导热型长寿高炉炉缸系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种导热型长寿高炉炉缸系统及其控制方法，该导热型长寿高炉炉缸系统包括：炉壳和导热型炉缸耐材，导热型炉缸耐材包括：由内到外设置的第一炉缸耐材和第二炉缸耐材，第一炉缸耐材表面设置为凹凸结构。本发明专利技术有利于高炉的长寿。

Hearth system and control method of heat conduction type long life blast furnace

【技术实现步骤摘要】
导热型长寿高炉炉缸系统及其控制方法
本专利技术涉及冶金行业炼铁领域，具体涉及一种导热型长寿高炉炉缸系统及其控制方法。
技术介绍
高炉寿命的薄弱环节是炉底、炉缸、炉腹、炉腰和炉身下部。炉缸内盛装铁水和熔渣的温度一般为1450-1500℃，特别是风口区燃烧焦炭产生大量煤气，是高炉内温度最高的区域，其温度在2000-2300℃。作为炉底、炉缸内衬的耐材，除受高温作用外，还受到渣铁的化学侵蚀与铁水冲刷。高炉的炉底和炉缸是高炉负荷最重的区域，它们的寿命决定了高炉炉役期的长短。国内外高炉的炉缸系统可以归纳为两种：隔热型复合结构、导热型全炭砖结构。隔热型复合结构主要是炭砖加陶瓷杯结构，其主要缺陷包括：陶瓷杯不可逆转的消耗保护，陶瓷杯与炭砖的热膨胀存在很大差异，这导致了内部应力集中，易造成风口上翘、炉壳开裂等现象。陶瓷杯与炭砖间膨胀缝易富集碱金属，为锌蒸汽、铁水、煤气提供了通道；并且，与炉缸传热体系相矛盾，炉缸冷却水无用损耗较大；陶瓷杯在侵蚀殆尽时，可能在局部突然坍塌又不能快速形成保护层而使炭砖失去保护直接暴露在铁水中，加速炭砖的溶蚀。导热型全炭砖结构的缺陷主要在于：炭砖抗铁水溶蚀、抗氧化、抗冲刷性能较差；因铁水环流、凝固潜热的存在，形成的渣铁保护层不够稳定；另外，炭砖温度高、易侵蚀和易脆化，炉缸热量损失较大。随着近些年耐材技术的进步，高性能的新型耐火材料不断出现，耐材对高炉炉底的保护得到大幅提升，但是出铁时炉缸内铁水的环流仍会加剧炉缸耐材的侵蚀，这严重影响了高炉的使用寿命。专利技术内容有鉴于此，本专利技术提供一种导热型长寿高炉炉缸系统及其控制方法，以解决上述提及的由于出铁时炉缸内铁水的环流加剧了对炉缸耐材的侵蚀从而严重影响高炉使用寿命的问题。根据本专利技术的第一方面，提供一种导热型长寿高炉炉缸系统，所述导热型长寿高炉炉缸系统包括：炉壳和导热型炉缸耐材，所述导热型炉缸耐材包括：由内到外设置的第一炉缸耐材和第二炉缸耐材，所述第一炉缸耐材表面设置为凹凸结构，以便于炉缸耐材表面渣铁保护层的稳定。其中，上述炉壳为外径由下而上逐渐变小的圆锥形炉壳。上述导热型炉缸耐材的导热系数从冷面到热面呈降低趋势。优选地，所述第一炉缸耐材为陶瓷复合砖结构，所述第二炉缸耐材为炭砖结构，其中，所述陶瓷复合砖呈凹凸结构布置。进一步地，所述系统还包括：设置在所述炉缸耐材不同位置的多个测温元件。进一步地，所述导热型长寿高炉炉缸系统还包括：炉缸冷却系统，与所述导热型炉缸耐材连接，用于为所述炉缸耐材提供冷却水。进一步地，所述导热型长寿高炉炉缸系统还包括：炉缸耐材监测系统，用于通过监测所述测温元件以获知所述炉缸耐材的温度、以及监测所述炉缸冷却系统的冷却水量及冷却水温度。进一步地，所述导热型长寿高炉炉缸系统还包括：控制系统，用于根据所述炉缸耐材监测系统监测到的炉缸耐材的温度控制所述炉缸冷却系统中的冷却水量及冷却水温度以实现对所述炉缸耐材的温度控制。根据本专利技术的第二方面，提供一种高炉炉缸系统的控制方法，所述方法包括：监控炉缸耐材的温度数据，所述炉缸耐材包括：由内到外设置的第一炉缸耐材和第二炉缸耐材，所述第一炉缸耐材表面设置为凹凸结构；根据所述温度数据分别调节炉缸冷却系统中的冷却水量和冷却水温度，以保证所述高炉炉缸系统的长寿。优选地，上述方法还包括：预先在所述炉缸耐材的不同位置设置多个测温元件。具体地，监控炉缸耐材的温度数据包括：分别监控所述多个测温元件的温度数据；根据所述多个测温元件的温度数据确定所述炉缸耐材的温度数据。根据本专利技术的第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述高炉炉底炉缸的控制方法的步骤。根据本专利技术的第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述高炉炉底炉缸的控制方法的步骤。由上述技术方案可知，凹凸结构的炉缸耐材内表面在与熔渣和铁水接触的过程中，有利于在表面形成渣铁保护层，与现有的光滑炉缸耐材表面相比，凹凸结构表面更加有利于渣铁保护层的稳定，对炉缸耐材形成更加有效的保护，可以解决现有技术中的由于出铁时炉缸内铁水的环流加剧炉缸耐材的侵蚀从而严重影响高炉使用寿命的问题，本专利技术实施例中的凹凸结构的炉缸耐材内表面有利于高炉的长寿。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的导热型长寿高炉炉缸系统的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例的炉缸耐材凹凸结构的示意图；图3和图4是现有的光滑炉缸耐材表面示意图；图5和图6根据本专利技术实施例的炉缸耐材凹凸结构的示意图；图7是根据本专利技术实施例的导热型长寿高炉炉缸系统的详细结构示意图；图8是根据本专利技术实施例的高炉炉缸系统的控制方法的流程图；图9是根据本专利技术实施例的电子设备的示意图。附图标号：1：炉壳；2：炉缸冷却系统；3：测温元件；4：第二炉缸耐材(大块炭砖)；5：第一炉缸耐材(小块陶瓷复合砖)；51：小块凹陷陶瓷复合砖；52：小块凸起陶瓷复合砖；6：炉缸耐材监测系统；7：控制系统；901：处理器；902：存储器；903：总线；904：显示控制器；905：输入/输出装置；906：输入/输出控制器。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。对于目前的高炉炉缸系统，在常规设计中，炉缸靠近铁水的耐材表面一般为光滑表面，这样不利于耐材表面渣铁保护层的稳定性，不利于炉缸的长期稳定运行。并且，炉缸对应的炉壳是自下而上直径相同的圆柱形，当炉缸耐材受到铁水的浮力而具有上浮趋势时，只能靠炉壳和炉缸耐材之间的摩擦力阻止炉缸耐材上浮，炉壳对炉缸耐材没有额外的束缚，炉缸耐材容易被破坏。随着近些年耐材技术的进步，高性能的新型耐火材料不断出现，耐材对高炉炉底的保护得到大幅提升，但是出铁时炉缸内铁水的环流仍会加剧炉缸耐材的侵蚀，这严重影响了高炉的使用寿命。因此，充分利用新型耐火材料，研究长寿型炉缸系统，对于延长高炉寿命、保证高炉的长期稳定运行具有重大意义。基于此，本专利技术实施例提供了一种导热型长寿高炉炉缸系统，以解决上述由于出铁时炉缸内铁水的环流加剧了对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热型长寿高炉炉缸系统，其特征在于，所述导热型长寿高炉炉缸系统包括：炉壳和导热型炉缸耐材，/n所述导热型炉缸耐材包括：由内到外设置的第一炉缸耐材和第二炉缸耐材，所述第一炉缸耐材表面设置为凹凸结构，以便于炉缸耐材表面渣铁保护层的稳定。/n

【技术特征摘要】
1.一种导热型长寿高炉炉缸系统，其特征在于，所述导热型长寿高炉炉缸系统包括：炉壳和导热型炉缸耐材，
所述导热型炉缸耐材包括：由内到外设置的第一炉缸耐材和第二炉缸耐材，所述第一炉缸耐材表面设置为凹凸结构，以便于炉缸耐材表面渣铁保护层的稳定。


2.根据权利要求1所述的导热型长寿高炉炉缸系统，其特征在于，所述炉壳为外径由下而上逐渐变小的圆锥形炉壳。


3.根据权利要求1所述的导热型长寿高炉炉缸系统，其特征在于，所述导热型炉缸耐材的导热系数从冷面到热面呈降低趋势。


4.根据权利要求1所述的导热型长寿高炉炉缸系统，其特征在于，所述第一炉缸耐材为陶瓷复合砖结构，所述第二炉缸耐材为炭砖结构，其中，所述陶瓷复合砖呈凹凸结构布置。


5.根据权利要求1所述的导热型长寿高炉炉缸系统，其特征在于，所述系统还包括：
设置在所述炉缸耐材不同位置的多个测温元件。


6.根据权利要求5所述的导热型长寿高炉炉缸系统，其特征在于，所述导热型长寿高炉炉缸系统还包括：
炉缸冷却系统，与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王得刚，索延帅，段国建，全强，祁四清，陈秀娟，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11