熔炼温度过低，不利于合金元素的溶解及气体、夹杂物的排出，增加形成偏析、冷隔、欠铸的倾向，还会因冒口热量不足，使铸件得不到合理的补缩，有资料指出，所有铝合金的熔炼温度至少要达705度并应进行搅拌。熔炼温度过高不仅浪费能源，更严重的是因为温度愈高，吸氢愈多，晶粒亦愈粗大，铝的氧化愈严重，一些合金元素的烧损也愈严重，从而导致合金的机械性能的下降，铸造性能和机械加工性能恶化，变质处理的效果削弱，铸件的气密性降低。　　　　生产实践证明，把合金液快速升温至较的温度，进行合理的搅拌，以促进所有合金元素的溶解（特别是难熔金属元素），扒除浮渣后降至浇注温度，这样，偏析程度较小，熔解的氢亦少，有利于获得均匀致密、机械性能高的合金.因为铝熔体的温度是难以用肉眼来判断的，所以不论使用何种类型的熔化炉，都应该用测温仪表控制温度。测温仪表应定期校核和维修。热电偶套管应周期的用金属刷刷干净，涂以防护性涂料，以保证测温结果的准确性及处长使用寿命。

一、工艺要求细节 　　通常铝材挤压出产中，最大产量主要决定于挤压速度，而型材的质量取决于型材出模温度。跟着挤压速度的加快，型材出模温度将明显升高，当温度超越一定值时，铝材组织机能和表面质量将泛起多种题目，为此，必需随时对铝材出口温度进行监控、检测，以保证挤压产量与型材质量的最佳匹配。 　　二、同行业推广细节 　　光学系统收集视场内的目标所测波段的红外辐射能量、发射率，再将其光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经由放大器和信号处理电路，并按照仪表内定的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。该仪表内定算法等于其特殊补偿运算软件。丈量时，在考虑所测铝材红外辐射能量、发射率及所测波长后，再通过特殊补偿运算计算出正确温度。 　　三、仪器先容细节 　　温度检测分为接触式和非接触式两大类。在铝型材挤压出产中，通常做法是采用快速热电偶接触方式来检测铝材温度，而挤压过程中型材一直运动，其检测元件必需随型材一起运动，无法保持在线监测，且检测时人为操纵手法不同，型材出模后即刻冷却，导致检测温度检测偏差很大，因此很难得到正确的温度与速度最佳匹配。

1、铝型材温的设定与控制：通常，温与表显温度存在一定的误差，设定表温时要根据炉子的实际温度来进行设定， 并密切关注温的波动情况。 　　2、铝型材时效保温：要严格按照工艺要求来进行时效，保温时间要适当，防止欠时效或过时效而导致硬度不够。 坯料装框、装炉 　　3、铝型材挤压装框不能过密，料与料之间要有间隔，铝型材特别是不通风的小料、厚料间隔更加要大些，管料与小料、板料合装一框时，铝型材管料放下面这样有利于时效循环送风。 　　4、铝型材装炉前要将6xxx的其它特殊合金与普通6063合金分开装炉时效，由于生产的原因确实要同炉时效时，要取用特殊合金的工艺来进行时效。 　　挤压生产出来的铝型材，未经时效前硬度偏低，不能作为成品使用，因此，一般来说，都必须经过时效来提高强度。通常，时效可分为自然时效和人工时效两种，铝型材目前6xxx铝型材生产基本上还是以后者为主。删除

通常，如果没有非预定的停机时间，那么最大产量主要决定于挤压速度，而后者受制于四个因素，其中三个固定不变而另一个则是可变的。第一个因素是挤压机的挤压力，挤压力大的可在锭坯温度较低时顺利地挤压;第二个因素是模具设计，挤压时金属与模壁的摩擦通常可使通过的铝合金的温度上升35～62℃;第三个因素是被挤压合金的特性，是限制挤压速度的不可控制的因素，型材的出口温度一般不可超过540℃，否则，材料表面质量会下降，模痕明显加重，甚至出现粘铝、凹印、微裂缝、撕裂等。最后一个因素是温度及其受控程度。 　　如果铝型材挤压机的挤压力不够大，很难顺利挤压或甚至出现塞模现象而挤不动时，就可提高锭坯温度，但挤压速度应低些，以防材料的出口温度过高。每一个合金都有其特定的最优的挤压(锭坯)温度。生产实践证明，锭坯温度最好保持在430℃左右(挤压速度≥16mm/s时)。6063合金型材的出模温度不得超过500℃，6005合金的最高出口温度为512℃，6061合金的最好不大于525℃。出模温度的不大变化也会影响产品的产量与质量。 　　挤压筒温度也是很重要的，特别应注意预热阶段的温度升高，应避免各层之间产生过大的热应力，最好是使挤压筒与衬套同时升高到工作温度。预热升温速度不得大于38℃/h。最好的预热规范是：升高到235℃，保温8h,继续升温到430℃，保温4h后，才投入工作。这样不但能保证内外温度均匀一致，而且有足够的时间消除一切内部热应力。当然在炉内加热挤压筒是最佳的预热方式。 　　在挤压过程中，挤压筒温度应比锭坯温度低15～40℃。如果挤压速度过快，以致挤压筒温度上升到高于锭坯温度，就要设法使挤压筒温度下降，这不但是一件麻烦的工作，而且产量会下降。在生产速度上升过程中，有时受电偶控制的加热元件会被切断，可是挤压筒温度仍在上升。如果挤压筒温度高于470℃，挤压废品就会上升。应根据不同的合金确定理想的挤压筒温度。 　　千万不要认为预热挤压筒是在浪费时间、消耗能源。某工厂为赶生产任务，一方面用内部电阻元件加热，另一方面又以液化气烧嘴加热。在这种情况，温度无法测量与控制，会产生巨大的热应力，内衬温度高，膨胀比外套的快，以致挤压筒裂开，并听到“炸裂”的声音。 　　挤压轴在工作过程中会积蓄内应力，这种应力大到一定程度会产生疲劳裂纹，一旦受到非轴向的径向力作用就会断裂。因此，挤压轴的累计工作时间达到4500h后，最好进行一次消除应力处理，在430～480℃保温12h,然后随炉冷却到50℃以下。遗憾的是，我国很少有工厂照此处理。 　　生产高档优质表面建筑型材时，对挤压垫温度也应严格控制，以减少表面色调不一致废品量。固定挤压垫的质量比活动的好得多，能积聚更多的热量，因而能降低锭坯端头温度，能减少杂质进入型材内，有助于提高产量。美国卡斯图尔公司(Castool)采用压缩空气冷却挤压垫与挤压轴，使其温度降到50℃左右。 　　模具温度对于获得高的产量起着重要的作用，一般不得低于430℃;另方面，也不得过高，否则，不但硬度可能下降，同时会产生氧化，主要在工作带。在模具加热过程中，应避免模具之间紧靠着，阻碍空气流通。最好采用带格的箱式加热炉，每个模放于一个单独的箱内。 　　锭坯在挤压过程中的温度升高可达40℃左右或更高些，升高量主要决定于模具设计。为了获得最大产量，对各项温度决不可忽视，应记录各个温度并严加控制，以找出机台的最大产量与各项温度的关系。 　　最后，铝型材挤压生产厂的员工都应牢记：温度的精密控制，对提高产量是至关重要的。

摘　要：阐述了实际生产中铝电解温度及分子比之间的高度相关性关系，并根据这种相关性建立了稳定的氟化铝添加控制表，利用我公司铝电解自动控制系统中的相关模型实现铝电解温度及分子比的有效控制，取得了良好的技术经济指标。关键词：铝电解，自动控制，铝电解温度，分子比，控制模式　　现代铝电解工业的工艺制度正由"四低一高"(低氧化铝浓度，低温，低分子比，低效应系数，高槽电压)朝着更高的方向发展，即在"四低"的基础上实现低槽电压和低铝水平生产，已经取得了相当的成效，这一过程中铝电解槽的温度和分子比的日常控制显得十分重要。　　一、控制思想：　　众所周知，工业电解质随着分子比的降低，电解质的熔点和电解温度相应降低，生产实践证明 电解温度与分子比之间有高度的相关性。在其它条件基本不变的情况下，我们通过分析大量数据得到槽温和分子比之间的相关系数为0.89，由于这种高度相关性，使我们可能通过用添加氟化铝的方法控制电解温度和分子比。由此进行了一元回归计算，得出我公司114.5KA系列槽温与分子比之间的关系式为：　　T=65CR+812　　经验证，全系列90%以上槽子的温度和分子比与此式吻合得很好。当然，槽温还主要和槽电压VS(设定电压)有关，且槽电压VS和分子比CR之间有对应的关系式，我公司的铝电解自动控制系统的槽温及分子比控制模式是建立在槽压VS基本不变，效应系数和波动系数控制良好的基础上的，即通过控制氟化铝的添加量来控制分子比，从而达到控制电解温度的目的。　　二、温度及分子比控制模式　　2.1控制表的建立：根据工艺控制目标和槽温与分子比之间的关系式、氟化铝料箱及定容下料器的容量，制定如下氟化铝添加量控制表：温度(℃)  分子比  基础加料量(次)  额外添加量(次) 980分子比或槽压过高，或者铝水平过低   950-960  >=2.3  20  0  2.30  20  5   950-960  2.1-2.3  0  0  2.31  20  10   960-980   2.372040 2.382045 2.392050 2.402055 2.4120;60 2.422065 2.432070 2.442075 2.452080 2.452080根据此表我们可以确定氟化铝的基础加料量和额外添加量，从而达到通过控制氟化铝的加料量来控制分子比及槽温的目的。这要求每天测量一次槽温，每周分析1-2次分子比。由上表可见，我们的工艺控制目标是：温度950℃-960℃，分子比2.1-2.3。如果分子比分析频度达不到的此要求，我们也可以直接根据温度反算分子比，因为二者具有高度的相关性，通过分子比决定ALF3添加与通过温度测量法结果来决定ALF3的添加量等效的[3]。 2.2实施步骤：    1)由电解车间和中心化验室分别向计算机中心提供当日每台槽的槽温和分子比，计算机中心值班人员将其在上位机上输入(当然也可以由车间一线人员在车间X终端上输入)。2)车间技术人员(在X终端上)或工艺工程师(在上位机上)根据氟化铝添加量控制表确定当日的氟化铝的基础加料量和额外添加量。如下表所示：槽号N-add  N-bas R-0 R-1 R-2 R-3 T-0 T-1  T-2  T-3  ALF3-1  ALF3-2  ALF3-3101 0 0 2.18       2.42  956  962  970  971  20  50  8510 10 20 2.31      2.15  957  962  956  953  20表中：N-add，N-bas分别代表今天氟化铝的额外添加次数和基础添加次数。R-0，R-1,R-2,R-3分别代表今天，昨天，前天和大前天的分子比。T-0，T-1,T-2,T-3分别代表今天，昨天，前天和大前天的槽温。ALF3-1，ALF3-2，ALF3-3分别代表昨天，前天和大前天的氟化铝的加料次数。  上表为控制系统中氟化铝添加的显示表，它将最近四天的槽温，分子比，和氟化铝的加料次数同时列出，是为了让修改者能清楚地看到这几天的槽温，分子比和氟化铝的变化规律以及控制效果。从上表可见，101号槽经过3天共计155次加料之后，分子比由2.42降低为2.18，温度由917℃降低为956℃，达到了我们的控制目标，暂不需要再添加氟化铝，那么当日其氟化铝的基础加料次数和额外加料次数均为0。而102号槽温度和分子比分别由从大前天的953℃和2.15上升为今天的967℃和2.31，已经偏离了控制目标区域，应该依照控制表予以纠正，所以其当日氟化铝的基础加料次数和额外加料次分别为20和10次。从上表还可见101和102号槽所在的区昨天和前天没有取样进行分子比分析，这种情况下可根据公式T=65CR+812反算分子比。如果槽温与前一天相差很大，要具体情况具体对待，如果是测温前不久发生过效应，当日氟化铝的基础加料量和额外添加量庆与前一天相同，待第二天测温后再调整；如果原因是两水平失调，那么应及时调整两水平至正常。3)定时和不定时地向槽上部氟化盐料箱加料。定时加料：专用小车每4天对所有槽上部氟化盐料箱加料；不定时加料：对氟化盐消耗比较快的特殊槽，依据其容量和消耗速度，在剩余量为10%之前补满。即保证氟化盐料箱中时刻有料。 三、控制效果通过一段时间的运行，该控制模型的控制效果明显，全车间100台电解槽中90%槽温和分子比在良好的控制目标范围以内之中，实现了对电解槽稳定生产的粗放控制向精细控制的转变，取得了良好的技术指标，具体情况见下表：温度变化范围  分子比变化范围  电流效率  效应系数  吨铝氟化铝消耗  吨铝交流电耗运行前935-985℃  1.9-2.6          90%  0.6-0.7个/槽.日   75公斤       14730kw.h运行后950-960℃  2.1-2.3       92.50%   0.2-0.3个/槽.日   30公斤      14100W.h 四、结论1)铝电解槽温和分子比的稳定是电解平稳高效运行的重要前提。通过专门制定氟化铝添加来控制槽温和分子比是可行的，也是非常有效的。2)在自动控制系统没有该模式和氟化盐料箱及下料机构的情况下可以依照控制表指示量进行手工添加，效果也不错。3)该模式应用可以大幅提高铝电解的稳定性和技术指标。4)该分子比控制槽式较简单但很实用，它是建立在槽况稳定的基础上的，要真正实现分子比和槽温自动化最优控制，需要将此模式(块)与槽况诊断专家系统结合起来[5]，这正是我们所努力的方向。 参考文献：1、殷 符，李鸿鹏等，大型预焙槽技术管理浅谈，轻金属。1998，NO.9，P242、邱竹贤，铝电解原理与应用。中国矿业大学出版社3、(加铝)Paul Desclx根据温度测量结果添加ALF3 .《Light  Inetals  1987》4、周铁托，洪建中等，轻金属。1999，NO.10，P305、边友良等，铝电解分子比控制技术的研究进展。《轻金属》2000,NO.5

张福明1 赵宏博2 程树森2 钱世崇1 (1.北京首钢世界工程技能有限公司 2.北京科技大学冶金与生态工程学院) 摘要：经过对高炉炉缸炉底内衬腐蚀和温度过热现象的解析，论说了今世高炉炉缸炉底温度场操控的理论。论说了高炉炉缸炉底作业进程中，内衬腐蚀破损的进程和机理。选用数值核算研讨分析了炉缸内渣铁活动规则，核算得出了炉缸炉底温度场和流场的散布。提出了“无过热-自维护”的炉缸炉底内衬规划理念，强调了经过规划合理的炉缸内衬结构、选用优质耐火材料和高效冷却系统，操控炉缸炉底温度场合理散布，然后有用按捺炉缸炉底内衬腐蚀速率、延伸高炉寿数。 要害词：高炉 炉缸 长命 温度场 耐火材料 1 炉缸炉底温度过热现象解析 近年来，国内新建或大修改造后的部分高炉相继呈现了炉缸炉底过热、炉缸内衬反常腐蚀、乃至炉缸烧穿等事端，严峻影响高炉正常出产和安全运转，还构成了巨大的经济损失。部分高炉炉缸炉底温度继续升高，为按捺炉缸炉底内衬腐蚀，延伸高炉寿数，被逼采纳强化护炉操作，使高炉出产技能目标遭到影响。 据不完全核算，进入新世纪以来，我国已有数十座高炉发作炉缸炉底烧穿事端，除此之外，炉缸炉底呈现部分温度过高的高炉数量呈现添加趋势[1]。因而，合理操控炉缸炉底温度，有用延伸炉缸炉底寿数，现已成为今世我国炼铁工业面对的要害共性技能难题。 其时，确诊和断定炉缸炉底内衬呈现反常最首要的办法，仍然是对炉缸炉底内衬和冷却系统温度场的监测，这是传热学理论的直接运用。 1.1 炉缸炉底温度场操控的技能原理 20世纪中期(50-60时代)，高炉大型化进程加快，高炉出产功率添加，高炉寿数成为限制高炉炼铁技能进步的首要妨碍。其时人们关于延伸高炉寿数进行了许多技能研讨和探究，最显着的技能进步应当是将炭砖运用于高炉炉缸炉底部位。在高炉内还原性条件下，炭砖耐高温、耐腐蚀、抗磨损等杰出的技能优势显现出来，成为陶瓷质材料(高铝砖、粘土砖)的晋级换代产品。 炭砖的选用无疑使高炉延伸寿数成为实际，与此一起，由于炭砖的选用，炉缸炉底的规划结构也发作了严峻革新。炭砖满铺炉底、炭砖-高铝砖归纳炉底等不同的规划结构在其时的高炉上得到遍及运用，炉缸炉底接壤处至风口平面以下的炉缸侧壁已遍及选用大块炭砖。这种炉缸炉底通用的规划结构大约继续了近30年。图1、图2分别为20世纪50时代美国高炉选用归纳炉底结构和全炭砖炉底结构及其温度场散布的核算成果。 高炉炉缸炉底运用炭砖的初衷是代替陶瓷质材料，以反抗高温渣铁的冲刷磨蚀、化学腐蚀等各类损坏。炉缸炉底运用炭砖则有必要进行冷却(实质上早在1853年，在未选用炭砖时高炉冷却就现已存在)，无论是炉缸侧壁的空气冷却、喷水冷却、冷却壁冷却;炉底的空气冷却、油冷却、水冷却，总而言之冷却关于选用炭砖的高炉而言是不可或缺的确保性和支撑性技能办法。 20世纪中叶，跟着炭砖的遍及运用，“1150℃等温线理论”也随之应运而生，成为至今仍具有重要影响力的高炉炉缸炉底结构规划原则。W.A.Archibald[2]等人于1957年提出了关于高炉自生炉衬的主张，初次论说了根据冷却和热平衡的高炉长命理念。1964年，K·W·Cowling(克·伍·考林)首先提出了“1150℃等温线理论”，其技能根底是铁水凝结温度理论上约为1150℃，观测发现炉缸炉底内衬腐蚀轮廓线与1150℃等温线相一致。铁水积存在炭砖内衬所构成的炉缸熔池中，只需炭砖作业温度低于该值，可以揣度炭砖处于安全作业温度以下，其腐蚀将遭到按捺。 1.2 炉缸炉底温度过热的表征与原因 物理学和热力学的根底理论标明，温度是表征热量的一个重要参数。但温度高并不代表热量大，反之亦然。在传热学大将温度和热量两个物理量联络在一起的，是闻名的热平衡方程和傅立叶传热规则(Fourier'sLaw)(式1-3)。 Q=C×m×△t=C×m×(t1-t2) (1) Q=q×F (2) q=(t3-t4)×λ/S (3) 式中： Q——传热量，J; C——水的比热容，J/(kg·K); m——冷却水量，m3/h; t1——冷却水出水温度，℃; t2——冷却水进水温度，℃; F——传热面积，m2; q——暖流强度，W/m2; S——内衬的厚度，m; △t——内衬热面与冰脸的温差，℃; t3——内衬热面温度，℃; t4——内衬冰脸温度，℃; λ——内衬的导热系数，W/(m·K)。 炉缸炉底在高炉冶炼进程中，由于多种原因会导致其温度升高。炉缸炉底温度的在线监测和实时预警，是其时高炉维护、延伸寿数的要害办法。炉缸炉底温度反常升高、过热，研讨分析和实践证明首要由以下原因构成：1 (1)炉缸炉底内衬发作腐蚀和破损，必定导致其温度升高，致使温度场散布反常; (2)密闭的炉缸炉底内衬-冷却系统呈现部分窜气或煤气渗漏构成温度升高; (3)炉缸炉底炭砖部分反常腐蚀，构成炭砖减薄，温度反常升高; (4)炉缸炉底炭砖砖缝胀裂，炭砖砌体部分渗铁、钻铁，其内充填铁水，构成温度升高; (5)冷却系统效能下降或失效，导致炭砖失掉有用冷却，构成炭砖砖衬温度升高; (6)炭砖内部发作化学腐蚀，呈现疏松、粉化乃至环状开裂，构成炭砖冰脸温度升高; (7)炭砖遇水氧化，部分呈现腐蚀、缺点或岩洞，终究导致炭砖温度升高; (8)炉缸炉底炭砖在高温差条件下发作热应力，构成炭砖热应力破损，终究构成温度升高。 解析上述这些首要原因，不难看出，有一些是可以进行防备和办理的，归于影响高炉寿数的“非器质性病变”;而有一些就归于影响高炉寿数的“恶性严峻疾病”，会直接要挟高炉正常出产，危及高炉寿数。 构成炉缸炉底温度反常升高的原因很多，从高炉炉缸炉底内衬腐蚀破损实践分析，但凡炉缸炉底内衬腐蚀破损，其终究成果必定会构成温度改变。有的高炉温度升高进程继续时间长，温度改变相对较大，温度继续升高，即便采纳护炉办法也收效甚微，阐明高炉炉缸炉底现已腐蚀严峻，已进入“重症监护”阶段;有的高炉温度升高进程继续时间短，温度改变相对较小，温升速率较小，一般采纳惯例的护炉技能办法今后，温度升高就可以得到有用操控，温度到达本来的水平，乃至或许还会低于温升前的水平;但也有的高炉温升继续时间短，之前也无显着的温升预兆，温度俄然骤升，来不及采纳紧迫护炉办法，就已发作炉缸烧穿事端[3]，这种现象虽然并不常见，但有必要应当引起高度注重，密切注意、防患于未然。 2 炉缸炉底的作业条件与腐蚀机理 2.1 现代高炉冶炼技能特征 进入新世纪以来，高炉原燃料条件、工艺技能配备条件和出产操作条件同上世纪中晚期比较，发作了显着改变。本世纪初的10年间，铁矿石报价大幅攀升、原燃料条件日趋恶化、生态环境压力加大、高炉工艺配备大型化等方面对高炉冶炼都发作了严峻影响。毋容怀疑，高炉炼铁工艺再次遭到自然资源缺少、动力供应缺少以及生态环境维护等多方面的限制，完成高炉炼铁可继续开展成为炼铁作业者面对的严峻课题[4]。今世高炉在其时的资源、动力和技能条件下，出产技能目标仍坚持安稳进步，这是炼铁工业技能创新、技能进步带来的效果。选用经济合理的炉料结构、进步风温、添加喷煤量、下降焦比和燃料比、进步鼓风富氧率、改进高炉操作、延伸高炉寿数等归纳技能办法，已成为当今高炉冶炼的重要技能特征[5]。 近年来，高炉出产以“高效、低耗、优质、长命、清洁”为技能政策，我国部分先进大型高炉的首要出产技能目标已到达世界先进水平。高炉利用系数2.35-2.5t/(m3·d)，均匀风温1250±30℃，鼓风富氧率3%-5%，入炉焦比280-300kg/t，煤比160-200kg/t，燃料比500±20kg/t，高炉顶压0.2-0.28MPa，焦炭负荷≥5.0t/t。 其时高炉以“高功率、低消耗、低成本、低排放”为首要技能开展理念，所采纳的高炉冶炼技能办法关于强化高炉出产无疑是正确的、合理的，但一起也带来了新的技能问题，首要表现在：(1)高炉产值添加，出产功率进步，炉缸渣铁的排放通量和排放强度添加，铁口负荷添加，单铁口出铁负荷已到达2500-3000t/d;(2)高风温、高富氧、大喷煤强化了风口回旋区焚烧进程，回旋区结构发作了显着改变，高炉冶炼进程顺行难度增大;(3)低焦比、高负荷、高煤比使高炉压差趋高、透气性变差，炉况安稳性衰减，高炉操作难度加大;(4)炉缸死焦柱形状与结构发作改变，透气性与透液性趋于变差;(5)铁水静压力添加，对出铁速度及对炉缸炉底炭砖的浸透效果发作影响。 2.2 炉缸炉底内衬作业条件 高炉在高风温、富氧大喷煤冶炼条件下，高炉冶炼进程发作改变，风口回旋区及料柱结构也随之发作改变(见图3)。由于焦比下降、喷煤量添加，导致高炉透气性变差，操作难度添加;焦炭负荷进步使高炉死焦柱内部的粉焦增多，加之很多喷煤今后未燃粉煤量的添加，构成死焦柱内透气性和透液性恶化，高炉边际气流开展，炉墙热负荷增高。 风口回旋区的结构改变，导致高炉冶炼进程呈现新的改变，炉缸炉底作业条件趋于恶化：(1)回旋区长度缩短、上翘，导致边际气流开展;(2)粉焦集合在风口回旋区前端，构成“焦巢”结构，使死焦柱变得密实，使高炉透气性和透液性变差;(3)死焦柱透气性与透液性恶化，气体、液体的顺利运动受阻，对高炉顺行带来晦气影响;(4)死焦柱中心温度变低，炉缸作业活泼性下降，构成铁水环流加重，炉缸炉底内衬冲刷腐蚀加重。 2.3 炉缸炉底内衬腐蚀原因及机理 构成炉缸炉底内衬腐蚀的原因很多，不同的高炉也不尽相同。图4解析了构成高炉炉缸炉底内衬腐蚀的首要原因和机理。除了一般的腐蚀破损原因以外，结合近年来高炉炉缸炉底的破损调查研讨，下列原因也不容忽视。 (1)炉缸炉底温度在线监测办法缺少。炉缸炉底内衬温度丈量点少，热电偶测温点的设置也不尽科学合理;缺少对冷却壁进出水温差、水流量、暖流强度等参数的实时监测，构成不能及时发现炉缸炉底的反常情况，及时采纳相应办法，成果往往是构成高炉炉缸烧穿事端的突发。 (2)炉缸冷却结构规划与装备不合理。用于炉缸炉底区域的冷却壁，其热负荷动摇相对平稳，其首要功用是为炉缸炉底内衬供给满意的冷却，操控1150℃等温线的合理散布。用于高炉炉缸炉底的冷却壁与炉腹至炉身下部的冷却壁，其功用和功用要求也不尽相同。炉缸冷却壁要坚持合理的冷却强度，使炭砖传递出来的热量可以顺利与冷却水交流并导出，是确保炉缸炉底传热机制顺行的根底。为了强化炉缸冷却，不少高炉开端在炉缸部分区域选用铜冷却壁，但对铜冷却壁的规划结构、设备办法研讨不行深化，其成果反而会拔苗助长。除此之外，铁口区冷却办法结构规划不合理，炉缸冷却壁与炉壳之间填料选用不妥，炭砖与冷却壁之间的碳质捣料与炭砖的热导系数不匹配，冷却结构不合理等都会引发炉缸烧穿事端。 (3)炉缸炉底的可靠性、耐久性与高炉冶炼强化水平不匹配。21世纪初的10年间，我国钢铁工业开展迅猛，产值比年攀升。不少厂商寻求规划经济效益，以粗豪扩张型开展获取经济利益。关于高炉出产而言，忽视高炉出产的科学规则，片面寻求高产值、高利用系数。新高炉投产后，快速达产、快速超产，以功率最高为首要方针。在这种思维的主导下，不少高炉强化冶炼、超负荷出产，乃至不以焦比和高炉寿数为价值，高炉投产2-3年就呈现炉缸烧穿，价值巨大、经验沉痛。核算研讨标明，国内外50余座长命高炉的一代炉役期内的均匀利用系数为2.0-2.3t/(m3·d)，而呈现炉缸烧穿高炉的利用系数大多数在2.5 t/(m3·d)以上，由此可见过高产值、超高利用系数是构成高炉短寿的“手”之一。 (4)炭砖选用不合理。炉缸炉底内衬与铁水触摸的部位或一代炉役晚期要触摸铁水的部位，不该选用石墨砖和石墨含量高的炭砖。石墨含量高的炭砖导热性高，但抗铁水熔蚀性差，容易发作炭砖熔损，不易粘结渣铁壳维护内衬。高炉规划时既要注重炭砖的热导性，也要注重炭砖的抗铁水浸透性和抗铁水熔蚀性，注重考察炭砖的气孔孔径、气孔率、透气量和气孔特性等归纳目标。其时，新建高炉规划的死铁层不断加深，可以有用缓解炉缸铁水环流的腐蚀，但炉缸炉底要接受较高的铁水静压力，铁水浸透、熔蚀的发作几率也会随之加大。 (5)高炉操作维护存在缺少。①由于原燃料条件改变，构成钾、钠、铅、锌等有害元素在高炉内循环富集，与耐火材料发作化学反应生成化合物，使其体积胀大，构成炉缸炉底内衬快速损坏;②炉体冷却设备漏水，会沿着炉壳渗漏到炉缸，引起炭砖氧化、粉化，这是炉缸炭砖损坏的重要原因之一;③铁口深度不行和出铁时铁口喷溅，铁水易从铁口通道进入砖缝，加快炭砖的腐蚀，一起高温煤气也穿透到炭砖缝隙中，构成部分热门;④盲目强化高炉冶炼，导致炉体破损加重;⑤含钛物料护炉参加量不行，对现已腐蚀的内衬修补不及时，不能构成安稳的维护性再生炉衬;⑥炉缸压浆维护操作不妥，压浆压力过高，泥浆的原料不合理，将现已很薄的剩余砖衬压碎，或使泥浆从砖缝中压入炉内与高温铁水触摸，呈现不良后果，进而诱发炭砖渗铁和炉缸烧穿事端。 3 炉缸渣铁活动数值模仿解析研讨 高炉炉缸炉底的腐蚀特征，一方面受炉缸炉底内衬结构及耐火材料特性的影响，即温度场、应力场和耐火材料抗渣铁熔蚀功用的影响，而炉缸炉底结构和耐火材料选用是否合理首要取决于原始规划计划;另一方面在高炉投产后，炉缸炉底的腐蚀特征首要受炉缸内渣场散布的影响，即高炉操作者经过原燃料及出产操作准则的调整以改进炉缸内渣场的散布特色，进而按捺炉缸炉底腐蚀，防备安全事端的发作。因而，对炉缸炉底温度场散布和炉缸内渣铁活动的数值模仿解析研讨至关重要。图5为某高炉开炉初期与投产4年后的炉缸炉底温度场散布。 经过对炉缸内铁水流场的核算分析，铁水环流是构成炉缸炉底角落腐蚀严峻的首要原因[6]。如图6所示，图6-a为炉缸的纵剖面流场矢量图，其间箭头的巨细代表铁水流速的凹凸，由图可见炉缸炉底接壤处的铁水流速较大;图6-b为炉缸炉底接壤的横剖面流场矢量图，可以看到炉缸炉底接壤处铁水环流严峻。由此可见，炉缸铁水环流是构成炉缸过热、反常破损的最直接、最重要的原因。 为了有用按捺炉缸内铁水的环流，就需要合理添加死铁层的深度，以确保在高炉冶炼进程中死焦柱一向处于悬浮情况，这样使炉底存在“无焦空间”，如图7所示。恰当加深炉缸死铁层的深度，一方面可以减轻炉缸内铁水环流;另一方面假如死铁层深度合理，也可以有用下降接近炉底炭砖的铁水流速和温度，利于减缓铁水活动对炉底炭砖的腐蚀。 在其时高炉内型规划中，所规划的死铁层深度其值一般都设定为炉缸内径的18%-22%，主张经过对死焦柱受力的核算，进一步断定合理的死铁层规划深度。 4 炉缸炉底温度场操控与办理技能 4.1 温度场操控的含义 炉缸炉底温度场操控与办理是今世高炉完成长命的重要技能办法，是确保高炉出产安稳、安全的重要支撑技能。这是由于炉缸炉底的腐蚀进程是渣场、温度场、应力场、化学腐蚀以及有害元素损坏等多要素耦合效果的成果，终究导致耐火材料内衬的腐蚀、破损、环裂、减薄等反常现象，这些都会直接快速地反映在温度场散布改变上。 国内某厂3200m3高炉发作炉缸烧穿事端前，炉缸侧壁电偶温度的改变曲线一向比较平稳，可在炉缸烧穿之前接近部位的电偶温度显着陡升，但由于电偶距烧穿部位有必定距离，且其绝对温度并不是很高，因而也未引起满意的注重，假如该高炉具有炉缸炉底温度场及腐蚀在线核算监测模型，则经过传热建模核算可对烧穿部位进行愈加精确地预警。 国内某厂1800m3高炉于2004年建成投产，投产后采纳超高强度冶炼，利用系数长时间坚持在2.5-2.8t/(m3·d)，日产值到达4500-5000t/d。投产8年今后，炉缸侧壁温度超支，瞬间温度曾到达800℃，且温升速率改变反常，后被逼停炉进行大修。炉体撤除检测时发现炉缸侧壁热压炭砖腐蚀最严峻部位剩余厚度约为300mm，及时停炉大修防备了炉缸烧穿事端的发作。 由上述实例可以看出，温度场监控和办理是炉缸安全预警最直接的判别根据和监测手法。关于不同容积、不同冶炼强度、不同炉缸炉底结构、不同出产操作特色的高炉而言，炉缸炉底安全预警标准也各不相同，科学合理的预警标准，应树立在对炉缸炉底温度场及腐蚀内型的实时核算监测的根底之上。 4.2 监测系统的硬件装备及功用 4.2.1 炉缸炉底测温电偶监测系统 为了在线监测炉缸炉底“象脚状”腐蚀区、铁口区的腐蚀情况，及时把握炉缸活泼性的改变，优化炉缸炉底内衬热电偶安置，主张测温热电偶安置计划如图8所示。为削减电偶埋设对砖衬的损坏，并确保整个炉役期内电偶的安全正常作业，应选用高精度、高安全性的柔性N型测温电偶。考虑高炉现场粉尘、高温等工况环境，为了确保电偶温度收集系统的长时间正常安稳作业以及数据传输的安全性，对热电偶引出端选用安全套管维护办法，对数据收集系统选用抗干扰高集成度规划[7]。 4.2.2 炉缸冷却水温差与热负荷监测系统 为了确保冷却水温差改变对炉缸腐蚀及渣铁壳改变反映的敏感性和精确性，尤其是满意“隔热法”炉缸的监测需求，应选用高精度高分辨率的数字温度传感器，测温精度主张优于0.05℃，分辨率优于0.01℃。由于水温差由出水、进水温度相减求得，温差检测最大差错是传感器精测精度的2倍，传统的测温元件精度仅为0.1℃，所带来的0.2℃最大温差差错代表着暖流强度差错至少2000W/m2，而“隔热法”炉缸结构的炉况改变引起的温差动摇一般在0.1℃以内。在高炉现场高温、粉尘、水汽大的作业环境中，为了便于日常的检修维护，应选用悉数测点数据无线通讯调配单根耐高温、耐屏蔽通讯总线的传输办法，如图9所示。实践证明该办法的安全性、安稳性显着高于有线测温系统，且施工和维护极为简洁。这种全数字化无线热负荷监测系统，经过在数十座高炉的成功运用，已证明了其安稳性和优越性。 4.2.3 “弱冷区”和监测“盲区”选用无线吸附式炉壳测温设备 高炉炉缸相邻冷却壁之间存在着必定的距离，此距离区域为传热上的“弱冷区”，水温差监测对“弱冷区”腐蚀改变的敏感性较低，而一些高炉炉缸腐蚀严峻乃至是烧穿部位恰为此“弱冷区”。此外，炉缸炉底热电偶安置数目有限，尤其是到了炉役中后期假如砖衬内电偶损坏将难以康复，即存在着监测的“盲区”。因而，为了完成对炉缸的全面监测，还应辅佐炉壳表面温度监测。现在高炉现场在炉缸腐蚀严峻存在安全隐患时，大多选用人工持红外测温进行定时检测，但这种办法监测频率低、测验差错大且存在着测验人员的安全隐患，应在要点腐蚀区域和“弱冷区”以及“盲区”设备高精度吸附式炉壳无线测温设备，该设备为磁铁吸附式且测温精度高可达1℃，一起可完成每分钟对炉壳表面温度的主动检测和数据无线传输及显现，可作为炉缸重要的辅佐安全监测手法。 如上所述，不同内衬结构、不同耐材挑选、不同出产操作特色的高炉炉缸，其安全预警标准存在着显着差异，因而仅依托一次检测硬件数据，对炉缸安全情况进行判别存在着精确性差乃至或许构成误判的问题，为了树立合理有用的炉缸安全预警机制，应进一步根据传热学和炉缸炉底腐蚀机理树立专业的腐蚀及渣铁壳改变和反常确诊模型软件[8]。 4.3 智能确诊模型软件功用 智能确诊模型和预警软件应完成的如下功用：(1)主动对根底硬件检测数据进行收集和滤波，确保腐蚀核算根底数据的精确性;(2)主动对炉缸炉底进行网格区分和三维非稳态温度场进行核算，并可以在模型中考虑铁水的凝结潜热对温度场和腐蚀的影响;(3)主动对炉缸炉底的不同横剖面、纵剖面的腐蚀内型进行图画重建和显现;(4)可以主动判别炉缸炉底或许呈现的环裂、渗铁、气隙等反常;(5)可以对腐蚀加重原因做出智能确诊和维护提示;(6)采纳炉缸维护手法时可以主动核算并显现炉缸炉底渣铁壳的生成方位、厚度及形状改变;(7)对炉缸炉底腐蚀严峻部位进行预警，避免炉缸烧穿事端的发作。 5 炉缸炉底温度过热的辩证办理 对炉缸炉底温度场进行在线监测办理的意图，是完成高炉全生命周期内的无过热和自维护。应当指出的是，炉缸炉底温度过热的办理标准并非原封不动的，而是在高炉整个生命周期的不同阶段，关于炉缸炉底的不同部位，无过热办理标准和对应的维护办法也要随之调整。 图10所示为高炉一代炉役生命周期内腐蚀内型的演化规则。不同类型的炉缸炉底虽然在不同阶段的继续时间或许存在差异，可是根本都遵从这一演化进程，相应的在不同阶段，对炉缸炉底无过热的办理和自维护才能的改变也要区别对待。 表1为首钢高炉炉缸冷却壁暖流强度的操控及采纳的防控办法[9]。可见关于不同传热特性的炉缸，其安全办理标准也相应调整，一起在不同腐蚀阶段其对应的护炉办法和暖流强度操控也逐步改变。 根据不同类型的高炉完成炉缸安全长命出产的实质都是“无过热-自维护”系统的树立，因而，在炉缸炉底温度场安全办理方面，进一步提出愈加合理的残衬厚度办理及多级数字化预警机制，即安全预警标准应归纳考虑热负荷、电偶温度、腐蚀厚度和渣铁壳，炉缸监测数据记载应分为实时值和前史最高值，并树立“作业标准”、“平衡标准”和“预警标准”三级预警目标，进而根据高炉生命周期的不同阶段的腐蚀特征，相应采纳不同的炉缸维护手法及出产操作调理以完成高炉的安全高效出产。 6 定论 经过对高炉炉缸炉底温度过热现象的解析，提出有必要树立根据炉缸炉底温度场操控为中心的高炉长命技能系统，该系统的中心内容包含以下几个方面： (1)炉缸炉底过热现象的成因是炉缸内渣场和砖衬温度场耦合效果的成果，其间炉缸铁水环流是构成炉缸过热、反常破损的首要原因，而炉缸炉底温度场则是内衬腐蚀情况最直接的表现。 (2)为了完成对炉缸炉底温度场散布的全方位监测和是否“过热”进行科学判别，炉缸炉底精准检测硬件和三维温度场及腐蚀确诊模型软件是必备条件。 (3)关于不同类型的炉缸炉底结构，在高炉一代炉役生命周期的不同阶段，对应不同部位，存在着不同的“无过热”判别标准和办理办法，高炉无过热-自维护系统的树立和保持也需根据其本身的传热特色及腐蚀特征量体裁衣。 (4)根据温度场、腐蚀内型及渣铁壳改变在线监测所得到的包含“作业标准”、“平衡标准”和“预警标准”的多级数字化预警机制是完成“自组织-无过热-自维护-永久性”炉缸炉底的科学办法和手法。 7 参考文献 [1] 汤清华，王筱留. 高炉炉虹炉底烧穿事端处理及努力进步其寿数[C].我国金属学会//2012年全国炼铁出产技能会议暨炼铁学术年会文集(下)，江苏无锡，2012：89-94. [2] W.A. Archibald, T. P. Brown, L. A. Leonard. Proposal for a Self-liningBlastFurnace [J]. Iron & Steel, 1957(30): 515-521. [3] 吴启常，王筱留. 炉缸长命的要害在于耐火材料质量的打破[J]. 我国冶金，2013，23(7)：11-16. [4] 张福明. 今世高炉炼铁技能若干问题的知道[J]. 炼铁，2012，31(5)：1-6. [5] 张福明. 21世纪初巨型高炉的技能特征[J]. 炼铁，2012，31(2)：1-8. [6] Zhao Hong-bo, Cheng Shu-sen, Zhu Jin-feng,Pan Hong-wei. Study onMechanics of “Elephant foot shaped” Erosion of BF Hearth[J]. The 5th ICSTI’09,Journal of Iron and Steel Research, International(Supply), 2009, 10-14. [7] 赵宏博，霍守锋，郝经伟，等. 高炉炉缸的安全预警机制[J]. 钢铁，2013, 48(4)：24-29. [8] Zhao Hong-bo, Huo Shou-feng, Cheng Shu-sen.Study on the Early WarningMechanism for the Security of Blast Furnace Hearth[J]. International Journal ofMinerals, metallurgy and Materials. InternationalJournal of Minerals, metallurgyand Materials. 2013, 20(4):345-353. [9] 张福明，程树森. 现代高炉长命技能[M]. 北京：冶金工业出版社，2012.

金属锭坯温度与揉捏筒温度的影响      金属锭坯温度与工其温度首要经过以下几个方面临金属活动产生影响:    (1)对大都金属.如黄铜等，跟着锭坯沮度升高，冲突系致增大，金属活动不均匀。别的，金属导热性的效果。不同合金的导热性不同，纯俐的导热系数较高，锭坯内外层金属的沮差较小，使变形扰力挨近共同，所以纯钢金属的活动较均匀。而导热性低的合金，锭坯断面上沮度若散布不均匀.金属的变形抗力也不同.其金属活动不均匀程度比纯铜严峻，如图2-8所示   (2)温度的改动.对一些合金可能发生相变，影响金属活动的均匀性。如HPb59-1黄铜等合金，在高沮下是单向安排(p相)，揉捏时金属活动均匀，而在锭坯加热沮度较低时(720℃以下)为两相安排(。十p相)，揉捏时金属活动不均匀。   (3)揉捏筒沮度升高.金属活动趋于均匀。由于揉捏筒温度升高，使锭坯内外层沮度差减小，揉捏时金属内外层变形抗力趋于共同，使得揉捏过程中的金渭活动均匀。    (4)对传热系数低的金属.锭坯径向上的沮度散布和硬度散布都很不均匀，其金属活动不均匀程度严峻。拓宽阅览：铜合金管材揉捏时金属的活动特色铜市根本面向好的N个理由之四：我国转暖力拓先知铜市根本面向好的N个理由之三：嘉能可减产40万吨镍黄铜的应用范围及特色【含表】h85黄铜管特性及其应用范围【组图】

合金牌号状态过烧温度/℃铸锭最高允许加热温度/℃最高挤压温度/℃纯铝、6A02、4A01、6061、6063、6005铸态或均匀化659550480～5505A02铸锭均匀化560～575500480二次毛料565～5853A21铸锭均匀化635～645550480～500二次毛料645-6552A11（2A12）铸锭均匀化500～510（500～502）500（490）450（450）二次毛料505～515（500～510）2A50铸锭均匀化530～545520450二次毛料530～5602A14铸锭均匀化500～510490450二次毛料505～5152A80铸锭均匀化535～550520450二次毛料540～5607A04、7A09铸锭均匀化490～500455450二次毛料505～515

1.Al6063/ Al6061铝合金 　　优良的可塑性使之可以挤压的工艺制造型材散热器。几乎可以制造任何形状的散热器，工艺成熟，价格便宜，可加工性能高。 　　2.铸铝 　　主要应用于大型不规则外形散热器及设备机柜一体化的散热器。 　　3.LF/LY系列 　　主要应用在特殊使用环境的电子设备散热器。使用环境对硬度和防腐蚀性有一定的要求。 　　目前较多使用的是LY12。 　　4.纯铝 　　较多使用于对导热性能要求较高的环境。一般较少使用。删除

1.Al6063/ Al6061铝合金 　　优良的可塑性使之可以挤压的工艺制造型材散热器。几乎可以制造任何形状的散热器，工艺成熟，价格便宜，可加工性能高。 　　2.铸铝 　　主要应用于大型不规则外形散热器及设备机柜一体化的散热器。 　　3.LF/LY系列 　　主要应用在特殊使用环境的电子设备散热器。使用环境对硬度和防腐蚀性有一定的要求。 　　目前较多使用的是LY12。 　　4.纯铝 　　较多使用于对导热性能要求较高的环境。一般较少使用。