论

2.5.3.1 炉腹角变化对冷却壁寿命的影响

2.5.3.2 炉身角变化对冷却壁寿命的影响

2.5.3.3 等效炉腹角变化对冷却壁寿命的影响

2.6 本章小结

第3章 铜冷却壁挂渣过程数值模拟

3.1 模型建立[146]

3.1.1 物理模型

3.1.2 数学模型及边界条件

3.1.2.1 控制方程

3.1.2.2 边界条件

3.1.3 计算参数选取

3.1.4 渣皮厚度及体系温度场求解过程

3.2 计算结果分析

3.2.1 炉况因素对壁体温度和挂渣的影响

3.2.1.1 计算工况及条件

3.2.1.2 炉气温度对壁体温度的影响

3.2.1.3 炉气温度对挂渣的影响

3.2.1.4 炉气温度对热负荷的影响

3.2.2 冷却制度对壁体温度和挂渣的影响

3.2.2.1 冷却制度对壁体温度的影响

3.2.2.2 冷却制度对渣层厚度的影响

3.2.2.3 冷却制度对热负荷的影响

3.2.3 炉渣性质对壁体温度和挂渣的影响

3.2.3.1 挂渣温度对壁体温度和渣皮厚度的影响

3.2.3.2 炉渣导热性能对渣皮厚度和壁体温度的影响

3.2.4 镶砖材质对壁体温度和挂渣的影响

3.2.4.1 镶砖材质对渣皮厚度的影响

3.2.4.2 镶砖材质对冷却壁本体温度的影响

3.2.4.3 镶砖材质对热负荷的影响

3.3 铜冷却壁挂渣能力计算[154]

3.4 铜冷却壁挂渣状态监测系统及其实际应用

3.5 本章小结

第4章 铜冷却壁应力分布规律研究

4.1 铜冷却壁热-力耦合分析模型的建立[158]

4.1.1 热-力耦合分析方法

4.1.2 计算模型及边界条件

4.1.3 物性参数选择

4.2 壁体及渣层应力分布规律分析[161]

4.2.1 炉气温度变化对壁体及渣层应力分布的影响

4.2.1.1 计算工况及条件

4.2.1.2 炉气温度对壁体及渣层应力分布的影响

4.2.1.3 渣皮厚度对壁体及渣层应力分布的影响

4.2.2 冷却制度对壁体及渣层应力分布的影响

4.2.2.1 冷却水流速变化对壁体及渣层应力分布的影响

4.2.2.2 冷却水温度变化对壁体及渣层应力分布的影响

4.2.3 镶砖材质对壁体及渣层应力分布的影响

4.2.3.1 镶砖热导率对壁体及渣层应力分布规律的影响

4.2.3.2 镶砖热膨胀性对壁体及渣层应力分布规律的影响

4.2.4 炉渣热胀系数对壁体及渣层应力分布的影响

4.3 壁体变形分析

4.3.1 典型冷却壁变形

4.3.2 炉气温度变化对冷却壁变形的影响

4.3.3 渣层厚度变化对冷却壁变形的影响

4.3.4 冷却制度对壁体变形的影响

4.3.4.1 冷却水流速变化对壁体变形的影响

4.3.4.2 冷却水温度变化对壁体变形的影响

4.3.5 镶砖材质变化对壁体变形的影响

4.3.5.1 镶砖热导率变化对壁体变形的影响

4.3.5.2 镶砖热胀系数变化对壁体变形的影响

4.3.6 炉渣热膨胀性对冷却壁变形的影响

4.4 本章小结

第5章 渣皮软熔特性试验研究

5.1 试验设备及方法[166]

5.1.1 试验设备

5.1.2 试验方法

5.1.3 试验方案

5.2 结果分析及讨论

5.2.1 炉渣典型软熔过程

5.2.2 FeO含量变化对炉渣软熔过程的影响

5.2.3 Al2O3含量变化对炉渣软熔过程的影响

5.2.4 MgO含量变化对炉渣软熔过程的影响

5.2.5 炉渣碱度对软熔过程的影响

5.3 本章小结

第6章 炉渣成分变化对渣皮厚度影响

6.1 炉渣各组分对冷却壁挂渣能力的影响

6.2 炉渣各组分对冷却壁挂渣能力影响强弱分析

6.3 本章小结

展望

参考文献