爐缸侵蝕預測模型講座

1、高爐爐缸爐底監(jiān)測模型高爐爐缸爐底監(jiān)測模型北京科技大學冶金與生態(tài)工程學院北京科技大學冶金與生態(tài)工程學院左海濱左海濱 20122012年年0101月月l 意義意義：高爐長壽是鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施，以減少資源、能：高爐長壽是鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施，以減少資源、能源消耗，減輕地球環(huán)境負荷為目的。源消耗，減輕地球環(huán)境負荷為目的。l 目標目標： 高爐一代壽命（不中修）達到高爐一代壽命（不中修）達到1520年以上；年以上； 高爐高效生產(chǎn)，一代壽命內(nèi)平均容積利用系數(shù)在高爐高效生產(chǎn)，一代壽命內(nèi)平均容積利用系數(shù)在2.0 t/（m3d）以上，一代）以上，一代壽命單位爐容產(chǎn)鐵量達到壽命單位爐容產(chǎn)鐵量達到

2、 15000 t/m3； 高爐大修工期縮短到企業(yè)可承受范圍之內(nèi)（例如高爐大修工期縮短到企業(yè)可承受范圍之內(nèi)（例如 2 個月），大修后短期內(nèi)個月），大修后短期內(nèi)生產(chǎn)達到正常水平（例如生產(chǎn)達到正常水平（例如7 10天）。天）。 l 關鍵：關鍵：構建構建高效生產(chǎn)的具有合理操作爐型的永久性爐襯高效生產(chǎn)的具有合理操作爐型的永久性爐襯，高爐，高爐一代壽命達到上述目標一代壽命達到上述目標 -高爐數(shù)量最少，能耗最低，效率最高高爐數(shù)量最少，能耗最低，效率最高。1 高爐長壽的意義與目標高爐長壽的意義與目標廠名廠名及爐號及爐號爐容爐容/m3爐役爐役服役服役/年年一代爐齡一代爐齡產(chǎn)鐵總量產(chǎn)鐵總量/萬萬t單位爐單位爐容產(chǎn)

3、鐵容產(chǎn)鐵/t m-3一代爐齡一代爐齡利用系數(shù)利用系數(shù)/t（m3d）-1寶鋼寶鋼3號號43501994.9.20 至今至今14.2統(tǒng)計至統(tǒng)計至2008年底年底寶鋼寶鋼1號號40631985.9.15193229.779492.06寶鋼寶鋼2號號40631991.6.292004718116122.10武鋼武鋼5號號32001991.10.192007.5.3015.63550.9110971.95鞍鋼鞍鋼10號號25801995.2.12至今至今13.8統(tǒng)計至統(tǒng)計至2008年底年底首鋼首鋼3號號25361993.6.2至今至今15.5統(tǒng)計至統(tǒng)計至2008年底

4、年底首鋼首鋼1號號25361994.8.9至今至今14.3統(tǒng)計至統(tǒng)計至2008年底年底國內(nèi)部分國內(nèi)部分2000m3以上高爐壽命以上高爐壽命廠名廠名及爐號及爐號爐容爐容/m3爐役爐役服役服役/年年一代爐齡一代爐齡產(chǎn)鐵總量產(chǎn)鐵總量/萬萬t單位爐單位爐容產(chǎn)鐵容產(chǎn)鐵/tm-3一代爐齡一代爐齡利用系數(shù)利用系數(shù)/t（m3d）-1大分大分2號號52451988.12.122004.2.1615.226202.82118262.13千葉千葉6號號45001977.7.171998.3.2720.756023133851.77霍戈文霍戈文7號號44501991200615.144910110342.0光陽光陽1

5、號號38001987.42002.3.5154300113162.07光陽光陽2號號38001988.72005.3.1416.675151135552.23倉敷倉敷2號號28571979.3.202003.8.2924.424457156001.75霍戈文霍戈文6號號267819862002163400126962.17迪林根迪林根5號號26311985.12.171997.5.1611.4204077541.86漢博恩漢博恩9號號213219882006183200150002.28國外某些大型高爐的壽命國外某些大型高爐的壽命左側(cè)為一般的高爐砌磚情況左側(cè)為一般的高爐砌磚情況右側(cè)為爐襯被侵蝕

6、的一般情況右側(cè)為爐襯被侵蝕的一般情況解決高爐長壽的關鍵解決高爐長壽的關鍵延長爐身中下部直到延長爐身中下部直到爐缸、爐底的壽命，即爐缸、爐底的壽命，即有液態(tài)渣鐵存在的部分有液態(tài)渣鐵存在的部分成渣帶以下幾乎就沒成渣帶以下幾乎就沒有一次磚襯了，只有爐有一次磚襯了，只有爐缸和爐底還存在不厚的缸和爐底還存在不厚的碳襯，碳襯，一次磚襯約被侵一次磚襯約被侵蝕蝕70%70%，但爐子還可以，但爐子還可以工作工作渣、鐵凝固層成為保渣、鐵凝固層成為保護耐火材料的關鍵護耐火材料的關鍵爐缸、爐底燒穿舉例爐缸、爐底燒穿舉例高爐高爐容積容積開爐時間開爐時間燒穿時間燒穿時間燒穿部位及修復措施燒穿部位及修復措施S廠 1BF25

7、002004.3.162010.8.20 20：05爐缸1-2段冷卻界面500*700孔。挖補C廠BF12602001.22010.8.181-2段交界面 永久停爐Y廠2BF12502009.12.252010.8.7爐缸環(huán)碳溫度持續(xù)9001100，二段爐皮2m2發(fā)紅，停風開口，滲鐵70t鐵。 挖補D廠2BF4002009.42010.3爐缸環(huán)碳溫度過高，鐵口區(qū)燒穿。挖補G廠14BF36682006.12009.4.193-4段32-33#冷卻壁之間鐵口下800mm，淌渣鐵0.8t。挖補 爐缸、爐底燒穿舉例爐缸、爐底燒穿舉例高爐高爐容積容積開爐時間開爐時間燒穿時間燒穿時間燒穿部位及修復措施燒穿

8、部位及修復措施A廠3BF32002005.12.282008.8.25 20：00鐵口下2.2m二段（32-33#）冷卻壁下500*2000大口子，跑出渣鐵近千立方米。挖補后生產(chǎn)18個月爐缸大修T廠 1BF20002005.3282008.12.1休風換電偶孔流出鐵70余t。挖補，2009年停爐大修B廠 3BF30019952000.6.16爐底燒穿，5根風冷管流鐵。扒料大修高爐爐缸燒穿高爐爐缸燒穿事故統(tǒng)計事故統(tǒng)計單位單位爐容爐容 （m3 3）燒穿時間燒穿時間燒穿部位燒穿部位處理處理備注備注1 1柳鋼柳鋼2BF2552551980.8.10(1980.8.10(開爐開爐70天天)鐵口下鐵口下1

9、00160,燒壞電纜燒壞電纜8383年年6月月15日第日第2次燒穿次燒穿2 2鎮(zhèn)江鋼廠鎮(zhèn)江鋼廠2BF1984.10.141984.10.14爐缸燒穿爆炸爐缸燒穿爆炸臨時處理臨時處理51h3 3首鋼首鋼4BF120012001986.3.51986.3.5燒壞燒壞3塊冷卻壁塊冷卻壁休風休風3天天8h204 4大渡河鋼廠大渡河鋼廠1121121988.6.91988.6.9鐵口下鐵口下80mm燒穿燒穿,鐵口平臺炸鐵口平臺炸壞壞,上上1人人休風休風13455 5本鋼本鋼2BF1986.7.19(82.8.21986.7.19(82.8.24 4開爐開爐)渣口下冷卻壁間燒穿渣口下冷卻壁間燒穿(1960

10、.3.30第第1次燒穿次燒穿中修（中修（83.11.8完完)88.2.1888.2.18第第3次次燒穿燒穿6 6漣鋼漣鋼4BF3003001989.9.131989.9.13渣鐵水渣鐵水30多噸多噸緊急修理緊急修理15h307 7天津鐵廠天津鐵廠5BF3003001991.111991.11爐底中心爐底中心休風休風12天天8 8威鋼威鋼2BF1851851987.5.221987.5.22鐵口下方鐵口下方9 9唐鋼唐鋼3BF1001001993.8.111993.8.11爐底中心爐底中心1010多法斯科多法斯科4BF157615761994.5.51994.5.5鐵口下鐵口下250處處,引發(fā)大

11、火引發(fā)大火停產(chǎn)停產(chǎn)33天天高爐爐缸燒穿高爐爐缸燒穿事故統(tǒng)計事故統(tǒng)計單位單位爐容爐容 （m3 3）燒穿時間燒穿時間燒穿部位燒穿部位處理處理備注備注1111杭鋼杭鋼1BF3423421994.10.251994.10.25鐵口下鐵口下450處處休風休風131h1212邯鋼邯鋼5BF1998.41998.4爐缸燒穿爐缸燒穿臨時修補臨時修補挺到年底大修挺到年底大修1313漣鋼漣鋼1BF3003001997.3.11997.3.1同漣鋼同漣鋼4BF緊急修理緊急修理5h1414漢鋼漢鋼1BF3003001997.8.171997.8.17爐底排鉛孔處燒穿爐底排鉛孔處燒穿,流出流出100多多噸鐵噸鐵休風休風

12、10901515水鋼水鋼2BF120012001998.3.231998.3.23爐缸燒穿爐缸燒穿大修大修96天天1616新鋼新鋼7BF6006002002.2.62002.2.6低渣口下低渣口下休風休風7天天3h1717新鋼新鋼6BF6006002003.3.32003.3.3爐缸冷卻壁燒穿爐缸冷卻壁燒穿搶修搶修26h36挺到挺到6月大修月大修1818馬鋼馬鋼4BF3003002003.11.52003.11.5鐵口下鐵口下500處處休風休風24天天1919通鋼通鋼2BF3143142004.4.32004.4.3渣口大套下沿渣口大套下沿休風休風24h302020洛鋼洛鋼1BF3803802

13、007.7.82007.7.8爐缸冷卻壁燒穿爐缸冷卻壁燒穿休風休風4天天剛開爐剛開爐70天天2121圣戈班圣戈班8BF2006.7.312006.7.31爐缸冷卻壁燒穿爐缸冷卻壁燒穿臨時休風臨時休風26h36工廠工廠爐號爐號爐缸直徑，爐缸直徑，m發(fā)生時間發(fā)生時間M M鋼廠（中）鋼廠（中）22500 m32004.06.02T鋼廠（中）鋼廠（中）12500 m32009.5.Azovztal39.42005.08Aceralia GijonA12.52004.8TKS Schwelgen113.62006.11Carsid MarcinalleE10.02006.7Corus Port Talb

14、ot411.52006.11HKMA10.32006.7Mittal VanderbijlparkC10.02004.2SadahaCorex2007.2SalzgitterB11.2Dillingen512.0Arcelia-Gijon, Spain A12.52004.8Carsid Marcinelle,Belgium10.02006.7HKM-GermanyA10.32006.7Azovztal, Ukraine39.42006.8Tata-Corus Port Talbot411.52006.11Arcelor Mittal-Sicatsa19.02007.6研究問題研究問題 爐缸爐

15、底傳熱仿真爐缸爐底傳熱仿真 爐缸冷卻結構設計爐缸冷卻結構設計 爐缸爐底耐材的選擇爐缸爐底耐材的選擇 爐缸不同部位耐材的選擇爐缸不同部位耐材的選擇 爐缸爐底侵蝕狀況仿真爐缸爐底侵蝕狀況仿真 使現(xiàn)場工作人員了解爐缸爐底侵蝕狀況使現(xiàn)場工作人員了解爐缸爐底侵蝕狀況 指導操作人員進行維護指導操作人員進行維護 中心思想：中心思想：利用熱電偶測量溫度和熱負荷監(jiān)測值，利用熱電偶測量溫度和熱負荷監(jiān)測值，根據(jù)磚襯的物性參數(shù)和冷卻條件，反推剩余磚襯厚度；根據(jù)磚襯的物性參數(shù)和冷卻條件，反推剩余磚襯厚度；2 2 爐缸爐底溫度場模擬計算爐缸爐底溫度場模擬計算2.1 2.1 模型的建立模型的建立2 2 爐缸爐底溫度場模擬計

16、算爐缸爐底溫度場模擬計算1-1-爐殼爐殼2-2-外填料層外填料層3-3-冷卻壁水管冷卻壁水管 4-4-冷卻壁本體冷卻壁本體5-5-內(nèi)填料層內(nèi)填料層6-6-耐火材料耐火材料7-7-鐵液鐵液8-8-耐火混凝土耐火混凝土9-9-爐底冷卻水管爐底冷卻水管 物理模型物理模型2.22.2假設條件假設條件 通過爐缸爐底溫度場的計算來反映爐缸爐底的侵通過爐缸爐底溫度場的計算來反映爐缸爐底的侵蝕狀況，蝕狀況，11501150等溫線即為侵蝕參考線；等溫線即為侵蝕參考線； 把高爐看作是一個軸對稱容器，爐缸爐底的侵蝕把高爐看作是一個軸對稱容器，爐缸爐底的侵蝕狀況沿高爐中心線呈軸對稱分布，故爐缸爐底的狀況沿高爐中心線呈

17、軸對稱分布，故爐缸爐底的傳熱過程是二維的；傳熱過程是二維的； 忽略爐缸內(nèi)進行的化學反應。忽略爐缸內(nèi)進行的化學反應。 忽略輻射換熱忽略輻射換熱2.3 2.3 方程的建立方程的建立 直角坐標系下：直角坐標系下： 柱坐標系下：柱坐標系下：srTkrrrzTkzTCp)(1)(其中： 控制單元體的密度； 控制單元體的熱容； 控制單元體的導熱系數(shù)； 單元體的溫度； 控制單元體內(nèi)的源項。 szTkzxTkxTCP)()(pCkTs2.4 2.4 邊界條件和初始條件邊界條件和初始條件邊界條件有三類邊界條件有三類 a 已知邊界上的溫度 tw=f (x,y,z,) 特例：壁溫為常數(shù)tw=const. wwqnt

18、)(t1t2twqw=0n b 已知邊界上的熱流密度qW0)( 0換）（物體與外界無能量交稱絕熱邊界特例：wwntqc c 壁面與流體相接觸壁面與流體相接觸)()( )()( 2211fwntwntfttAAAttA 右側(cè)左側(cè)t1t2tf1tf2初始條件初始條件它是非穩(wěn)態(tài)過程的開始，可以是常值，也可以是空間坐標的函數(shù)它是非穩(wěn)態(tài)過程的開始，可以是常值，也可以是空間坐標的函數(shù)。初始條件開始的影響很大，但隨時間的推移，其影響將逐漸減。初始條件開始的影響很大，但隨時間的推移，其影響將逐漸減弱，并最終達到一個新的穩(wěn)定狀態(tài)。在最終的穩(wěn)定狀態(tài)解中再也弱，并最終達到一個新的穩(wěn)定狀態(tài)。在最終的穩(wěn)定狀態(tài)解中再也找

19、不到初始條件的影響痕跡，而主要由邊界條件決定。找不到初始條件的影響痕跡，而主要由邊界條件決定。選擇初始條件要考慮兩方面的因素，一個是符合真實的情況，另選擇初始條件要考慮兩方面的因素，一個是符合真實的情況，另外，對中間傳熱過程不關心時，選擇盡量與最終穩(wěn)態(tài)分布相適合外，對中間傳熱過程不關心時，選擇盡量與最終穩(wěn)態(tài)分布相適合的初始計算條件，這樣可以減少迭代次數(shù)，從而節(jié)省計算機消耗的初始計算條件，這樣可以減少迭代次數(shù)，從而節(jié)省計算機消耗的時間。的時間。計算中，將鐵水瞬間滴落滿爐缸作為初始條件。計算中，將鐵水瞬間滴落滿爐缸作為初始條件。2.5 2.5 差分方程的建立差分方程的建立 目的：將傳輸方程變?yōu)橛嬎?/p>

20、機運算的代數(shù)方程；目的：將傳輸方程變?yōu)橛嬎銠C運算的代數(shù)方程； 離散化方法離散化方法 對有限點的待求變量建立代數(shù)方程組的方法對有限點的待求變量建立代數(shù)方程組的方法 基本思想：根據(jù)實際對象，可以把定義域分成若干個有基本思想：根據(jù)實際對象，可以把定義域分成若干個有限的區(qū)域，在定義域內(nèi)連續(xù)變化的待求變量場，由每個限的區(qū)域，在定義域內(nèi)連續(xù)變化的待求變量場，由每個有限區(qū)域上的一個或若干個點的待求變量值來表示。有限區(qū)域上的一個或若干個點的待求變量值來表示。 差分方程的相容性、收斂性、穩(wěn)定性差分方程的相容性、收斂性、穩(wěn)定性)2(111njnjnjnJnjUUUUU.1差分方程的離散化差分方程的

21、離散化 求解區(qū)域離散化求解區(qū)域離散化 原則：網(wǎng)格可以任意劃分，但通常都把網(wǎng)格劃分成原則：網(wǎng)格可以任意劃分，但通常都把網(wǎng)格劃分成與坐標軸平行。與坐標軸平行。 方法一：劃分網(wǎng)格，網(wǎng)格線的交點作為主節(jié)點；方法一：劃分網(wǎng)格，網(wǎng)格線的交點作為主節(jié)點； 方法二：劃分網(wǎng)格，每個網(wǎng)格的中心作為主節(jié)點；方法二：劃分網(wǎng)格，每個網(wǎng)格的中心作為主節(jié)點； 比較：對于非均勻網(wǎng)格，方法一計算通量比較準確比較：對于非均勻網(wǎng)格，方法一計算通量比較準確，但由于節(jié)點不位于控制體中心，用節(jié)點值代表有，但由于節(jié)點不位于控制體中心，用節(jié)點值代表有限大小的控制容積的值，一定帶來誤差。方法二則限大小的控制容積的值，一定帶來誤差。方法二則反之

22、。反之。 溫度在控制體內(nèi)分布的假設溫度在控制體內(nèi)分布的假設.2差分方程的四項基本原則差分方程的四項基本原則 通過控制容積的界面上的通量必須保持一通過控制容積的界面上的通量必須保持一致；致； 系數(shù)為正；系數(shù)為正； 源相做線性處理后，源相做線性處理后，S Sp p值必為負；值必為負； 沒有源項條件下，沒有源項條件下，a ap p值為其他相鄰各系數(shù)值為其他相鄰各系數(shù)之和。之和。.3不同坐標系下的差分方程不同坐標系下的差分方程 穩(wěn)態(tài)直角坐標系穩(wěn)態(tài)直角坐標系NnnSssWwwEeepnnsswweeTzxkTzxkTxzkTxzkTzxkzxkxzkxzk 穩(wěn)態(tài)柱坐標系穩(wěn)

23、態(tài)柱坐標系peeepwwwpnPnpsPspTrkrzrkrzzrkrzrkr)()()()()()()()(EeeepWwwwpNnPnpSsPspTrkrzTrkrzTzrkrTzrkr)()()()()()()()(= 直角坐標和柱坐標的比較直角坐標和柱坐標的比較非穩(wěn)態(tài)柱坐標系的離散方程非穩(wěn)態(tài)柱坐標系的離散方程01PPPTTVCSVL SPssPPNnnPTTkzrrTTkzrr WPwwwPEeeeTTkrzrTTkrzr=+)(1)(rTkrrrzTkzH)(TCLSHp 控制方程離散結果(全隱格式)不同凝固潛熱處理與不帶凝固潛熱的比較不同凝固潛熱處理與不帶凝固潛熱的比較2.5.42

24、.5.4邊界節(jié)點的處理邊界節(jié)點的處理 邊界方程邊界方程 網(wǎng)格劃分方法網(wǎng)格劃分方法1 1 第一類邊界條件第一類邊界條件 第二類邊界條件第二類邊界條件 第三類邊界條件第三類邊界條件 網(wǎng)格劃分方法網(wǎng)格劃分方法2 2 第一類邊界條件第一類邊界條件 第二類邊界條件第二類邊界條件 第三類邊界條件第三類邊界條件 缺點缺點 要另外建立邊界方程要另外建立邊界方程 在在2 2、3 3類邊界條件下，類邊界條件下，邊界節(jié)點方程包含有未邊界節(jié)點方程包含有未知的邊界溫度知的邊界溫度 采用迭代法處理時，由采用迭代法處理時，由于邊界溫度是待求變量于邊界溫度是待求變量而影響收斂速度。而影響收斂速度。.4邊界節(jié)點

25、的處理邊界節(jié)點的處理 附加源項處理方法 中心思想是將邊界條件作為近邊界節(jié)點的離散化方程的源項中去，略去邊界節(jié)點的離散化方程和待求變量TB。待求出近邊界節(jié)點后，再利用邊界條件求出邊界溫度。n 第二類條件第二類條件 bbxBPBkqTTn 第三類條件第三類條件bbPbxbfBxkTkTT.5控制容積面的導熱系數(shù)控制容積面的導熱系數(shù) 問題的提出：經(jīng)常遇到不同材質(zhì)交界的問題的提出：經(jīng)常遇到不同材質(zhì)交界的情況情況TPTEkpkE(x)e-(x)e+(x)e.5控制容積面的導熱系數(shù)控制容積面的導熱系數(shù) 加權平均法加權平均法 eeEeePexxkxxkk 優(yōu)點：簡單方便優(yōu)點：

26、簡單方便 缺點：用在導熱系數(shù)相差比較大的情缺點：用在導熱系數(shù)相差比較大的情況下會出現(xiàn)較大偏差況下會出現(xiàn)較大偏差.5控制容積面的導熱系數(shù)控制容積面的導熱系數(shù) 調(diào)和平均法調(diào)和平均法 根據(jù)交界面熱流的相容性導出根據(jù)交界面熱流的相容性導出 PeEeeekxkxkx 討論討論 KE00時，則時，則Ke00 KP KE，則，則Ke KE(x)e/(x)e+.6非線性性質(zhì)的處理非線性性質(zhì)的處理 物性參數(shù)是溫度的函數(shù)，出現(xiàn)方程的非線性性質(zhì)物性參數(shù)是溫度的函數(shù)，出現(xiàn)方程的非線性性質(zhì)，可以采用擬線性化處理。，可以采用擬線性化處理。 步驟：步驟： 1 1）設定域內(nèi)全部節(jié)點的溫度值；）

27、設定域內(nèi)全部節(jié)點的溫度值； 2 2）計入邊界條件和初始條件后，計算出所有節(jié)點離散）計入邊界條件和初始條件后，計算出所有節(jié)點離散化方程的各個系數(shù)；化方程的各個系數(shù)； 3 3）求解線性方程組的解，得到新的溫度場；）求解線性方程組的解，得到新的溫度場； 4 4）用新的溫度場作為下一次計算的溫度值；）用新的溫度場作為下一次計算的溫度值； 5 5）重復）重復2-42-4，直到新值與舊值之間相差滿足精度要求，直到新值與舊值之間相差滿足精度要求為止。為止。.7固相率的確定固相率的確定 固相率表達式有平衡凝固模型、固相率表達式有平衡凝固模型、ScheilScheil模型、模型、Brody-Fl

28、emingsBrody-Flemings模型、模型、Clyne-KurzClyne-Kurz模型及介萬齊模型及介萬齊周堯和模型等。這些理論計算式以溶質(zhì)質(zhì)量守恒為周堯和模型等。這些理論計算式以溶質(zhì)質(zhì)量守恒為基礎，對溶質(zhì)傳輸原理作了不同的假設，對于二元基礎，對溶質(zhì)傳輸原理作了不同的假設，對于二元固溶體型合金的凝固模擬及其機理性研究起著積極固溶體型合金的凝固模擬及其機理性研究起著積極的指導作用。但對于多元復雜相變合金，在理論上的指導作用。但對于多元復雜相變合金，在理論上，目前還很難研究?；谀桃捍愕膶嶒灧椒ㄒ仓鳎壳斑€很難研究。基于凝固液淬的實驗方法也主要適合于二元固溶體相變合金或復雜相變合金的凝

29、要適合于二元固溶體相變合金或復雜相變合金的凝固初期，而且對于測試精度要求很高。固初期，而且對于測試精度要求很高。 .7固相率的確定固相率的確定 由于復雜合金的固相率變化規(guī)律研究目前由于復雜合金的固相率變化規(guī)律研究目前仍存在困難，在當前凝固模擬中，主要按仍存在困難，在當前凝固模擬中，主要按數(shù)學簡化模型處理，或按合金中兩種主要數(shù)學簡化模型處理，或按合金中兩種主要元素簡單相變時的固相率理論模型做粗略元素簡單相變時的固相率理論模型做粗略處理。處理。 SLLsTTTTf SLLsTTTTf.7固相率的確定固相率的確定lTsTL =1200，=1150 ；為相變潛熱，計算中

30、取值為56kJ/kg .7固相率的確定固相率的確定改進之處改進之處 考慮爐缸材質(zhì)的變物性考慮爐缸材質(zhì)的變物性 導熱系數(shù)、熱容、密度等隨溫度變化導熱系數(shù)、熱容、密度等隨溫度變化 考慮相變傳熱考慮相變傳熱（1 1）有限差分法）有限差分法（2 2）有限元法）有限元法（3 3）邊界元法（用積分方程求解微分方程）邊界元法（用積分方程求解微分方程）2.6 2.6 模型求解方法模型求解方法 耐火材料耐火材料 冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng) 死鐵層設計死鐵層設計3 3 爐缸爐底溫度仿真模型應用爐缸爐底溫度仿真模型應用陶瓷杯砌筑結構溫度分布陶瓷杯砌筑結構溫度分布11150、21000、3800、4600、54

31、00、6200 自焙燒炭磚自焙燒炭磚+ +陶瓷杯陶瓷杯在導熱系數(shù)在導熱系數(shù)K25W/(m.K)時，時，1150等溫線只在碳襯熱面上等溫線只在碳襯熱面上下，即鐵水在碳襯熱面上下即已凍結。下，即鐵水在碳襯熱面上下即已凍結。全炭磚爐底溫度場分析全炭磚爐底溫度場分析全炭磚爐缸爐底全炭磚爐缸爐底在碳襯熱面上覆以陶瓷磚襯作為絕熱層，即使使用導熱性不在碳襯熱面上覆以陶瓷磚襯作為絕熱層，即使使用導熱性不良的碳襯（良的碳襯（K=7W/(m.K)），），則則1150等溫線仍被推出碳襯。等溫線仍被推出碳襯。陶瓷杯陶瓷杯+炭磚結構溫度場分析炭磚結構溫度場分析炭磚炭磚+陶瓷杯爐缸爐底陶瓷杯爐缸爐底陶瓷墊結構陶瓷墊結構磚

32、襯布置的影響磚襯布置的影響相同的磚，相同的成本，相同的熱阻，不同的壽命相同的磚，相同的成本，相同的熱阻，不同的壽命導熱系數(shù)自熱面至冷面逐漸增大導熱系數(shù)自熱面至冷面逐漸增大導熱系數(shù)自熱面至冷面逐漸減小導熱系數(shù)自熱面至冷面逐漸減小此部分極易被侵蝕此部分極易被侵蝕不同的布磚方法不同的布磚方法死鐵層深度死鐵層深度l 淺死鐵層好還是深死鐵層好？淺死鐵層好還是深死鐵層好？ 1m1m死鐵層對溫度場的影響死鐵層對溫度場的影響 3m死鐵層對等溫線的影響死鐵層對等溫線的影響死鐵層死鐵層 熱阻增大熱阻增大環(huán)流減弱環(huán)流減弱增大鐵水與熱面熱阻增加爐底厚度增加爐底厚度l 厚爐底能夠阻止爐缸爐底的侵蝕嗎？厚爐底能夠阻止爐缸

33、爐底的侵蝕嗎？熱阻大熱阻大難以冷卻難以冷卻厚爐底厚爐底增大熱面與冷卻增大熱面與冷卻系統(tǒng)熱阻系統(tǒng)熱阻爐缸氣隙問題爐缸氣隙問題 氣隙是傳熱過程中熱阻最大的地方，它的存在影響爐缸爐氣隙是傳熱過程中熱阻最大的地方，它的存在影響爐缸爐底熱量的傳出，加快爐缸爐底損壞，爐缸爐底內(nèi)存在的氣底熱量的傳出，加快爐缸爐底損壞，爐缸爐底內(nèi)存在的氣隙地方很多，如不重視，將導致判斷、模型計算、以及操隙地方很多，如不重視，將導致判斷、模型計算、以及操作錯誤而造成嚴重后果。氣隙存在的地方有鑄鐵冷卻壁內(nèi)作錯誤而造成嚴重后果。氣隙存在的地方有鑄鐵冷卻壁內(nèi)無縫鋼管與鑄鐵之間，耐火磚襯的磚縫之間，炭磚在生產(chǎn)無縫鋼管與鑄鐵之間，耐火磚

34、襯的磚縫之間，炭磚在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的裂縫中，炭磚與冷卻壁之間，冷卻壁與爐缸過程中產(chǎn)生的裂縫中，炭磚與冷卻壁之間，冷卻壁與爐缸之間，其中影響最大的是后三者。展示了通常出現(xiàn)在炭磚之間，其中影響最大的是后三者。展示了通常出現(xiàn)在炭磚與冷卻壁之間氣隙對爐缸爐底溫度分布的影響。與冷卻壁之間氣隙對爐缸爐底溫度分布的影響。氣隙對溫度分布的影響氣隙對溫度分布的影響a.無氣隙；無氣隙；b-爐缸炭磚與冷卻壁之間；爐缸炭磚與冷卻壁之間；c-爐缸與爐底交界處氣隙；爐缸與爐底交界處氣隙；d-爐缸壁大面積氣隙爐缸壁大面積氣隙 從圖可以看出，當爐缸出現(xiàn)氣隙熱阻時（圖從圖可以看出，當爐缸出現(xiàn)氣隙熱阻時（圖b和圖和圖c）高溫）高

35、溫壓向氣隙部分擴散，炭磚受化學侵蝕（壓向氣隙部分擴散，炭磚受化學侵蝕（850以上）的區(qū)以上）的區(qū)域擴大，遠離氣隙部位溫度分布影響較小，氣隙對磚襯冷域擴大，遠離氣隙部位溫度分布影響較小，氣隙對磚襯冷面溫度分布的影響大于熱面。隨著氣隙區(qū)域擴大（圖面溫度分布的影響大于熱面。隨著氣隙區(qū)域擴大（圖d）高溫壓迅速擴大，炭磚侵蝕速度加快，因此在筑爐和冷卻高溫壓迅速擴大，炭磚侵蝕速度加快，因此在筑爐和冷卻壁安裝過程要精心，選用炭素料要優(yōu)，以避免高熱阻的氣壁安裝過程要精心，選用炭素料要優(yōu)，以避免高熱阻的氣隙產(chǎn)生。隙產(chǎn)生。爐底氣隙的影響爐底氣隙的影響滲鐵的影響滲鐵的影響不同冷卻方式的比較不同冷卻方式的比較溫度場仿

36、真軟件的應用溫度場仿真軟件的應用開爐初期溫度分布的影響開爐初期溫度分布的影響不同冷卻方式的比較不同冷卻方式的比較不同磚襯厚度下凝固不同磚襯厚度下凝固凝固層厚度凝固層厚度 在高爐爐役后期銅在高爐爐役后期銅冷卻壁的作用開始冷卻壁的作用開始顯現(xiàn)顯現(xiàn) 在鐵口周圍熱負荷在鐵口周圍熱負荷大的區(qū)域應使用銅大的區(qū)域應使用銅冷卻壁冷卻壁溫度場仿真軟件的應用溫度場仿真軟件的應用l 采用采用“石墨磚石墨磚+微孔炭磚微孔炭磚+陶瓷杯陶瓷杯” 結構；結構；l 爐底最下層為爐底最下層為2層高導熱石墨磚（層高導熱石墨磚（EG），中間），中間2層為普通炭磚層為普通炭磚（E-5），其上為），其上為1層微孔炭磚（層微孔炭磚（EM

37、-10），最上面為），最上面為1層陶瓷墊，爐底層陶瓷墊，爐底滿鋪炭磚周邊砌筑滿鋪炭磚周邊砌筑1環(huán)石墨磚（環(huán)石墨磚（EGF）；）；l 鐵口區(qū)域與爐殼頂砌一層高導熱性石墨磚（鐵口區(qū)域與爐殼頂砌一層高導熱性石墨磚（EGFD），采用增加高導），采用增加高導熱性的石墨磚厚度的方式提高傳熱能力；熱性的石墨磚厚度的方式提高傳熱能力；l 非鐵口區(qū)域從爐殼向內(nèi)分別為石墨磚（非鐵口區(qū)域從爐殼向內(nèi)分別為石墨磚（EGF）、）、2層超微孔炭磚層超微孔炭磚（EM-15）和陶瓷杯，石墨磚與超微孔炭磚咬砌；）和陶瓷杯，石墨磚與超微孔炭磚咬砌；l 爐缸冷卻系統(tǒng)為爐殼外水夾套（爐缸冷卻系統(tǒng)為爐殼外水夾套（Jacket cooli

38、ng）冷卻，無冷卻壁。）冷卻，無冷卻壁。國外某高爐爐缸爐底結構國外某高爐爐缸爐底結構國外某高爐實例分析國外某高爐實例分析未侵蝕狀態(tài)的溫度分布未侵蝕狀態(tài)的溫度分布 陶瓷杯未被侵蝕時，由陶瓷杯未被侵蝕時，由于陶瓷磚的隔熱作用，于陶瓷磚的隔熱作用，高溫區(qū)域主要保持在陶高溫區(qū)域主要保持在陶瓷杯內(nèi)部，爐缸微孔炭瓷杯內(nèi)部，爐缸微孔炭磚熱面溫度低于磚熱面溫度低于400，爐底炭磚在其上高鋁磚爐底炭磚在其上高鋁磚的保護下，溫度也在的保護下，溫度也在500以下，因此從傳以下，因此從傳熱學上來看，這時炭磚熱學上來看，這時炭磚是安全的。是安全的。國外某高爐實例分析國外某高爐實例分析 陶瓷杯被侵蝕后，陶瓷杯被侵蝕后，盡

39、管使用了高導盡管使用了高導熱性的石墨磚，熱性的石墨磚，1150等溫線仍等溫線仍然沒有被推出磚然沒有被推出磚襯以外，不能形襯以外，不能形成有效的保護層，成有效的保護層，需加大冷卻強需加大冷卻強度。度。陶瓷杯侵蝕掉后溫度分布陶瓷杯侵蝕掉后溫度分布 陶瓷杯對溫度分布的影響陶瓷杯對溫度分布的影響陶瓷杯侵蝕后，陶瓷杯侵蝕后，加上鐵水流動加上鐵水流動加劇，其綜合加劇，其綜合換熱系數(shù)增大，換熱系數(shù)增大，鐵水平均溫度鐵水平均溫度升高，升高，1150溫度溫度線向爐外移線向爐外移動，磚襯高動，磚襯高溫區(qū)擴大，溫區(qū)擴大，侵蝕加劇。侵蝕加劇。 鐵水環(huán)流對溫度分布的影響鐵水環(huán)流對溫度分布的影響爐缸存在鐵水環(huán)流后溫度分布

40、爐缸存在鐵水環(huán)流后溫度分布l高溫區(qū)向爐外移動，但高溫區(qū)向爐外移動，但熱面即高溫區(qū)熱面即高溫區(qū)900以上以上區(qū)域變化不大；區(qū)域變化不大；l在爐缸部分，高溫區(qū)向在爐缸部分，高溫區(qū)向低溫區(qū)的過渡較均勻，低溫區(qū)的過渡較均勻，有利于消除熱應力；有利于消除熱應力；l石墨磚本身抗鐵水溶蝕石墨磚本身抗鐵水溶蝕性較差，性較差，爐缸部位使爐缸部位使用石墨磚是否妥當用石墨磚是否妥當，值得商榷。值得商榷。 全微孔炭磚爐缸爐底結構對溫度分布的影響全微孔炭磚爐缸爐底結構對溫度分布的影響采用采用 “大水量、小溫差大水量、小溫差” or “小水量、大溫差小水量、大溫差” “小水量、大溫差小水量、大溫差”（進、出水平均溫度：（

41、進、出水平均溫度：30） “大水量、小溫差大水量、小溫差”（進、出水平均溫度：（進、出水平均溫度：20）不同冷卻方式對爐缸爐底溫度分布的影響不同冷卻方式對爐缸爐底溫度分布的影響溫度場仿真軟件的應用溫度場仿真軟件的應用不同爐缸冷卻水流量條件下不同爐缸冷卻水流量條件下水溫差的變化水溫差的變化 10203040506005101520253035404550水溫差, 水溫差, 未被侵蝕碳磚厚度, 英寸未被侵蝕碳磚厚度, 英寸 水流量：450t/h 水流量：450t/h 水流量：1000t/h 水流量：1000t/h 水流量：1500t/h 水流量：1500t/h 水流量：3000t/h 水流量：30

42、00t/h無凝固層保護時水溫差隨爐襯厚度變化無凝固層保護時水溫差隨爐襯厚度變化從總的熱量傳輸來看，兩種冷卻方式帶走的總熱量相同，從總的熱量傳輸來看，兩種冷卻方式帶走的總熱量相同，但對爐內(nèi)溫度分布的影響不同；但對爐內(nèi)溫度分布的影響不同；在爐役初期，當陶瓷杯未被完全侵蝕掉時，兩種冷卻方式在爐役初期，當陶瓷杯未被完全侵蝕掉時，兩種冷卻方式的差別不大的差別不大 ， “小水量、大溫差小水量、大溫差” 可以顯著節(jié)約用水和可以顯著節(jié)約用水和動力消耗；動力消耗；陶瓷杯被侵蝕甚至微孔炭磚被侵蝕掉后，陶瓷杯被侵蝕甚至微孔炭磚被侵蝕掉后，“小水量，大溫小水量，大溫差差”冷卻方式由于水量小，造成水溫上升較高，熱量不能

43、冷卻方式由于水量小，造成水溫上升較高，熱量不能及時導出，可能會加速炭磚的侵蝕；及時導出，可能會加速炭磚的侵蝕；至于究竟采用至于究竟采用“大水量、小溫差大水量、小溫差”還是還是“小水量、大溫差小水量、大溫差”的冷卻方式，還有待于根據(jù)企業(yè)自身條件并由更多的工的冷卻方式，還有待于根據(jù)企業(yè)自身條件并由更多的工業(yè)實踐來考慮。業(yè)實踐來考慮。軟件：軟件：CFX出鐵口鐵水流速出鐵口鐵水流速：7m/s（計算條件：利用系數(shù)（計算條件：利用系數(shù)2.21 t/(m3d)，出鐵口半，出鐵口半徑徑1.18英寸）；英寸）；鐵水密度鐵水密度：7000kg/m3；鐵水粘度鐵水粘度：6.710- 3 NS/m3。中心焦炭柱：孔隙

44、度中心焦炭柱：孔隙度0.4 邊緣焦炭層：孔隙度邊緣焦炭層：孔隙度0.75 4 爐缸爐底爐缸爐底流場流場分析分析物理模型物理模型鐵口縱截面流場速度分布圖鐵口縱截面流場速度分布圖 可以看出：出鐵口靠下的位置，鐵水流速較可以看出：出鐵口靠下的位置，鐵水流速較大，對耐火材料的侵蝕作用較強。大，對耐火材料的侵蝕作用較強。流場分析流場分析出鐵口外視速度場分布圖出鐵口外視速度場分布圖 可以看出：鐵口兩側(cè)稍靠下的位置，鐵水可以看出：鐵口兩側(cè)稍靠下的位置，鐵水流速較大，此處耐火材料侵蝕最嚴重。流速較大，此處耐火材料侵蝕最嚴重。 爐底鐵液流線圖爐底鐵液流線圖 可以看出：鐵液由爐底環(huán)向流往出鐵口方向，可以看出：鐵液

45、由爐底環(huán)向流往出鐵口方向，到達出鐵口附近時，向斜上方流向出鐵口，且到達出鐵口附近時，向斜上方流向出鐵口，且出鐵口的斜下方流速最大，與上述分析一致。出鐵口的斜下方流速最大，與上述分析一致。4.1 4.1 流速影響因素流速影響因素死焦堆死焦堆510mm350mm死焦堆直徑沉坐浮起空隙度： 0.357 0.307 空空隙隙度度小小側(cè)側(cè)壁壁速速度度大大側(cè)側(cè)壁壁無無焦焦空空間間大大速速度度小小死死焦焦堆堆浮浮起起速速度度小小 死鐵層深度為死鐵層深度為100mm 死鐵層深度為死鐵層深度為120mm 鐵口直徑鐵口直徑 8mm 鐵口直徑鐵口直徑5mm “浮起浮起”30mm “浮起浮起”60mm1.死鐵層越深爐

46、缸壁面附近流速越??；死鐵層越深爐缸壁面附近流速越小；2.鐵口直徑越小爐缸壁面附近流速越小；鐵口直徑越小爐缸壁面附近流速越?。?.浮起越高爐缸壁面附近流速越??；浮起越高爐缸壁面附近流速越?。昏F口及鐵口對面區(qū)域、鐵口水平面附近爐缸壁面渣鐵沖擊嚴重；爐底爐缸交界處環(huán)流嚴重；鐵口正下方爐缸爐底交界處沖擊嚴重；爐底與鐵口中心線夾角100到1000處剪切應力大；4.2 4.2 爐缸流場與爐缸爐底交界處剪切應力爐缸流場與爐缸爐底交界處剪切應力4.3 “4.3 “沉坐沉坐”與與“浮起浮起”的影響的影響 浮起浮起 沉坐環(huán)流嚴重環(huán)流嚴重死焦堆浮起下沉的周期振蕩有利于其自身的更新死焦堆浮起下沉的周期振蕩有利于其自身

47、的更新死焦堆浮起下沉的周期振蕩有利于其自身的更新死焦堆浮起下沉的周期振蕩有利于其自身的更新4.4 4.4 死鐵層深度對鐵水流動的影響死鐵層深度對鐵水流動的影響h1.1mh=1.6m死焦堆浮起死焦堆浮起 死鐵層厚度的影響死鐵層厚度的影響距爐底0.01m距爐底0.05m4.4 4.4 死焦堆浮起死鐵層厚度的影響死焦堆浮起死鐵層厚度的影響h1.1mh=1.6m4.54.5 出鐵口直徑對鐵液流動的影響出鐵口直徑對鐵液流動的影響出鐵口直徑60mm 出鐵口直徑90mm距距爐底爐底0.01m水平切面上鐵水流動水平切面上鐵水流動 數(shù)據(jù)采集與預處理（數(shù)據(jù)有效性評估）數(shù)據(jù)采集與預處理（數(shù)據(jù)有效性評估） 溫度場仿真

48、軟件溫度場仿真軟件 爐缸爐底侵蝕爐型預測（服務器端）爐缸爐底侵蝕爐型預測（服務器端） 侵蝕結果查看（客戶端）侵蝕結果查看（客戶端） 爐缸爐底維護指導爐缸爐底維護指導5 5 爐缸爐底侵蝕模型系統(tǒng)組成爐缸爐底侵蝕模型系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)采集與預處理數(shù)據(jù)采集與預處理 熱電偶顯示溫度熱電偶顯示溫度 物性參數(shù)的在線修正物性參數(shù)的在線修正 異常診斷異常診斷 5.1 5.1 爐缸爐底侵蝕模型系統(tǒng)組成爐缸爐底侵蝕模型系統(tǒng)組成溫度場仿真軟件溫度場仿真軟件報警閾值設定報警閾值設定半徑方向監(jiān)測半徑方向監(jiān)測武鋼武鋼1 1號高爐應用結果號高爐應用結果建立了柱坐標系下包含相變傳熱的非穩(wěn)態(tài)爐缸爐建立了柱坐標系下包含相變傳熱的非穩(wěn)態(tài)

49、爐缸爐底傳熱模型，并充分考慮材質(zhì)的變溫特性，更符合底傳熱模型，并充分考慮材質(zhì)的變溫特性，更符合爐缸爐底工作的實際情況；爐缸爐底工作的實際情況；基于數(shù)據(jù)庫的推理，具有高響應速度；基于數(shù)據(jù)庫的推理，具有高響應速度；基于基于C/SC/S結構模式，維護方便，可網(wǎng)絡傳輸；結構模式，維護方便，可網(wǎng)絡傳輸；具有歷史查詢功能，可以了解侵蝕過程的演變；具有歷史查詢功能，可以了解侵蝕過程的演變；爐缸爐底維護指導系統(tǒng)模塊爐缸爐底維護指導系統(tǒng)模塊5.2 5.2 模型的特點模型的特點u熱負荷監(jiān)測熱負荷監(jiān)測u熱流強度超過熱流強度超過 1415 KW/m2時開始時開始予警狀態(tài)予警狀態(tài)；u熱流強度超過熱流強度超過 17.51

50、8 KW/m2時為時為警戒狀態(tài)警戒狀態(tài)，應采取，應采取釩鈦礦護爐、降低冶煉強度、加強冷卻等措施；釩鈦礦護爐、降低冶煉強度、加強冷卻等措施；u熱流強度超過熱流強度超過 2021 KW/m2為為事故狀態(tài)事故狀態(tài)，鐵水已接近，鐵水已接近或接觸到冷卻壁，應采取相應緊急預案?；蚪佑|到冷卻壁，應采取相應緊急預案。u鈦礦護爐操作指導鈦礦護爐操作指導操作指導操作指導6 6 爐缸爐底維護和異常處理爐缸爐底維護和異常處理6.1 6.1 鈦渣護爐鈦渣護爐6.2 6.2 灌漿灌漿6.3 6.3 挖補挖補2.1 2.1 鈦礦護爐鈦礦護爐多座高爐的實踐證明，當高爐爐缸磚襯侵蝕嚴重時，采用鈦礦護爐是多座高爐的實踐證明，當高

51、爐爐缸磚襯侵蝕嚴重時，采用鈦礦護爐是非常有效的方法。對于護爐的機理和方法已有大量文獻介紹，本文不非常有效的方法。對于護爐的機理和方法已有大量文獻介紹，本文不再贅述。需要強調(diào)的是：首先要達到護爐效果，鐵水中的再贅述。需要強調(diào)的是：首先要達到護爐效果，鐵水中的Ti要達到要達到0.08%以上，情況嚴重時要達到以上，情況嚴重時要達到0.20%以上，同時控制鐵水中以上，同時控制鐵水中Si含量含量在在0.5%0.6%，鐵水中的，鐵水中的Ti和和Si之和不要超過之和不要超過0.75%0.8%，這，這是低鈦渣冶煉的特點；其次盡管是低鈦渣冶煉的特點；其次盡管TiC和和TiN的熔點很高，但要使彌散的熔點很高，但要

52、使彌散在鐵水中的這些高熔點的物質(zhì)在爐墻表面沉積，就必須加強冷卻，降在鐵水中的這些高熔點的物質(zhì)在爐墻表面沉積，就必須加強冷卻，降低磚襯表面溫度，減小鐵液流動速度，促使由低磚襯表面溫度，減小鐵液流動速度，促使由Ti、TiC、TiN、石墨、石墨和鐵水等形成的高熔點混合物穩(wěn)定的沉積下來；同時降低冶煉強度，和鐵水等形成的高熔點混合物穩(wěn)定的沉積下來；同時降低冶煉強度，維持在維持在1.051.2之間，利用系數(shù)保持在之間，利用系數(shù)保持在2.0左右，維持半個月以上。左右，維持半個月以上。冶煉強度提高過快，會造成已生成的保護層溶解。冶煉強度提高過快，會造成已生成的保護層溶解。 最后，要做好最后，要做好“補補”和和

53、“護護”，“補補”即使保護層生即使保護層生成、長厚，鐵水中需要較高的成、長厚，鐵水中需要較高的Ti含量，在不影響操含量，在不影響操作的情況下，甚至可以提高到作的情況下，甚至可以提高到0.3%；由于保護層是；由于保護層是由多種物質(zhì)組成的混合物，它的生成與溶解具有平衡由多種物質(zhì)組成的混合物，它的生成與溶解具有平衡點，因此當護爐作用顯現(xiàn)后，仍要維持鐵水中點，因此當護爐作用顯現(xiàn)后，仍要維持鐵水中Ti含含量在量在0.8%1.5%一段時間，即做好一段時間，即做好“護護”，避免生，避免生成的保護層溶解。某成的保護層溶解。某4000m級高爐采用鈦礦護爐時，級高爐采用鈦礦護爐時，控制鐵水中的控制鐵水中的Ti在在

54、0.6%0.8%，此含量只能做到，此含量只能做到“護護”，不能做到，不能做到“補補”，即生成保護層，因此沒有起，即生成保護層，因此沒有起到護爐的效果，最終導致燒穿事故。到護爐的效果，最終導致燒穿事故。 2.2 2.2 灌漿灌漿冷卻壁與爐殼之間串煤氣，造成爐殼過熱；炭磚與冷卻壁之間冷卻壁與爐殼之間串煤氣，造成爐殼過熱；炭磚與冷卻壁之間形成氣隙熱阻，造成爐內(nèi)熱量傳不出來，炭磚溫度升高，給爐形成氣隙熱阻，造成爐內(nèi)熱量傳不出來，炭磚溫度升高，給爐缸安全造成威脅。利用休風機會對存在氣隙的部位進行壓漿處缸安全造成威脅。利用休風機會對存在氣隙的部位進行壓漿處理是目前普遍采用的方法，在許多高爐上取得了很好的效

55、果。理是目前普遍采用的方法，在許多高爐上取得了很好的效果。但也應看到，目前的灌漿操作仍缺乏科學的指導，一旦操作不但也應看到，目前的灌漿操作仍缺乏科學的指導，一旦操作不當將成為爐缸燒穿事故的誘因。與高爐其他部位灌漿不同，爐當將成為爐缸燒穿事故的誘因。與高爐其他部位灌漿不同，爐缸內(nèi)存在炙熱的渣鐵水，過大的灌漿壓力不但會造成冷卻壁損缸內(nèi)存在炙熱的渣鐵水，過大的灌漿壓力不但會造成冷卻壁損壞、爐缸整體砌磚結構變形，形成鐵水滲入通道，甚至在侵蝕壞、爐缸整體砌磚結構變形，形成鐵水滲入通道，甚至在侵蝕嚴重部位直接破壞磚襯。在灌漿面積為嚴重部位直接破壞磚襯。在灌漿面積為20cm20cm時，計算時，計算不同灌漿壓力（不同灌漿壓力（P）下磚襯內(nèi)應力分布如圖）下磚襯內(nèi)應力分布如圖7所示。沿灌漿中心所示。沿灌漿中心線磚襯內(nèi)應力分布如圖所示。線磚襯內(nèi)應力分布如圖所示。圖圖7 不同灌漿壓力時磚襯應力分布不同灌漿壓力時磚襯應力分布. (a ) P=2MPa; (b) P=3MPa; (c) P=4MPa0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.400.00.51.01.52.02.5 應力值/MPa進入磚襯距離/m 2Mpa 3Mpa 4Mpa圖圖8 不同壓力下灌漿中心線應力分布不同壓力下灌漿中