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在炼钢厂使用纳米绝热板效果如何?

发表时间:2016年9月18日 来源:www.jinshinami.com 浏览量:3767

随着全球钢铁产品竞争日趋激烈,钢铁工业节能减排的呼声越来越高。降低转炉炉壳温度,提高转炉的保温性,一方面可以减小转炉炉壳在长期高温抗压蠕变下产生的炉壳变形,减少转炉耐火材料的消耗,提高炉龄;另一方面还可以提高转炉热效率,降低能耗,减少转炉吹炼时间,降低出钢温度。因此提高转炉的保温性是实现转炉挖潜降耗的有效方法。

2000年以来,鞍钢炼钢厂陆续引进使用40mm厚具有高温性能较好、耐压强度较高、相对导热率低的多晶纤维隔热板来提高转炉的保温性,一定程度上提高了转炉的热效率,减小了炉壳的变形程度。但是多晶纤维隔热板在转炉使用后,会出现结晶粉化现象,从而导致转炉炉衬掉砖,不利于转炉的长寿化和安全生产,因此有必要对转炉的保温材料进行改进。

低导热的纳米绝热板主要由纳米级低导热材料高压复合压制而成。该种材料密度小,而且材料中的气孔直径比气体平均自由程还小,因此材料内部的气体分子会保持静止状态而无法发生对流换热,从而阻止绝热板中气孔的气体进行对流和热传导,使得该纳米绝热板具有很低的导热系数和更好的保温性能。目前纳米绝热板已经普遍应用于钢包、铁水包及中间包。如果将纳米绝热板应用到转炉保温层,并发挥出它的超低导热的特点,那么对于转炉节能降耗将具有重要意义,因此文章重点介绍了纳米绝热板在鞍钢260t转炉上的使用效果,以期望对转炉节能降耗起到一定的借鉴作用。

1实验过程与结果

2014年8月到2015年4月,鞍钢四炼钢厂结合260t转炉运行的实际情况,在调查研究的基础上,首次将20mm厚新型纳米保温绝热板应用到该厂的C号转炉熔池、炉身和炉帽位置的保温层上,并替换原来使用的40mm多晶纤维隔热板。为了检测转炉炉壳温度的变化情况,选择测温部位为转炉出钢侧熔池部位及炉身托圈中部,测温点三个,测温时间为整个转炉炉役,测试温度数值有266个。经过跟踪转炉钢壳的记录温度,发现转炉钢壳温度较使用多晶纤维隔热板平均温度降低11℃以上,拆炉时没有发现纳米绝热板出现任何粉化现象,在整个炉役过程中没有出现掉砖衬现象。虽然转炉炉衬的保温层厚度减薄了20mm,但是使用性能却明显优于原来使用多晶纤维隔热板,而且增加了炉容比(增加装钢量约4t/炉),减少了钢水的喷溅,提高了炉衬的安全性和钢产量,同时也为该厂优化组织生产,降低生产消耗,提高经济效益起到了积极的推动作用。表1为纳米绝热板和多晶纤维隔热板的理化指标。

(2)综合换热系数的计算

对流换热系数α对流1:要先计算格拉晓夫准数Gr值,并根据GrPr(Pr普朗特准数)来判断流态。

3经济效益分析

转炉炉壳温度降低可以减少吹氧时间和金属铁液的消耗,如果这部分热量都来源于金属铁液氧化热和成渣热(金属铁液的氧化热和成渣热=4604.15kJ/100kg,其中金属铁液氧化后贡献的热量比例为2.25%),则每小时可以减少金属铁液损失:6.55kg/h,则全年可以多收得金属铁:51.88t/a,则每年可节省的费用为:10.375万元/a,由于采用了20mm纳米绝热板取代40mm多晶纤维板,扩大了炉容,每次冶炼多装钢4t。则一座转炉全年可以多产钢:47520t/a,则全年每座转炉可增加的产值:9504万元/a。

4结论

通过对鞍钢四炼钢厂转炉使用纳米绝热板发现:

(1)纳米绝热板经高温使用后没有出现粉化现象,转炉炉壳也没有变形,而且炉壳温度比使用多晶纤维板降低了11℃以上,这不仅提高了炉衬的安全性,降低了转炉热损失,减少了冶炼时间,而且降低了劳动强度,节约了检修费用,提高了转炉热效率,对炼钢生产具有重要意义。

(2)每座转炉全年可以节约铁水50多t,节约成本10万元以上;由于扩大了转炉炉容比,每次装钢量增加4t,全年每座转炉可增加钢产量4.752万t,增加产值9504万元,具有明显的经济效益。