在炼钢厂使用纳米绝热板效果如何？

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，并发挥出它的很低导热的特点，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很的推动作用。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。