一种高炉铁沟侵蚀线位置判定方法技术

本发明专利技术公开了一种高炉铁沟侵蚀线位置判定方法，施工砌筑时在铁沟永久层外表面预埋一层铜板，每块铜板可监控覆盖区域内铁沟耐火材料温度情况；在铜板外侧以及对应区域钢槽内均安装热电偶，相邻横向热电偶的距离小于1m，热电偶的电偶丝端和铜板紧密接触；在热电偶外侧安装热电偶保护套管并通过补偿导线将信号引至热电偶采集箱；剔除热电偶采集箱采集的不合理的数据；根据温度场判定1150℃侵蚀线的位置，铁沟侵蚀线应控制在工作层残余厚度；解决现有铁沟监测存在大量盲区的问题，将每一个分区模拟为一维稳态温度场，通过两点法计算每个分区铁沟内衬中的温度场，再根据温度场判定1150℃侵蚀线的位置，进而判断铁沟每个分区的侵蚀情况。侵蚀情况。侵蚀情况。

【技术实现步骤摘要】
一种高炉铁沟侵蚀线位置判定方法


[0001]本专利技术属于高炉铁沟工艺
，具体涉及一种高炉铁沟侵蚀线位置判定方法。

技术介绍

[0002]在铁沟使用寿命的判断上，大多数高炉铁沟的使用时间通常凭经验(例如出铁量、出铁天数)来判断，缺乏可靠的检测手段；为准确的把握铁沟残余耐材厚度，国内外开发了一些测量残余耐材厚度的工具，定期对薄弱部位进行测量，作为判断残余耐材厚度的依据，但不能实现实时监控，并且无法做到全面检查，可能会漏检局部侵蚀严重部位；随着热电偶的使用，新建高炉普遍采用预埋电偶的方式来测量铁沟外侧温度，通过温度变化结合生产经验来判断铁沟侵蚀程度。无论上述何种方式，判断铁沟侵蚀程度主要还是依靠人的经验，并且都是只能对局部(检查部位或安装电偶部位)进行判断，并且依靠经验的判断方式因人而异，随意性较大，在实际生产过程中很容易出现因为检查不到位发生主沟局部烧穿造成漏铁事故。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高炉铁沟侵蚀线位置判定方法。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高炉铁沟侵蚀线位置判定方法，包括以下步骤：
[0005]1)施工砌筑时在铁沟永久层外表面预埋一层铜板，每条铁钩根据长度可分成18
‑
30区域，每块铜板可监控覆盖区域内铁沟耐火材料温度情况，用以形成稳态温度场；
[0006]2)在铜板外侧以及对应区域钢槽内均安装热电偶，相邻横向热电偶的距离小于1m，热电偶的电偶丝端和铜板紧密接触；
[0007]3)在热电偶外侧安装热电偶保护套管并通过补偿导线将信号引至热电偶采集箱；
[0008]4)剔除热电偶采集箱采集的不合理的数据；根据温度场判定1150℃侵蚀线的位置，铁沟侵蚀线应控制在工作层残余厚度，传热控制方程为：
[0009][0010]其中，λ1为铁沟工作层的导热系数，λ2为铁沟永久层的导热系数，λ3为粘土质隔热砖的导热系数，t0为分区对应钢槽内表面的温度，t1为永久层与工作层交界面的温度，tw为电偶检测的温度，Δh为铁沟工作层残余厚度，h1为铁沟永久层厚度，h2为粘土质隔层热砖厚度。
[0011]5)具体的是，所述铁钩设有永久层和工作层，永久层的外侧和底部设有粘土质隔热砖，粘土质隔热砖的外侧设有填沙层，粘土质隔热砖的底部以及填沙层的外侧设有黏土质耐火砖，黏土质耐火砖的外侧设有耐热混凝土。
[0012]本专利技术具有以下有益效果：将铁沟进行分区控制，解决现有铁沟监测存在大量盲
区的问题，将每一个分区模拟为一维稳态温度场，通过两点法计算每个分区铁沟内衬中的温度场，再根据温度场判定1150℃侵蚀线的位置，进而判断铁沟每个分区的侵蚀情况。
附图说明
[0013]图1为铁沟宽度方向截面示意图。
[0014]图2为图1的A
‑
A处放大图。
[0015]图中：1
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永久层；2
‑
工作层；3
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热电偶；4
‑
热电偶保护套管；5
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补偿导线；6
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耐热混凝土；7
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粘土质耐火砖；8
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填沙层；9
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钢壳；10
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粘土质隔热砖；11
‑
铜板。
具体实施方式
[0016]现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。
[0017]如图1
‑
2所示，一种高炉铁沟侵蚀线位置判定方法，包括永久层1、工作层2、热电偶3、热电偶保护套管4、补偿导线5、耐热混凝土6、粘土质耐火砖7、填沙层8、钢壳9、粘土质隔热砖10和铜板11。
[0018]一种高炉铁沟侵蚀线位置判定方法，包含以下步骤：
[0019]1)施工砌筑时在铁沟永久层外表面预埋一层铜板11(铁沟两侧各预埋一块)，每条主沟根据长度可分成18
‑
30个分布不等，每块铜板11可监控覆盖区域内铁沟耐火材料温度情况。在铜板11外侧以及对应区域钢槽安装两层热电偶3，横向两个热电偶3的距离小于1m，热电偶3的电偶丝端和铜板11紧密接触，热电偶3测得的温度不仅仅是一个点，而是以热电偶3为中心的一个面，这样热电偶3就能够实时、准确、安全的测量铜板覆盖区域的实时温度，消除普通电偶监测装置的盲区。铜板11在铁沟浇筑时预设在永久层1外表面，不影响整个铁沟结构及其他性能；为保护电偶并便于更换热电偶，在相应位置安装热电偶保护套管4；通过补偿导线5将信号引至热电偶采集箱。本装置能够全面无死区的监测铁沟温度变化，判断铁沟侵蚀情况，适应铁沟复杂的工作环境，解决了因铁沟耐火材料导热系数低而无法无法检测局部温度过高的问题；采用可更换式电偶，当电偶损坏以后，能够方便地更换热电偶3。
[0020]2)计算铁沟侵蚀线：根据铁沟内衬使用耐材材质的不同，将内衬分为永久层1和工作层2两个部分，铁沟的维护、修筑都在工作层2进行，铁沟侵蚀线应控制在工作层残余厚度；钢壳内一层粘土质隔热砖，属于保温材料，温度梯度大。分布将永久层1和工作层2传热认为是一维稳态传热过程；粘土质隔热砖温度梯度大，对计算结果影响驾校，也可认为是稳态传热过程，得到传热控制方程
[0021][0022]其中，λ1为铁沟工作层的导热系数，λ2为铁沟永久层的导热系数，λ3为粘土质隔热砖的导热系数，t0为分区对应钢槽内表面的温度，t1为永久层与工作层交界面的温度，t
w
为电偶检测的温度，Δh为铁沟工作层残余厚度，h1为铁沟永久层厚度，h2为粘土质隔层热砖厚度。
[0023]3)高炉铁沟热电偶工作环境很恶劣，比较容易损坏，虽然可以更换，仍不能完全剔除坏点的存在，为保证计算结果的正确性，必须剔除不合理的数据，提高侵蚀线判定的准确
度。
[0024]本专利技术本专利技术解决了普通铁沟电偶预设方案不能全面监控铁沟温度变化的问题，通过使用铜板11对铁沟分区控制，根据铁沟运行特点实现了全面监控；将铁沟按照有限元的方法进行分区控制，每个分区依据建立一维稳态导热方程，计算铁沟内衬中的温度场，计算方法简单，计算量小，适合铁沟侵蚀特点，计算稳定性和精确度满足高炉铁沟监控的要求。这种方法可实现对铁沟温度场分布的在线监测和自动预警，有利于高炉操作人员及时掌握铁沟内衬侵蚀演变规律、侵蚀厚度变化，预防铁沟烧穿，建立合理的铁沟维修机制和耐材使用标准，最终降低吨铁耐材消耗，预防和减少安全事故。
[0025]本专利技术的关键点和保护点
[0026]1)利用铜板建立铁沟温度监测装置；
[0027]2)对铁沟利用进行有限元模拟划分，实现了铁沟的全面监控；
[0028]3)模型的建立方法，每个分区依据建立一维稳态导热方程，计算方法简单；
[0029]进行稳态导热计算，该方法网格位置固定，虽然铁沟分侧壁、底部及结合部位等不同区域，但使用材料导热系数稳定，而浇筑铁沟耐材为隔热材料、侧壁和底部所使用同样材料，对整个温度场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高炉铁沟侵蚀线位置判定方法，其特征在于，包括以下步骤：1)施工砌筑时在铁沟永久层外表面预埋一层铜板，每条铁钩根据长度可分成18
‑
30区域，每块铜板可监控覆盖区域内铁沟耐火材料温度情况，用以形成稳态温度场；2)在铜板外侧以及对应区域钢槽内均安装热电偶，相邻横向热电偶的距离小于1m，热电偶的电偶丝端和铜板紧密接触；3)在热电偶外侧安装热电偶保护套管并通过补偿导线将信号引至热电偶采集箱；4)剔除热电偶采集箱采集的不合理的数据；根据温度场判定1150℃侵蚀线的位置，铁沟侵蚀线应控制在工作层残余厚度，传热控制方程...

【专利技术属性】
技术研发人员：张作程，
申请(专利权)人：山东钢铁集团日照有限公司，
类型：发明
国别省市：