【新刊速览】赵鸿波：2600 m3高炉炉缸侵蚀特征数值模拟

高炉炉缸炉底耐材侵蚀制约着炉缸长寿，通常认为炉缸炉底耐材侵蚀的主要原因有铁水环流、热应力、死料柱铁水渗透和碱金属富集。为了研究炉缸耐材侵蚀特征，基于本钢炼铁厂5号高炉炉缸实际砌筑结构建立1∶1三维物理模型，借助ANSYS-Fluent软件对炉缸设计炉型进行数值模拟研究，结合破损调查结果分析了炉缸侵蚀特征的形成原因，并计算了炉缸死料柱空隙度、高炉产量对炉缸流场和温度场的影响。炉缸流场和温度场分布特征表明，铁口区域喇叭状异常侵蚀是铁口区域铁水汇流高速流动和铁水高温直接接触双重作用的结果，铁口下方象脚侵蚀是由于无焦区沿炉缸侧壁铁水环流与涡流的剧烈冲刷。死料柱空隙度通过影响死料柱内部铁水流动行为影响了无焦区铁水环流速度，足够的空隙度往往会减轻炉缸侧壁炭砖的侵蚀；高炉高产时，铁水流速增加，炉缸侧壁温度升高，炭砖侵蚀加剧，因此高产量须配合足够的死料柱空隙度、炉缸活性以及冷却性能。