长寿型高炉炉底炉缸系统及高炉炉底炉缸的控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种长寿型高炉炉底炉缸系统及高炉炉底炉缸的控制方法，该长寿型高炉炉底炉缸系统包括：炉缸、炉底，该系统还包括：外径由下而上逐渐变小的圆锥形炉壳、设置在圆锥形炉壳内的炉底耐材和炉缸耐材，以及炉底冷却系统、炉底监控系统、炉缸冷却系统和炉缸监控系统，其中：炉底耐材，设置在炉底上；炉底冷却系统，与炉底耐材连接，用于为炉底耐材提供冷却水；炉底监控系统，与炉底耐材连接，用于监控炉底耐材的温度；炉缸耐材，环形设置在炉底耐材上；炉缸冷却系统，与炉缸耐材连接，用于为炉缸耐材提供冷却水；炉缸监控系统，与炉缸耐材连接，用于监控炉缸耐材的温度。通过本发明专利技术，可以减少炉缸耐材被破坏的安全隐患。

Bottom hearth system of long life blast furnace and control method of bottom hearth of blast furnace

【技术实现步骤摘要】
长寿型高炉炉底炉缸系统及高炉炉底炉缸的控制方法
本专利技术涉及冶金行业炼铁领域，具体涉及一种长寿型高炉炉底炉缸系统及高炉炉底炉缸的控制方法。
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。炉底主要为铁水的渗入侵蚀，同时碱和锌的侵蚀也很严重。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。国内外高炉传统的炉底炉缸结构可归纳为两种：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，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的差异，导致内部应力集中，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；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，可能会在局部突然坍塌而无法快速形成保护层，这使得炭砖失去保护直接暴露在铁水中，加速炭砖的溶蚀。炉底陶瓷垫与周围炭砖间的捣料层成为薄弱环节，在捣料层发生局部侵蚀后，铁水就会钻到陶瓷垫下方而使陶瓷垫漂浮。导热型全炭砖结构的缺陷主要包括：炭砖抗铁水溶蚀、抗氧化、抗冲刷的性能较差。由于铁水环流、凝固潜热的存在，形成的渣铁凝滞层不够稳定。并且，炭砖温度高，易侵蚀，易脆化，炉缸热量损失较大。国内外高炉炉底、炉缸的冷却结构有很多种形式，目前较为普遍的是采用水冷结构，把炉底和风口大套的水冷系统以串联的方式连接，炉缸冷却系统和炉腹、炉腰、炉体的冷却系统串联，通过冷却水的热交换作用实现对炉底和炉缸耐材的保护。在常规设计中，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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种长寿型高炉炉底炉缸系统及高炉炉底炉缸的控制方法，以解决上述提及的炉缸耐材容易被破坏的问题。根据本专利技术的第一方面，提供一种长寿型高炉炉底炉缸系统，所述长寿型高炉炉底炉缸系统包括：炉缸、炉底，所述长寿型高炉炉底炉缸系统还包括：外径由下而上逐渐变小的圆锥形炉壳、设置在所述圆锥形炉壳内的炉底耐材和炉缸耐材，以及炉底冷却系统、炉底监控系统、炉缸冷却系统和炉缸监控系统，其中：所述炉底耐材，设置在所述炉底上；所述炉底冷却系统，与所述炉底耐材连接，用于为所述炉底耐材提供冷却水；所述炉底监控系统，与所述炉底耐材连接，用于监控所述炉底耐材的温度；所述炉缸耐材，环形设置在所述炉底耐材上；所述炉缸冷却系统，与所述炉缸耐材连接，用于为所述炉缸耐材提供冷却水；所述炉缸监控系统，与所述炉缸耐材连接，用于监控所述炉缸耐材的温度。进一步地，所述炉底监控系统与所述炉底冷却系统连接，用于监控所述炉底冷却系统的冷却水量和冷却水温度。进一步地，所述炉缸监控系统与所述炉缸冷却系统连接，用于监控所述炉缸冷却系统的冷却水量和冷却水温度。优选地，所述长寿型高炉炉底炉缸系统还包括：控制系统，与所述炉底冷却系统、炉底监控系统、炉缸冷却系统和炉缸监控系统分别连接，用于根据所述炉底监控系统的监控数据调节所述炉底冷却系统的冷却水量，以及根据所述炉缸监控系统的监控数据调节所述炉缸冷却系统的冷却水量。优选地，所述炉底耐材为满铺结构。优选地，所述炉底耐材为预定厚度，以使出铁时铁水从死料柱底部流向出铁口。具体地，所述炉底耐材和炉缸耐材为耐火材料，所述耐火材料的导热系数从高炉冷面到热面为降低趋势。所述系统还包括：设置在所述炉底耐材和炉缸耐材的不同位置的多个测温元件。上述炉底监控系统监控设置在所述炉底耐材中的测温元件来获知所述炉底耐材的温度，所述炉缸监控系统监控设置在所述炉缸耐材中的测温元件来获知所述炉缸耐材的温度。根据本专利技术的第二方面，提供一种高炉炉底炉缸的控制方法，所述方法包括：监控设置在圆锥形炉壳内的炉底耐材和炉缸耐材的温度数据，所述圆锥形炉壳的外径由下而上变小；根据所述温度数据分别调节所述炉底耐材的冷却系统中的冷却水量、以及所述炉缸耐材的冷却系统中的冷却水量，以保证炉底炉缸系统的长寿。优选地，所述方法还包括：预先在所述炉缸耐材和炉底耐材的不同位置设置多个测温元件。监控炉底耐材和炉缸耐材的温度数据具体包括：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分别确定所述炉底耐材和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，通过高炉炉壳设置为圆锥形，其外径自下而上逐渐变小，炉缸耐材在炉壳内部紧贴炉壳，当炉缸耐材受到铁水的浮力而具有上浮趋势时，外径自下而上逐渐变小的炉壳可以对炉缸耐材形成向下的束缚，减少了炉缸耐材被破坏的安全隐患。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长寿型高炉炉底炉缸系统的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例的长寿型高炉炉底炉缸系统的详细结构示意图；图3是根据本专利技术实施例的高炉炉底炉缸的控制方法的流程图；图4是根据本专利技术实施例的电子设备的示意图。附图标号：11，12：炉底耐材；2：炉底冷却系统；3：多个炉底热电偶；41，42：炉缸耐材；5：炉壳；6：炉缸冷却系统；7：多个炉缸热电偶；8：炉底监测系统；9：炉缸监测系统；10：控制系统。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。由于目前的高炉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，导致了炉缸耐材容易被破坏。并且，随着近些年耐材技术的进步，高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长寿型高炉炉底炉缸系统，所述长寿型高炉炉底炉缸系统包括：炉缸、炉底，其特征在于，所述长寿型高炉炉底炉缸系统还包括：外径由下而上逐渐变小的圆锥形炉壳、设置在所述圆锥形炉壳内的炉底耐材和炉缸耐材，以及炉底冷却系统、炉底监控系统、炉缸冷却系统和炉缸监控系统，其中：/n所述炉底耐材，设置在所述炉底上；/n所述炉底冷却系统，与所述炉底耐材连接，用于为所述炉底耐材提供冷却水；/n所述炉底监控系统，与所述炉底耐材连接，用于监控所述炉底耐材的温度；/n所述炉缸耐材，环形设置在所述炉底耐材上；/n所述炉缸冷却系统，与所述炉缸耐材连接，用于为所述炉缸耐材提供冷却水；/n所述炉缸监控系统，与所述炉缸耐材连接，用于监控所述炉缸耐材的温度。/n

【技术特征摘要】
1.一种长寿型高炉炉底炉缸系统，所述长寿型高炉炉底炉缸系统包括：炉缸、炉底，其特征在于，所述长寿型高炉炉底炉缸系统还包括：外径由下而上逐渐变小的圆锥形炉壳、设置在所述圆锥形炉壳内的炉底耐材和炉缸耐材，以及炉底冷却系统、炉底监控系统、炉缸冷却系统和炉缸监控系统，其中：
所述炉底耐材，设置在所述炉底上；
所述炉底冷却系统，与所述炉底耐材连接，用于为所述炉底耐材提供冷却水；
所述炉底监控系统，与所述炉底耐材连接，用于监控所述炉底耐材的温度；
所述炉缸耐材，环形设置在所述炉底耐材上；
所述炉缸冷却系统，与所述炉缸耐材连接，用于为所述炉缸耐材提供冷却水；
所述炉缸监控系统，与所述炉缸耐材连接，用于监控所述炉缸耐材的温度。


2.根据权利要求1所述的长寿型高炉炉底炉缸系统，其特征在于，所述炉底监控系统与所述炉底冷却系统连接，用于监控所述炉底冷却系统的冷却水量和冷却水温度。


3.根据权利要求1所述的长寿型高炉炉底炉缸系统，其特征在于，所述炉缸监控系统与所述炉缸冷却系统连接，用于监控所述炉缸冷却系统的冷却水量和冷却水温度。


4.根据权利要求1所述的长寿型高炉炉底炉缸系统，其特征在于，所述长寿型高炉炉底炉缸系统还包括：
控制系统，与所述炉底冷却系统、炉底监控系统、炉缸冷却系统和炉缸监控系统分别连接，用于根据所述炉底监控系统的监控数据调节所述炉底冷却系统的冷却水量，以及根据所述炉缸监控系统的监控数据调节所述炉缸冷却系统的冷却水量。


5.根据权利要求1所述的长寿型高炉炉底炉缸系统，其特征在于，所述炉底耐材为满铺结构。


6.根据权利要求1所述的长寿型高炉炉底炉缸系统，其特征在于，所述炉底耐材为预定厚度，以使出铁时铁水从死料柱底部流向出铁口。


7.根据权利要求1所述的长寿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王得刚，段国建，全强，王春龙，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