PDF《冶炼钒钛磁铁矿高炉的铜冷却壁挂渣分析》

冶炼钒钛磁铁矿高炉的铜冷却壁挂渣分析 计秀兰1,2 ,刘增勋1 ,吕摇 庆1 ,张振峰2 (1.

河北联合大学冶金与能源学院,河北 唐山 063009;

2. 河北钢铁股份有限公司承德分公司炼铁厂,河北 承德 067000) 摘摇 要:建立高炉铜冷却壁三维传热模型,利用有限元软件 ANSYS 进行稳态传热分析,研究了钒钛磁铁矿冶炼时 挂渣特点. 分析结果表明,由于含钒钛高炉渣铁珠含量高,使渣皮显著增厚导致渣皮稳定性下降. 将铜冷却壁热 电偶测量点温度控制在

60 ~

80 益 ,可以提高渣皮稳定性,保证铜冷却壁安全工作. 在现有工艺条件下,把水速从 2.

3 m/ s 降低到 1.

5 m/ s 对挂渣影响很小. 关键词:钒钛磁铁矿;

高炉;

冶炼;

铜冷却壁;

渣皮;

传热分析 中图分类号:TF066. 7摇摇文献标识码:A摇摇文章编号:1004-7638(2012) 01-0055-05 Analysis on Slag Skull on BF Copper Cooling Stave for Vanadium鄄bearing Titaniferous Magnetite Smelting Ji Xiulan1,

2 , Liu Zengxun1 , Lv Qing1 , Zhang Zhenfeng2 (1. School of Metallurgy and Energy, Hebei United University, Tangshan 063009, Hebei, China;

2. Ironmaking Plant of Chengde Branch, Hebei Iron &

Steel Co. , Ltd. , Chengde 067000, Hebei, China) Abstract:A three dimensional heat transfer model of copper cooling stave is built and analysis on steady鄄state heat transfer is carried out by finite element software ANSYS to investigate characteristics of slag skull generated during vanadium鄄bearing titaniferous magnetite smelting. The results show that the thick鄄ness of slag skull increases remarkably due to higher content of iron nuggets in vanadium鄄bearing titanifer鄄ous BF slag, which results in decrease of slag skull stability. When the temperature thermocouple meas鄄ured at the copper cooling stave is kept in the range of

60 益to

80 益, the slag skull stability will be im鄄proved to maintain safe operation of the copper stave. Under the existing technological conditions, water velocity adjusted from 2.

3 m/ s to 1.

5 m/ s has little influence on the slag skull. Key words:vanadium鄄bearing titaniferrous magnetite;

BF;

smelting;

copper cooling stave;

slag skull;

heat transfer analysis 0摇 引言 摇摇承钢高炉主要采用钒钛磁铁矿冶炼,炉渣中 TiO2 含量高,给高炉操作带来一系列难题. 由于高 炉产量逐渐提高,外来原料用量也不断增加,原料变 化导致目前炉渣性质波动较大. 为了强化高炉冶 炼,新建

4 号高炉(2

500 m3 )炉腰和炉腹部位采用 了铜冷却壁. 投产后,铜冷却壁温度波动大,表面渣 皮时常脱落或存在结瘤现象,严重影响高炉顺行和 生产指标. 笔者以承钢

4 号炉(2

500 m3 )的炉腰铜冷却壁 为研究对象,针对承钢原料和工艺条件,建立了铜冷 却壁三维稳态传热模型,利用 ANSYS 进行有限元数 值分析,研究承钢铜冷却壁挂渣特性. 摇摇收稿日期:2011-07-21 作者简介:计秀兰(1967―),女,河北承德人,硕士研究生,主要从事炼铁工艺研究. 第33 卷第

1 期2012 年2月摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇钢摇 铁摇 钒摇 钛IRON STEEL VANADIUM TITANIUM 摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇Vol. 33,No.

1 February

2012 1摇 数学模型 1. 1摇 实体模型和有限元模型 承钢

4 号高炉炉腰采用 四进四出冶铜冷却壁. 为了建立数学模型,根据铜冷却壁的传热规律和实 际工作情况,对铜冷却壁结构进行简化:淤铜冷却壁 表面镶砖全部熔蚀,燕尾槽内高铝砖保持完整,表面 形成稳定渣皮;