铸钢冷却壁对炉子运行的影响

铸钢冷却壁对炉子运行的影响

一、铸钢冷却壁对炉内操作的影响(论文文献综述)

肖志新,李红,卢正东,郑华伟,张正东[1](2021)在《武钢3200m3高炉炉身中下部冷却壁损坏机理探析》文中研究说明对武钢6、7号两座3200 m3高炉炉役后期炉身中下部冷却壁集中损坏状况进行了调查分析。其损坏机理:(1)9段铜冷却壁损坏主要形式是结厚渣皮的频繁脱落和热应力作用;(2)10段铸钢冷却壁损坏主要形式为壁体断裂损坏和龟裂;(3)高炉炉身中下部出现干湿混合料层时,既能缓解一部分固态炉料的摩擦破环,也能使该部透气性得到一定地抑制,是一种较好的保护壁体的料层结构。

卢正东[2](2021)在《高炉炉衬与冷却壁损毁机理及长寿化研究》文中提出现代高炉的技术方针是“长寿、高效、低耗、优质和环保”,其中“长寿”是实现高炉一切技术目标的基础。针对目前我国高炉普遍存在的炉缸炉底炉衬和高热负荷区域冷却壁的损毁问题,本文以武钢高炉为研究对象,首先确定了高炉炉衬与冷却壁长寿技术研究方法,然后分别研究了炉衬与冷却壁的损毁机理。在此基础上,进一步开展了炉缸结构设计与炉衬选型研究,探讨高热负荷区域铜冷却壁渣皮与热流强度监测系统的开发与应用,并提出了武钢高炉长寿优化措施,全文主要结论如下:武钢4号、5号高炉大修破损调查表明:炉缸炉底侵蚀特征主要表现为炉缸环缝带侵蚀和炉缸炉底象脚状侵蚀。通过炭砖热应力计算和岩相分析,炉缸环缝产生原因在于炉缸径向热应力较大,当炭砖性能较差时会产生微裂纹,在炉内高压下有害元素以蒸汽形式迁移至裂纹处发生液化,并与CO发生反应,生成氧化物、碳酸盐和石墨,形成炉缸环缝侵蚀带。通过炉底死焦柱受力分析与计算,死铁层较浅,死焦柱沉坐炉底,加剧铁水对炭砖侧壁的环流冲刷是造成炉缸炉底象脚状侵蚀的主要原因。针对炉役中期炉底温度异常升高问题,武钢采用钛矿护炉,停炉取样显微分析表明:沉积物中Ti的存在形式主要为Ti C、Ti N、Ti单质,并呈现颗粒皱褶和堆叠形貌,当其附着在炉缸侧壁和炉底时可有效缓解侵蚀进程。武钢生产实践表明,当钒钛矿用量2%~3%时,生铁含钛可达0.10~0.20%,渣铁流动性尚可,炉衬侵蚀速度得到控制。通过武钢5号、1号、7号和6号高炉开展大中修破损调查,对高炉铸铁冷却壁和铜冷却壁开展了力学性能、理化指标和显微结构分析,研究结果表明:铸铁冷却壁主要表现为纵、横裂纹引起的壁体开裂,严重部位存在壁体烧损甚至脱落,其损毁原因主要在于热应力造成的壁体开裂,以及高炉气氛下铸铁基体的氧化与生长。铜冷却壁损毁机理在于:高炉渣皮脱落后,煤气流和炉料与铜冷却壁热面直接接触,使壁体温度升高力学性能下降产生热变形,应力应变长期积累使壁体热面形成微小裂纹,然后在渣铁和煤气的渗透作用下发生熔损和脱落。对于炉腹段铜冷却壁底部水管处的损毁,原因还在于结构设计存在缺陷,冷却壁底部容易受到高温煤气流、渣铁流的冲刷,从而造成壁体的损毁。为满足高炉长寿要求,针对炉缸砌筑结构和炉衬选型问题,通过建立传热模型,采用数值模拟软件计算了高炉全生命周期炉缸传热效果,结果表明:在烘炉阶段,采用停水方式可保证烘炉效果。在炉役初期和中期,不同炉缸结构温度场相近,仅当进入炉役后期,温度差别才逐渐扩大。综合传热计算、热阻分析和建造成本,采用铸铁冷却壁可以满足炉缸传热的需要。针对“铸铁冷却壁+大块炭砖”与“铸铁冷却壁+复合炭砖”两种炉缸结构,研究了炭砖在不同导热系数下的炉缸温度场分布情况。当炉役初期陶瓷杯存在,大块炭砖导热系数为25W/(m·K)时,前者炭砖热面温度为571℃,后者为537℃,可基本杜绝有害元素化学反应的发生;当炉衬热面降至1150℃时,前者耐材残余厚度为850mm,后者为1060mm,均可满足高炉长寿服役要求。针对“铸铁冷却壁+大块炭砖”结构炉缸,研究了冷却比表面积对炉缸温度场的影响。结果表明不同冷却比表面积冷却壁对应的炉衬热面温度差别始终很小,即单纯提高冷却比表面积对降低炉缸温度场作用甚微,故在实际设计时应结合冷却壁制造和冷却水运行成本综合考虑,采用适宜高炉安全经济生产需要的冷却比表面积和水管参数。另外,对炉缸立式和卧式冷却壁优缺点进行了对比分析,从炉缸全周期使用需求考虑,建议采用立式冷却壁。最后,提出了提出了延长高炉炉缸寿命的技术对策及炉缸安全状况的评价方法。针对单独采用热电偶温度或水温差计算热流强度的不足,武钢采取计算和记录冷却壁水温差、热流强度、跟踪热电偶测温数据以及炉役末期炉壳贴片测温相结合的方法综合判断炉缸状况,收效良好。针对高热负荷区域冷却壁的损毁问题,首先对武钢7号高炉铜冷却壁渣皮进行了化学成分、物相形貌、及物理性能研究:其主要物相为黄长石、尖晶石和碳,渣皮中Al2O3含量较高,易形成高熔点的镁铝尖晶石。渣皮流动性温度为1584.1℃,粘度为1000m Pa·s(1550℃),导热系数约为1.5W/(m·K)。然后确定了武钢高炉渣皮厚度、热流强度、炉气温度的计算方法,开发了铜冷却壁渣皮厚度与热流强度监控系统,该系统目前运行稳定,可掌握高炉渣皮波动规律,快速研判高炉渣皮厚度、热流强度及炉型变化趋势,及时调整高炉操作模式。针对炉腹铸铁冷却壁损毁问题,采用增大炉腹冷却壁下部厚度,利用壁体上窄下宽的外型缩小炉腹角,有效遏制了冷却壁的损毁现象;针对炉腹铜冷却壁底部损毁问题,将进水管处改为凸台包覆设计,以防止煤气流从炉腹炉缸衔接处窜入烧坏进水管,从而解决了炉腹段铜冷却壁的损毁问题。冷却壁长寿服役的核心在于保持冷却壁始终处于无过热状态,武钢在高炉生产中,采取控制有害元素入炉,稳定用料结构,保持合理的热制度和造渣制度,通过上下部调剂和强化冷却系统管理,确保冷却壁渣皮厚度合理,从而有效延长了冷却壁的使用寿命。

孔亚东,毛东辉,陶善胜,郑平,郑伟[3](2020)在《中天钢铁7号高炉冷却壁8年零破损生产实践》文中研究说明中天钢铁7号高炉投产后已连续生产8年,其间无异常炉况发生,无一块冷却壁破损,单位炉容产铁量突破1.06万t/m3,已进入长寿高炉行列。从主要设计特点、生产概况及主要操作制度等方面,对7号高炉8年的生产实践进行了总结。认为,要达到高炉长寿的目的,应从最初的精心设计、合理选材,严把施工质量,稳定操作参数,加强细节控制等全方面着手;在炉役后期,高炉抵抗原燃料理化性能波动的能力有所下降,此时应依据入炉原燃料的理化性能,选择适宜的操作制度,维持合理的冶炼强度,有效保证炉况的稳定顺行。

郭帅[4](2020)在《三钢高炉软水密闭循环冷却系统问题分析及优化》文中研究指明本文着重介绍了6号高炉冷却水管漏水的预防和控制措施,分析原因,并优化了5号高炉软水密闭循环冷却系统。

庞红梅[5](2020)在《德晟金属1260高炉一代炉役冷却壁及炉缸破损调查》文中提出根据内蒙古德晟金属1260m3高炉冷却壁破损调查的结果,分析了冷却壁破损的主要原因,主要受焦炭热反应性、软水水质、操作制度等各方面的影响,导致铸钢冷却壁热震频繁,从而产生裂纹和破损并形成恶性循环。

陈佳伟[6](2020)在《铸钢冷却壁防熔穿工艺研究及粘砂缺陷防治》文中研究指明冶金高炉用铸钢冷却壁,具有延伸率高、抗拉强度高、熔点高、抗热冲击性好等特点,应用于高炉生产能显着提高高炉寿命。但铸钢冷却壁铸件的浇注温度高,浇注凝固时预置的冷却水管极易发生变形和熔穿,凝固后冷却壁外表面粘砂也较严重。本文以解决上述问题为目标,研究了铸钢冷却壁的防熔穿工艺、开发了铸钢件防粘砂涂料,对铸钢冷却壁取代铸铁冷却壁在高炉上推广应用具有重要意义。本文首先采用铸造有限元模拟软件,对铸钢冷却壁的充型凝固过程进行模拟计算。结果表明:当浇注温度为1550℃时,充型过程中冷却水管的最高受热温度小于1100℃,低于其固相线温度(1473.2℃),冷却水管在充型过程中不会熔穿;凝固过程中冷却水管局部的最高受热温度为1502℃~1510℃,超过或接近其熔点(1503.6℃),冷却水管在凝固过程中有熔穿的风险。如果冷却水管内部填充固体冷却材料,冷却壁凝固过程中冷却水管的最高受热温度为1492.4℃(低于冷却水管的熔点),最低受热温度为1476.2℃(高于冷却水管的固相线温度),既能保证冷却水管不被熔穿,也可以实现冷却水管与冷却壁基体之间的冶金结合。基于铸钢冷却壁数值模拟分析结果,研究了以树脂砂为固体冷却材料填充实验管的具体工艺方法,并于生产现场验证该工艺方法能否在浇注过程中保证冷却水管不被熔穿。结果表明:当固体冷却材料采用以宝珠砂为原砂的树脂砂,填充压力为0.5 MPa,粘结剂加入量为1.2%时,树脂砂的填充效率可达99.1%;如果刚玉砂加入量占原砂总重15%时(宝珠砂占原砂总重85%),树脂砂清理效率可达96.8%;生产现场浇注验证发现,冷却壁基体和冷却水管结合较好,未看到明显的宏观间隙,冷却水管无变形、无熔穿。金相组织分析得知冷却壁基体与冷却水管之间发生了冶金结合,结合区的平均剪切强度达到318 MPa。研制了一种以白刚玉为骨料的铸钢件防粘砂涂料,通过单因素实验以及正交试验研究了涂料组分对涂料综合性能的影响,得到了如下的优化配方:“100%粉料(白刚玉∶钾长石∶氧化铁=100∶24∶12)+9.8%加水溶胀后的锂基膨润土+1.8%酚醛树脂+0.36%乌洛托品+0.12%PVB+66%酒精”。生产现场浇注验证发现,冷却壁表面的砂型大部分可以直接脱落,仅在冷却壁的沟槽部位发现有点状粘砂,冷却壁铸件的清理面积达到其表面积的95%以上,可以满足生产现场的使用要求。

何友国[7](2019)在《唐钢2000m3高炉铜冷却壁应用研究》文中研究表明本课题分析总结了高炉应用铜冷却壁后,在炉役前期由于铜冷却壁本身优良的挂渣能力,在高炉原燃料冶金性能变差、入炉粉率增加,高炉操作等因素作用下,造成高炉炉墙形成以铜冷却壁所挂渣皮为基础从下至上的结厚,高炉操作炉型受破坏;同时也分析总结了高炉炉役后期,因铜冷却壁因自身物理化学性质和高炉操作,导致铜冷却壁破损失效的因素。为了保证使用铜冷却壁高炉在炉役前期冶炼的正常运行,一是在判定和处理铜冷却壁结厚方面,唐钢2#高炉在学习借鉴国内高炉处理结厚经验的基础上,通过研究实践总结了一套技术。在判定炉墙结厚的35天内,高炉进行短时间休风45小时,在休风前分组集中插焦,加硅石,先烧掉铜冷却壁所挂渣皮,休风后对结厚方向的冷却壁冷却水改汽化,送风后送水,适当开放边缘气流,形成对结厚体的急冷急热冲击,有利于结厚体的脱落,以达到处理结厚的目的。二是在预防铜冷却壁结厚方面,唐钢2号高炉提出了全流程预防高炉结厚的理念。为了保证使用铜冷却壁高炉在炉役后期的安全运行,唐钢2000m3级高炉总结了铜冷却壁的破损原因、破损铜冷却壁漏水判定。在判定铜冷却壁破损漏水后,利用休风机会,加装铜冷却柱、勾管、冷却水管改工业水开路冷却等措施,来维持高炉的安全运行,从而达到延长一代炉龄,为高炉大修准备争取时间,减小高炉经济损失。图25幅;表21个;参56篇。

葛灵杰[8](2018)在《马钢2#高炉冷却壁破损调查研究》文中进行了进一步梳理马钢2#2500m3高炉于2017年5月进行大修,一代炉役寿命13年7个月。高炉大修的原因主要为铁口附近冷却壁水温差突破警戒线以及炉体中部冷却壁大量破损。本文对6-9段炉腹至炉身下部铜冷却壁及10-13段炉身中下部球墨铸铁冷却壁进行了破损调查,查明了冷却壁破损的主要原因,提出了合理措施。对停炉后的冷却壁整体摄像拍照,记录破损情况。对拆解的6-13段每块冷却壁壁体及水管破损情况进行拍照,并对热面磨损量、弯曲变形量进行测量。对9段22#铜冷却壁和11段37#铸铁冷却壁进行解剖调查研究,记录壁体裂纹情况、水管结垢情况;对壁体冷、热面试样进行金相显微分析;加工壁体芯样并对芯样进行力学性能分析;收集水垢进行XRD物质分析以及XRF化学成分分析;对铸铁冷却壁热面至冷面不同位置的铁屑料进行ICP成分分析。本文结论:(1)6-9段铜冷却壁共有27块出现烧损,第9段烧毁26块,第8段烧损1块。水通道破损59条。第6-9段铜冷却壁平均形变量分别为8.87mm、7.2mm、16mm、51.57mm,最大形变量76mm;平均热面磨损量分别为1.4mm、7.72mm、9.46mm、14.16mm,最大热面磨损量20mm。铜冷却壁的破损主要集中在第9段。10-13段铸铁冷却壁A类破损63块,第13段A类破损最多,达23块。第10-13段的平均热面磨损量分别为127.25mm、122.35mm、125.28mm、136.12mm。第13段冷却壁破损情况相对严重。(2)高炉温度波动、冷却壁水通道结垢、边缘煤气流的发展、壁体制造缺陷是导致冷却壁破损的主要原因。为此采用稳定炉况、采用软水密闭循环系统,调节边缘煤气流等措施可有效抑制冷却壁的损坏进程。(3)9段22#铜冷却壁水通道结垢厚度0.4mm-0.75mm,结垢成分由CaO·P2O5、ZnO·P2O5、FeO(OH)、CaCO3、MgCO3、Cu2SiS2等组成。水管与铜套内、外部焊缝出现开裂现象,导致冷却壁漏水。水通道水垢厚度为0.5mm-1.0mm时,冷却壁综合传热系数减小61.93%-76.24%。一代炉役后铜冷却壁壁体抗拉强度为218.45N/mm2,延伸率为30.00%,断面收缩率为44.44%。性能达到服役要求。(4)11段37#铸铁冷却壁表面耐火砖已脱落,冷却壁最大残存厚度为180mm。热面有4条非常明显的纵裂纹。冷却壁上部有两处严重的铸造缺陷A和B,缺陷A长125mm,宽40mm,高30mm,缺陷B长度超过130mm,最宽处达80mm,高40mm。水冷管与本体缝隙宽度为0.05mm-0.1mm。铸铁冷却壁无缝钢管内水垢为褐色,由Fe3O4、CaO·P2O5、Fe2P2O7、ZnCO3等组成,热面水管水垢厚度为1.3mm-2.0mm。壁隙与水垢使铸铁冷却壁综合传热系数降低38%-49%。铣削料越靠近热面,C、Si含量越低;但K、Na、Zn等元素越靠近热面含量越高。靠近冷面处的试样主要为铁素体和片状珠光体分布,热面铁素体与渗碳体分布较少,珠光体分布较多,且热面珠光体球化现象明显。冷却壁基体力学性能下降,试样拉伸强度在292.85MPa-307.87MPa,低于球墨铸铁最低要求(450MPa);拉伸率为0%,低于最低规定值(10%)。

龚俊举[9](2018)在《高炉铜冷却壁热变形行为数值模拟研究》文中指出目前,高炉越来越大型化,高炉生产越来越自动化和高效化,高炉炼铁的成本占到了整个钢铁联合企业生产成本的一半。冷却壁作为高炉的重要冷却设备,其安全稳定的工作对于高炉的寿命和正常生产有着十分重要的意义。梅钢四号高炉开炉仅41个月后,炉身下部铜冷却壁共计出现3处水管管根脱焊,严重影响了其正常生产。本文以梅钢四号高炉所使用的铜冷却壁为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS Workbench,模拟计算了不同条件下铜冷却壁的温度分布,然后以其为温度载荷计算了与之对应的应力和应变分布。同时,本文对中修后长度缩短的铜冷却壁进行了模拟分析,并与中修前相应冷却壁的温度和应变分布进行了对比。课题的主要研究内容和结果归纳如下。(1)依据传热规律和实际生产条件对高炉冷却壁的物理模型进行适当的简化,通过查阅相关文献和实验测定,得到了计算温度场和应力应变场所需的材料热物性和力学性能参数,进而得到铜冷却壁温度场和应力应变场模拟所需的边界条件。通过将模拟得到的温度和应力应变分布结果与实际情况对比,发现两者比较吻合,从而验证了本文模型的有效性和准确性。(2)考察不同冷却水温度和速度、煤气温度和速度、渣皮导热系数和厚度、水垢导热系数和厚度对铜冷却壁温度分布和应力应变分布的影响。研究结果表明,降低冷却水温度,提高冷却水速度,降低煤气温度和速度,降低渣皮导热系数和水垢导热系数,提高渣皮厚度和水垢厚度可以适当降低冷却壁的温度,但对于冷却壁的应变分布影响不大。考察不同安装条件对冷却壁应力分布的影响,发现安装条件对于冷却壁应变分布有较大影响。(3)对中修后的铜冷却壁进行了温度和应力应变分布的模拟计算。中修后铜冷却壁的温度分布总体趋势与中修前类似,但是应变分布规律及应变量有较大改变。(4)结合梅钢四号高炉特定条件,探讨水管管根脱焊的原因。除了极限条件外,冷却壁不同位置处的最高温度都是低于铜冷却壁的安全使用温度。中修后,冷却壁长度缩短,其总变形量在整个高度方向上有较大幅度的降低,冷却壁上下边缘水管焊接位置的变形量降低很多。铜冷却壁破损的主要原因是冷却壁过长的结构缺陷,而高炉原燃料和操作条件的波动以及热面渣皮的脱落和再生引起的炉内温度的变化加剧了冷却壁水管管根的破损。

刘奇[10](2016)在《高炉铜冷却壁和铜钢复合冷却壁热变形研究》文中指出高炉炉腹、炉腰及炉身下部区域炉体冷却壁寿命是决定高炉寿命的重要因素。国内外高炉普遍应用传热性能优良的铜冷却壁,但铜冷却壁已经出现了水管开裂和热面破损问题,有关铜冷却壁水管开裂和热面破损产生的机理缺乏定量化分析。以降低铜冷却壁制造成本和克服铜冷却壁水管焊接难题为目的开发的铜钢复合冷却壁的铜钢界面存在应力集中问题,铜钢界面位置的安全性成为铜钢复合冷却壁应用的限制性环节。因此,本文针对冷却壁在高炉中的不同工况条件,详细研究了高炉铜冷却壁和铜钢复合冷却壁的热学和力学行为。(1)通过铜冷却壁传热及热弹性数学模型,分析了无渣铁壳覆盖条件下铜冷却壁的热变形行为,并在考虑水管安装方式情况下,分析了铜冷却壁水管之间柔性水管连接、刚性水管连接及受到炉壳开孔约束条件下水管的热应力分布和热变形行为,并讨论了高炉铜冷却壁水管安装用炉壳开孔的合理直径。(2)建立了铜冷却壁非稳态传热、热弹塑性变形和热疲劳分析数学模型,在考虑水管根部焊接结构的基础上,详细分析了渣铁壳脱落-形成过程中铜冷却壁的热变形行为及塑性累积情况,并对铜冷却壁进行热疲劳寿命预测,重点分析铜冷却壁水管的热疲劳行为。(3)通过铜钢复合冷却壁传热及热弹性数学模型,研究了无渣铁壳覆盖条件下铜钢复合冷却壁的传热性能、热变形行为及铜钢界面的受力状态,并在考虑铜钢复合冷却壁水管安装方式条件下,分析了铜钢复合冷却壁水管的受力状态。研究结果表明,铜钢复合冷却壁具备铜冷却壁的传热性能,铜钢复合冷却壁的热变形程度要大于铜冷却壁,铜钢界面边缘区域受到铜钢复合冷却壁厚度方向的拉应力作用。结构优化后,铜钢复合冷却壁的热变形程度小于铜冷却壁,且铜钢界面由受拉转为受压。(4)对铜钢复合冷却壁进行了热态试验测试,检测不同煤气温度下铜钢复合冷却壁的温度分布及应变分布,并根据热态试验条件,计算了热态试验条件下铜钢复合冷却壁的温度及应变分布,计算结果与试验测量结果基本吻合,验证了铜钢复合冷却壁热弹性数学模型的准确性。(5)建立了铜钢复合冷却壁热弹塑性-蠕变变形数学模型,研究无渣铁壳覆盖条件下铜钢复合冷却壁蠕变变形过程中的热变形行为,并对铜钢复合冷却壁蠕变变形过程中铜钢界面进行了受力分析,分析了蠕变时间和煤气温度对铜钢复合冷却壁蠕变变形过程中热变形行为及铜钢界面受力状态的影响。结果表明,铜钢复合冷却壁蠕变变形过程中,蠕变应变先迅速增加后缓慢增加,但其上应力先迅速减小后缓慢减小。蠕变变形后铜钢复合冷却壁热变形程度增大,但仍小于蠕变变形后铜冷却壁的热变形程度。蠕变变形后,铜钢复合冷却壁铜钢界面应力集中程度减小。蠕变时间增加,蠕变变形后铜钢复合冷却壁弯曲变形程度减小,铜钢界面应力集中程度减小。煤气温度升高,蠕变变形后铜钢复合冷却壁弯曲变形程度和铜钢界面应力集中程度增大,但增加幅度较小。

二、铸钢冷却壁对炉内操作的影响(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、铸钢冷却壁对炉内操作的影响(论文提纲范文)

(2)高炉炉衬与冷却壁损毁机理及长寿化研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
引言
第1章 文献综述
    1.1 现代高炉长寿概况
    1.2 高炉长寿设计研究进展
        1.2.1 炉缸结构
        1.2.2 炉底死铁层
    1.3 高炉炉衬与冷却壁选材研究进展
        1.3.1 耐火材料
        1.3.2 冷却壁
    1.4 高炉损毁机理研究进展
        1.4.1 炉缸炉底损毁机理
        1.4.2 炉体冷却壁损毁机理
    1.5 高炉传热机理研究进展
        1.5.1 高炉炉缸炉底传热
        1.5.2 高炉炉体冷却壁传热
    1.6 本论文的提出和研究内容
        1.6.1 论文提出
        1.6.2 研究内容
第2章 高炉损毁机理研究方法
    2.1 高炉破损调查
        2.1.1 破损调查内容
        2.1.2 破损调查方法
    2.2 实验研究方法
        2.2.1 炭砖表征
        2.2.2 冷却壁表征
        2.2.3 渣皮表征
    2.3 高炉炉衬与冷却壁传热性能研究
        2.3.1 传热模型建立
        2.3.2 模型验证
第3章 武钢高炉炉缸炉底损毁机理研究
    3.1 高炉炉缸炉底损毁特征分析
        3.1.1 武钢4 号高炉破损调查(第3 代)
        3.1.2 武钢5 号高炉破损调查(第1 代)
    3.2 炉缸炉底损毁机理研究
        3.2.1 炉缸环缝侵蚀
        3.2.2 炉缸炉底象脚区域损毁
    3.3 高炉钛矿护炉研究
        3.3.1 Ti(C,N)形成热力学分析
        3.3.2 破损调查取样与表征
        3.3.3 武钢高炉钛矿护炉效果分析
    3.4 本章小结
第4章 武钢高炉冷却壁损毁机理研究
    4.1 高炉冷却壁损毁特征分析
        4.1.1 武钢5 号高炉破损调查(第1 代)
        4.1.2 武钢1 号高炉破损调查(第3 代)
        4.1.3 武钢7 号高炉破损调查(第1 代)
        4.1.4 武钢6 号高炉破损调查(第1 代)
    4.2 球墨铸铁冷却壁损毁机理研究
        4.2.1 力学性能分析
        4.2.2 显微结构分析
        4.2.3 损毁机理分析
    4.3 铜冷却壁损毁机理研究
        4.3.1 力学性能分析
        4.3.2 理化指标分析
        4.3.3 显微结构分析
        4.3.4 损毁机理分析
    4.4 本章小结
第5章 武钢高炉炉缸内衬设计优化研究
    5.1 高炉炉缸全生命周期温度场分析
        5.1.1 烘炉阶段炉缸温度场
        5.1.2 炉役初期炉缸温度场
        5.1.3 炉役全周期炉缸温度场
        5.1.4 炉役自保护期炉衬厚度
    5.2 炉缸传热体系结构优化研究
        5.2.1 炉缸炭砖传热体系优化
        5.2.2 炉缸冷却结构优化
    5.3 高炉炉缸长寿化设计与操作
        5.3.1 炉缸结构设计和选型
        5.3.2 高炉炉缸长寿操作技术
    5.4 本章小结
第6章 武钢高炉冷却壁长寿优化研究
    6.1 高炉冷却壁渣皮特性及行为研究
        6.1.1 渣皮物相组成及微观结构研究
        6.1.2 渣皮流动性分析
        6.1.3 渣皮导热性能及挂渣能力分析
    6.2 高炉冷却壁渣皮行为监测研究
        6.2.1 渣皮厚度及热流强度计算
        6.2.2 铜冷却壁渣皮监测系统研究
    6.3 高炉冷却壁长寿技术对策研究
        6.3.1 高炉冷却壁长寿设计优化
        6.3.2 高炉冷却壁操作优化
        6.3.3 高炉冷却壁渣皮厚度管控技术
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
本论文主要创新点
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目

(4)三钢高炉软水密闭循环冷却系统问题分析及优化(论文提纲范文)

前言
1 第11至13层冷却壁水管漏水情况
2 采取的预防和控制措施
    2.1 工业开路水环管
    2.2 不锈钢金属软管
    2.3 闭堵、灌浆
    2.4 炉身喷淋管
    2.5 应急处置措施
    2.6 计划大修
3 大量水管漏水原因分析
    3.1 浇筑质量
    3.2 炉况波动
4 5号高炉软水密闭循环冷却系统优化
    4.2 安装不锈钢金属软管
    4.3安装工业开路水备用环管
5结语

(5)德晟金属1260高炉一代炉役冷却壁及炉缸破损调查(论文提纲范文)

一、概况
    (一)高炉炉体冷却结构设计
    (二)炉体冷却系统设计
    (三)炉体耐火材料设计
二、一代炉役炉内冷却壁及炉缸侵蚀破损情况
    (一)冷却壁和炉缸破损情况
    (二)冷却壁破损原因分析
    (三)炉缸侵蚀原因分析
三、总结

(6)铸钢冷却壁防熔穿工艺研究及粘砂缺陷防治(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 冷却壁的发展历程及国内外研究概况
    1.3 铸钢冷却壁中冷却水管防熔穿工艺研究概况
    1.4 铸钢冷却壁防粘砂工艺研究概况
    1.5 本课题研究目标及内容
2 铸钢冷却壁铸造工艺的数值模拟分析
    2.1 铸钢冷却壁的结构分析及浇注系统设计
    2.2 铸钢冷却壁铸造工艺模拟分析
    2.3 冷却水管与铸钢冷却壁基体界面熔合分析
    2.4 铸钢冷却壁中冷却水管防熔穿工艺研究
    2.5 本章小结
3 冷却水管填充固体冷却材料防熔穿研究与分析
    3.1 试验材料及方案
    3.2 树脂砂填充性的影响因素及分析
    3.3 树脂砂清理工艺的研究
    3.4 实际浇注验证及熔合界面分析
    3.5 本章小结
4 铸钢冷却壁防粘砂涂料的制备及性能
    4.1 试验材料及方案
    4.2 涂料组分对涂料工艺性能的影响
    4.3 涂料的正交试验优化研究
    4.4 助熔剂对涂料高温性能的影响
    4.5 涂料实际浇注验证及分析
    4.6 结论
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表的论文

(7)唐钢2000m3高炉铜冷却壁应用研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
引言
第1章 文献综述
    1.1 研究高炉应用铜冷却壁的背景及意义
    1.2 高炉冷却设备介绍
        1.2.1 高炉冷却壁分类
        1.2.2 铜冷却壁和铸铁冷却壁的对比
    1.3 国内外高炉铜冷却壁应用情况
        1.3.1 国外高炉铜冷却壁应用情况
        1.3.2 国内高炉铜冷却壁应用情况
    1.4 本章小结
    1.5 本课题研究目标及研究内容
第2章 唐钢2000m~3高炉本体冷却设备概况
    2.1 冷却系统设计流程及参数
        2.1.1 冷却系统概况
        2.1.2 冷却系统技术参数
    2.2 唐钢2000m~3高炉冷却系统监控和管理制度
        2.2.1 工艺技术控制标准
        2.2.2 工艺技术控制措施
第3章 唐钢2~#高炉炉役前期铜冷却壁应用研究
    3.1 铜冷却壁对高炉操作炉型的影响
        3.1.1 铜冷却壁对高炉操作炉型影响机理
        3.1.2 铜冷却壁对高炉操作炉型影响的矛盾性
        3.1.3 唐钢2~#高炉铜冷却壁对高炉操作炉型影响现状
    3.2 使用铜冷却壁后唐钢高炉炉墙结厚的征兆
        3.2.1 炉墙温度低
        3.2.2 料尺有尺差
        3.2.3 十字测温边缘低
        3.2.4 炉顶成像边缘出现亮光
        3.2.5 炉缸工作不均
    3.3 唐钢2~#高炉炉墙结厚的原因分析
        3.3.1 高炉大修扩容后炉型不合理
        3.3.2 原燃料
        3.3.3 操作因素导致高炉结厚
    3.4 处理唐钢2~#高炉铜冷却壁结厚方法及实践
        3.4.1 高炉结厚处理的一般原则
        3.4.2 唐钢2~#高炉处理结厚实践
    3.5 预防唐钢2~#铜冷却壁结厚的措施
        3.5.1 实施全流程原燃料整粒工作
        3.5.2 高炉制定原燃料管理措施
        3.5.3 实施烧结系统入机料碱金属和锌元素管控工作
        3.5.4 稳态烧结工艺技术的实施稳定烧结矿冶金性能
        3.5.5 高炉操作制度的合理管控
        3.5.6 建立高炉结厚预警模型
    3.6 应对铜冷却壁结厚效果
    3.7 本章小结
第4章 唐钢1~#高炉炉役后期铜冷却壁应用研究
    4.1 概述
    4.2 铜冷却壁破损原因分析
        4.2.1 铜冷却壁化学侵蚀
        4.2.2 铜冷却壁应力的破损作用
        4.2.3 铜冷却壁磨损
        4.2.4 操作制度的影响
    4.3 铜冷却壁在唐钢1~#高炉炉役末期破损征兆及应对措施
        4.3.1 冷却壁破损征兆
        4.3.2 冷却壁破损应对措施
        4.3.3 铜冷却壁破损期高炉操作制度调整和管理措施
    4.4 实施效果
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
企业导师简介
作者简介
学位论文数据集

(8)马钢2#高炉冷却壁破损调查研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 文献综述
    1.1 高炉长寿发展概述
        1.1.1 延长高炉寿命的意义
        1.1.2 高炉寿命的限制性因素
    1.2 高炉冷却壁特性
        1.2.1 铸铁冷却壁
        1.2.2 铸钢冷却壁
        1.2.3 铜冷却壁
    1.3 冷却壁的破损类型及机理
        1.3.1 铸铁冷却壁破损类型
        1.3.2 铸铁冷却壁破损机理
        1.3.3 铜冷却壁破损类型
        1.3.4 铜冷却壁破损机理
    1.4 论文的提出
第二章 马钢2~#高炉冷却壁破损调查
    2.1 马钢2~#高炉冷却壁调查背景
        2.1.1 高炉主要技术指标
        2.1.2 冷却壁分布情况
        2.1.3 冷却壁损坏情况总览
    2.2 调查方案
        2.2.1 调查内容
        2.2.2 铜冷却壁破损程度定义与测量方法
        2.2.3 铸铁冷却壁破损程度定义与测量方法
    2.3 冷却壁破损调查
        2.3.1 第6段铜冷却壁破损状况
        2.3.2 第7段铜冷却壁破损状况
        2.3.3 第8段铜冷却壁破损状况
        2.3.4 第9段铜冷却壁破损状况
        2.3.5 第10段铸铁冷却壁破损状况
        2.3.6 第11段铸铁冷却壁破损状况
        2.3.7 第12段铸铁冷却壁破损状况
        2.3.8 第13段铸铁冷却壁破损状况
        2.3.9 冷却壁总体破损状况小结
    2.4 冷却壁破损原因
        2.4.1 铜冷却壁破损原因
        2.4.2 铸铁冷却壁破损原因
    2.5 冷却壁破损的改进措施
    2.6 小结
第三章 铜冷却壁与铸铁冷却壁解剖研究
    3.1 第9段22~#铜冷却壁解剖调查
        3.1.1 铜冷却壁解剖方法
        3.1.2 铜冷却壁的解剖结果与破损原因分析
        3.1.3 水垢对铜冷却壁传热影响
        3.1.4 铜冷却壁的解剖调查小结
    3.2 第11段37~#铸铁冷却壁解剖调查
        3.2.1 铸铁冷却壁解剖研究方法
        3.2.2 铸铁冷却壁的解剖结果与破损原因分析
        3.2.3 水垢对铸铁冷却壁传热影响
        3.2.4 铸铁冷却壁的解剖调查小结
    3.3 小结
第四章 结论
参考文献
致谢

(9)高炉铜冷却壁热变形行为数值模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究内容
    1.3 研究目的及意义
第2章 文献综述
    2.1 高炉炼铁工艺
    2.2 高炉生产的冷却系统
    2.3 高炉冷却壁的类型和发展
        2.3.1 铸铁冷却壁
        2.3.2 铸钢冷却壁
        2.3.3 铜冷却壁
        2.3.4 复合冷却壁
        2.3.5 非金属冷却壁
    2.4 高炉冷却壁传热和应力应变研究现状
        2.4.1 高炉冷却壁传热和应力应变研究的必要性
        2.4.2 高炉冷却壁传热的数值模拟研究
        2.4.3 高炉冷却壁传热的热态实验研究
        2.4.4 冷却壁传热和应力应变的数值模拟研究
        2.4.5 冷却壁传热和应力应变的热态实验研究
    2.5 ANSYS Workbench有限元分析软件
        2.5.1 有限元分析的基本步骤
        2.5.2 ANSYS Workbench界面环境
        2.5.3 ANSYS Workbench稳态热分析过程
        2.5.4 ANSYS Workbench静力学分析过程
第3章 冷却壁热力耦合数学模型的构建
    3.1 冷却壁温度分布模型构建
        3.1.1 冷却壁物理模型的建立
        3.1.2 模型假设和结构简化
        3.1.3 冷却壁传热数学模型的控制方程
        3.1.4 传热计算边界条件
        3.1.5 冷却壁温度场模型计算结果和分析
    3.2 冷却壁应力应变分布模型构建
        3.2.1 模型假设和结构简化
        3.2.2 热弹性变形模型的控制方程
        3.2.3 应力应变计算边界条件
        3.2.4 热弹性变形模型计算结果和分析
    3.3 本章小结
第4章 冷却壁热力耦合数值模拟研究
    4.1 冷却水温度对冷却壁温度和应变分布的影响
        4.1.1 冷却水温度对冷却壁温度分布的影响
        4.1.2 冷却水温度对冷却壁应变分布的影响
    4.2 冷却水速度对冷却壁温度和应变分布的影响
        4.2.1 冷却水速度对冷却壁温度分布的影响
        4.2.2 冷却水速度对冷却壁应变分布的影响
    4.3 高炉煤气温度对冷却壁温度和应力应变分布的影响
        4.3.1 高炉煤气温度对冷却壁温度分布的影响
        4.3.2 高炉煤气温度对冷却壁应变分布的影响
    4.4 高炉煤气速度对冷却壁温度和应力应变分布的影响
        4.4.1 高炉煤气速度对冷却壁温度分布的影响
        4.4.2 高炉煤气速度对冷却壁应变分布的影响
    4.5 渣皮导热系数对冷却壁温度和应力应变分布的影响
        4.5.1 渣皮导热系数对冷却壁温度分布的影响
        4.5.2 渣皮导热系数对冷却壁应变分布的影响
    4.6 渣皮厚度对冷却壁温度和应力应变分布的影响
        4.6.1 渣皮厚度对冷却壁温度分布的影响
        4.6.2 渣皮厚度对冷却壁应变分布的影响
    4.7 水垢导热系数对冷却壁温度和应变分布的影响
        4.7.1 水垢导热系数对冷却壁温度分布的影响
        4.7.2 水垢导热系数对冷却壁应变分布的影响
    4.8 水垢厚度对冷却壁温度和应力应变分布的影响
        4.8.1 水垢厚度对冷却壁温度分布的影响
        4.8.2 水垢厚度对冷却壁应变分布的影响
    4.9 安装条件对冷却壁应变分布的影响
    4.10 热力耦合数学模型验证
    4.11 中修后S1段冷却壁热力耦合数值模拟研究
    4.12 原S1段铜冷却壁水管管根脱焊机理探究
    4.13 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
作者简介
论文包含图、表、公式及文献

(10)高炉铜冷却壁和铜钢复合冷却壁热变形研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 高炉长寿发展概述
        2.1.1 高炉长寿发展
        2.1.2 高炉寿命的限制性因素
    2.2 国内外冷却壁发展
        2.2.1 球墨铸铁冷却壁
        2.2.2 铸钢冷却壁
        2.2.3 铜冷却壁
        2.2.4 铜钢复合冷却壁
    2.3 铜冷却壁破损形式及其破损机理研究进展
        2.3.1 水管断裂漏水
        2.3.2 本体变形
        2.3.3 热面破损
    2.4 铜冷却壁传热性能研究
        2.4.1 铜冷却壁传热数值模拟研究
        2.4.2 铜冷却壁热态性能测试
    2.5 铜冷却壁热应力及热变形研究
    2.6 铜钢复合冷却壁传热及热变形研究
    2.7 高炉内铜冷却壁和铜钢复合冷却壁存在的热变形
    2.8 研究目的和研究内容
        2.8.1 研究目的
        2.8.2 研究内容
3 铜冷却壁水管热变形及受力状态分析
    3.1 物理模型
    3.2 数学模型
        3.2.1 传热模型
        3.2.2 热弹性变形模型
        3.2.3 物性参数
    3.3 数学模型验证
    3.4 传热分析
    3.5 热变形分析
        3.5.1 煤气温度的影响
        3.5.2 高度的影响
        3.5.3 冷却水速的影响
        3.5.4 厚度的影响
        3.5.5 螺栓间距的影响
    3.6 热应力分析
        3.6.1 水管末端自由
        3.6.2 水管末端固定
        3.6.3 水管受炉壳开孔约束
        3.6.4 炉壳开孔直径优化
    3.7 小结
4 铜冷却壁热弹塑性分析
    4.1 物理模型
    4.2 数学模型
        4.2.1 非稳态传热模型
        4.2.2 弹塑性模型
        4.2.3 热疲劳模型
        4.2.4 物性参数
    4.3 纯铜材料真实应力-真实应变关系
    4.4 渣铁壳脱落-形成过程传热分析
    4.5 热变形分析
    4.6 应变分析
    4.7 应力分析
    4.8 热疲劳分析
    4.9 异常炉况下铜冷却壁热变形分析
    4.10 小结
5 铜钢复合冷却壁热态试验
    5.1 试验目的
    5.2 试验内容
    5.3 试验原理
    5.4 热态试验系统
    5.5 冷却水循环系统
    5.6 温度检测系统
        5.6.1 壁体测温电偶布置
        5.6.2 煤气温度测点布置
        5.6.3 数据采集设备
    5.7 应变检测系统
        5.7.1 应变片布置
        5.7.2 应变测量原理
        5.7.3 应变片安装过程
        5.7.4 应变检测设备
    5.8 试验过程
    5.9 试验结果
        5.9.1 热态试验炉炉温变化
        5.9.2 铜钢复合冷却壁温度变化分析
        5.9.3 铜钢复合冷却壁总应变变化分析
    5.10 小结
6 铜钢复合冷却壁热变形及铜钢界面应力分析
    6.1 物理模型
    6.2 数学模型
        6.2.1 传热模型
        6.2.2 热弹性模型
        6.2.3 物性参数
    6.3 工业试验验证
        6.3.1 传热模型验证
        6.3.2 热弹性模型验证
    6.4 温度分布分析
    6.5 热变形分析
    6.6 铜钢界面应力分析
    6.7 水管热应力分析
        6.7.1 水管末端自由
        6.7.2 水管末端固定
    6.8 煤气温度影响
    6.9 铜层厚度影响
    6.10 加强筋厚度影响
    6.11 冷却水道深度影响
    6.12 小结
7 铜钢复合冷却壁蠕变变形分析
    7.1 蠕变变形模型
        7.1.1 控制微分方程
        7.1.2 约束边界条件
        7.1.3 物性参数
    7.2 蠕变变形模型验证
    7.3 蠕变应变和应力分析
    7.4 蠕变变形分析
    7.5 铜钢界面应力分析
    7.6 蠕变时间影响
    7.7 煤气温度影响
    7.8 小结
8 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

四、铸钢冷却壁对炉内操作的影响(论文参考文献)

  • [1]武钢3200m3高炉炉身中下部冷却壁损坏机理探析[J]. 肖志新,李红,卢正东,郑华伟,张正东. 炼铁, 2021(05)
  • [2]高炉炉衬与冷却壁损毁机理及长寿化研究[D]. 卢正东. 武汉科技大学, 2021(01)
  • [3]中天钢铁7号高炉冷却壁8年零破损生产实践[J]. 孔亚东,毛东辉,陶善胜,郑平,郑伟. 炼铁, 2020(06)
  • [4]三钢高炉软水密闭循环冷却系统问题分析及优化[J]. 郭帅. 福建冶金, 2020(06)
  • [5]德晟金属1260高炉一代炉役冷却壁及炉缸破损调查[J]. 庞红梅. 冶金管理, 2020(09)
  • [6]铸钢冷却壁防熔穿工艺研究及粘砂缺陷防治[D]. 陈佳伟. 华中科技大学, 2020(01)
  • [7]唐钢2000m3高炉铜冷却壁应用研究[D]. 何友国. 华北理工大学, 2019(04)
  • [8]马钢2#高炉冷却壁破损调查研究[D]. 葛灵杰. 安徽工业大学, 2018(01)
  • [9]高炉铜冷却壁热变形行为数值模拟研究[D]. 龚俊举. 东北大学, 2018
  • [10]高炉铜冷却壁和铜钢复合冷却壁热变形研究[D]. 刘奇. 北京科技大学, 2016(04)

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铸钢冷却壁对炉子运行的影响
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