高炉高强化冶炼条件下铜冷却壁应用

第1章 铜冷却壁与高炉长寿的关系及其应用现状001
1.1高炉长寿技术及其发展趋势001
1.1.1高炉长寿技术意义及目标001
1.1.2高炉长寿技术现状及限制性环节003
1.1.3炉缸炉底长寿问题005
1.1.4炉腰、炉腹至炉身下部长寿问题006
1.2铜冷却壁应用历史及优势分析007
1.2.1铜冷却壁与传统冷却壁的对比007
1.2.2国内外铜冷却壁应用历史009
1.2.3铜冷却壁应用经济性分析010
1.3铜冷却壁类型及发展情况011
1.3.1铜冷却壁材质要求011
1.3.2铜冷却壁加工工艺013
1.3.3铜冷却壁类型014
1.4铜冷却壁应用现状020
1.4.1国内外典型铜冷却壁应用情况020
1.4.2铜冷却壁大面积损坏情况023
1.4.3微量元素对铜冷却壁性能的影响025
1.4.4铜冷却壁稳定挂渣的研究027
1.4.5铜冷却壁传热计算模型的研究027

第2章 铜冷却壁破损原因029
2.1国内铜冷却壁损坏实例029
2.1.1国内某2000m3 高炉铜冷却壁破损029
2.1.2国内某3200m3 高炉铜冷却壁破损032
2.2铜冷却壁损坏的共性特征分析033
2.3“氢病”现象对铜冷却壁破坏作用分析034
2.3.1铜冷却壁本体温度因素的影响034
2.3.2烧损冷却壁中O 及H 含量分析037
2.3.3烧损冷却壁微观结构观察039
2.4锌元素对铜冷却壁破坏作用分析042
2.4.1试验设备及方法043
2.4.2试验结果及分析044
2.5炉型结构对铜冷却壁寿命影响分析050
2.5.1高炉煤气流分布计算模型的建立050
2.5.2计算参数的选取及计算方案054
2.5.3计算结果分析及讨论055
2.6本章小结061

第3章 铜冷却壁挂渣过程数值模拟062
3.1模型建立063
3.1.1物理模型063
3.1.2数学模型及边界条件065
3.1.3计算参数选取069
3.1.4渣皮厚度及体系温度场求解过程069
3.2计算结果分析070
3.2.1炉况因素对壁体温度和挂渣的影响070
3.2.2冷却制度对壁体温度和挂渣的影响077
3.2.3炉渣性质对壁体温度和挂渣的影响085
3.2.4镶砖材质对壁体温度和挂渣的影响094
3.3铜冷却壁挂渣能力计算098
3.4铜冷却壁挂渣状态监测系统及其实际应用103
3.5本章小结104

第4章 铜冷却壁应力分布规律研究105
4.1铜冷却壁热-力耦合分析模型的建立105
4.1.1热-力耦合分析方法105
4.1.2计算模型及边界条件106
4.1.3物性参数选择108
4.2壁体及渣层应力分布规律分析109
4.2.1炉气温度变化对壁体及渣层应力分布的影响109
4.2.2冷却制度对壁体及渣层应力分布的影响115
4.2.3镶砖材质对壁体及渣层应力分布的影响118
4.2.4炉渣热胀系数对壁体及渣层应力分布的影响121
4.3壁体变形分析123
4.3.1典型冷却壁变形123
4.3.2炉气温度变化对冷却壁变形的影响124
4.3.3渣层厚度变化对冷却壁变形的影响125
4.3.4冷却制度对壁体变形的影响126
4.3.5镶砖材质变化对壁体变形的影响128
4.3.6炉渣热膨胀性对冷却壁变形的影响130
4.4本章小结130

第5章 渣皮软熔特性试验研究132
5.1试验设备及方法133
5.1.1试验设备133
5.1.2试验方法133
5.1.3试验方案135
5.2结果分析及讨论138
5.2.1炉渣典型软熔过程138
5.2.2FeO 含量变化对炉渣软熔过程的影响140
5.2.3Al2O3 含量变化对炉渣软熔过程的影响142
5.2.4MgO 含量变化对炉渣软熔过程的影响145
5.2.5炉渣碱度对软熔过程的影响148
5.3本章小结151

第6章 炉渣成分变化对渣皮厚度影响153
6.1炉渣各组分对冷却壁挂渣能力的影响154
6.2炉渣各组分对冷却壁挂渣能力影响强弱分析157
6.3本章小结158

展望160

参考文献161