一种炉缸智能管理方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种炉缸智能管理方法及系统，首先根据铁水凝固线和碳砖侵蚀曲线之间的距离确定出目标炉缸的凝铁层厚度；计算目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度，作为目标炉缸的气隙厚度；再获取目标炉缸的碳砖厚度，并基于目标炉缸的碳砖厚度、凝铁层厚度以及气隙厚度确定出目标炉缸的安全状态，以及根据目标炉缸的安全状态匹配对应的管理策略。本发明专利技术通过在线进行大量客观、量化的理论计算，为高炉冶炼过程中了解炉缸状况提供了客观、量化的依据，同时也能帮助高炉操作人员及时了解炉缸的安全状况及侵蚀原因，并给出对应的管理策略作为针对性的建议措施，从而可以防止炉缸侵蚀的进一步发生，达到延长高炉使用寿命的目的。达到延长高炉使用寿命的目的。达到延长高炉使用寿命的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种炉缸智能管理方法及系统


[0001]本专利技术涉及高炉炉缸
，特别是涉及一种炉缸智能管理方法及系统。

技术介绍

[0002]目前高炉炉缸长寿管理主要有两个方面的工作：一是计算出炉缸残存砖衬的厚度，然后根据碳砖厚度判定炉缸侵蚀状况，以便采取适当的护炉措施。二是根据炉缸碳砖内热电偶温度判断炉缸碳砖内的异常情况，如碳砖导热系数变化、环裂、气隙、渗铁。但是，部分现有技术却不能根据碳砖侵蚀厚度来对凝铁层厚度、气隙状态、炉缸碳砖的侵蚀原因及护炉措施做研究，例如现有技术CN101457268A；同时部分现有技术(例如CN101886152A)在判断炉缸碳砖内的异常情况时，是基于某一处的状态进行判断，导致误差较大。

技术实现思路

[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种炉缸智能管理方法及系统，用于解决现有技术中炉缸侵蚀及炉缸异常影响炉缸长寿的问题。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种炉缸智能管理方法，包括以下步骤：
[0005]获取目标炉缸内的铁水凝固线和碳砖侵蚀曲线，并根据所述铁水凝固线和所述碳砖侵蚀曲线之间的距离确定出所述目标炉缸的凝铁层厚度；
[0006]计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度，并将对应厚度作为所述目标炉缸的气隙厚度；
[0007]获取所述目标炉缸的碳砖厚度，并基于所述目标炉缸的碳砖厚度、所述目标炉缸的凝铁层厚度以及所述目标炉缸的气隙厚度确定出所述目标炉缸的安全状态，并根据所述目标炉缸的安全状态匹配对应的管理策略。
[0008]可选地，所述获取目标炉缸内的铁水凝固线和碳砖侵蚀曲线，并根据所述铁水凝固线和所述碳砖侵蚀曲线之间的距离确定出所述目标炉缸的凝铁层厚度的过程包括：
[0009]获取所述目标炉缸的炉缸侵蚀模型；
[0010]根据所述炉缸侵蚀模型的几何边界及边界条件确定出所述目标炉缸的铁水凝固线和碳砖侵蚀曲线；
[0011]基于所述铁水凝固线、碳砖侵蚀曲线和所述炉缸侵蚀模型的几何边界建立几何模型，并计算所述几何模型所对应区域的温度场值；
[0012]获取所述目标炉缸内热电偶处的温度测量值，并计算所述温度测量值与该处温度场值的差值；
[0013]判断所述差值是否大于预设误差；若小于，则将所述铁水凝固线和所述碳砖侵蚀曲线之间的距离作为所述目标炉缸的凝铁层厚度；若大于等于，则调整所述铁水凝固线和所述碳砖侵蚀曲线，直至所述差值小于预设误差。
[0014]可选地，计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度的过程包括：
[0015]获取所述目标炉缸侧壁碳砖内任意两支热电偶的温度值，并根据所获取的热电偶的温度值计算两支热电偶处的热流密度；
[0016]从所述两支热电偶中选择其中一支热电偶作为目标热电偶，并根据所述目标热电偶的温度和所述热流密度计算所述目标热电偶与所述目标炉缸冷却壁的热阻，记为目标热阻；
[0017]根据所述目标热阻、碳砖热阻、碳捣料热阻和冷却壁热阻计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度。
[0018]可选地，根据所述目标热阻、碳砖热阻、碳捣料热阻和冷却壁热阻计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度时，还包括：
[0019]将所述目标热阻与预设热阻值进行比对；
[0020]若所述目标热阻大于预设热阻值，则判定所述两支热电偶处存在气隙，并在存在气隙热阻时，根据所述目标热阻、碳砖热阻、碳捣料热阻、冷却壁热阻和气体导热辐射参数计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度；
[0021]若所述目标热阻小于等于预设热阻值，则判定所述两支热电偶处不存在气隙；
[0022]其中，所述预设热阻值为所述碳砖热阻、碳捣料热阻和冷却壁热阻的热阻值总和。
[0023]可选地，所述方法还包括对所述目标炉缸的碳砖厚度进行等级划分，将所述目标炉缸的碳砖厚度分为安全值、关注值、警戒值、大修值。
[0024]可选地，根据所述目标炉缸的安全状态匹配对应的管理策略的过程包括：
[0025]基于所述目标炉缸的安全状态、原料和冶炼参数确定所述目标炉缸的侵蚀原因；
[0026]根据所述目标炉缸的安全状态和所述目标炉缸的侵蚀原因匹配延长所述目标炉缸使用时间的管理策略。
[0027]本专利技术还提供一种炉缸智能管理系统，包括有：
[0028]凝铁层厚度计算模块，用于获取目标炉缸内的铁水凝固线和碳砖侵蚀曲线，并根据所述铁水凝固线和所述碳砖侵蚀曲线之间的距离确定出所述目标炉缸的凝铁层厚度；
[0029]气隙厚度计算模块，用于计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度，并将对应厚度作为所述目标炉缸的气隙厚度；
[0030]安全状态模块，用于获取所述目标炉缸的碳砖厚度，并基于所述目标炉缸的碳砖厚度、所述目标炉缸的凝铁层厚度以及所述目标炉缸的气隙厚度确定出所述目标炉缸的安全状态；
[0031]智能管理模块，用于根据所述目标炉缸的安全状态匹配对应的管理策略。
[0032]可选地，所述凝铁层厚度计算模块获取目标炉缸内的铁水凝固线和碳砖侵蚀曲线，并根据所述铁水凝固线和所述碳砖侵蚀曲线之间的距离确定出所述目标炉缸的凝铁层厚度的过程包括：
[0033]获取所述目标炉缸的炉缸侵蚀模型；
[0034]根据所述炉缸侵蚀模型的几何边界及边界条件确定出所述目标炉缸的铁水凝固线和碳砖侵蚀曲线；
[0035]基于所述铁水凝固线、碳砖侵蚀曲线和所述炉缸侵蚀模型的几何边界建立几何模型，并计算所述几何模型所对应区域的温度场值；
[0036]获取所述目标炉缸内热电偶处的温度测量值，并计算所述温度测量值与该处温度
场值的差值；
[0037]判断所述差值是否大于预设误差；若小于，则将所述铁水凝固线和所述碳砖侵蚀曲线之间的距离作为所述目标炉缸的凝铁层厚度；若大于等于，则调整所述铁水凝固线和所述碳砖侵蚀曲线，直至所述差值小于预设误差。
[0038]可选地，所述气隙厚度计算模块计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度的过程包括：
[0039]获取所述目标炉缸侧壁碳砖内任意两支热电偶的温度值，并根据所获取的热电偶的温度值计算两支热电偶处的热流密度；
[0040]从所述两支热电偶中选择其中一支热电偶作为目标热电偶，并根据所述目标热电偶的温度和所述热流密度计算所述目标热电偶与所述目标炉缸冷却壁的热阻，记为目标热阻；
[0041]根据所述目标热阻、碳砖热阻、碳捣料热阻和冷却壁热阻计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度。
[0042]可选地，根据所述目标热阻、碳砖热阻、碳捣料热阻和冷却壁热阻计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度时，还包括：
[0043]将所述目标热阻与预设热阻值进行比对；
[0044]若所述目标热阻大于预设热阻值，则判定所述两支热电偶处存在气隙，并在存在气隙热阻时，根据所述目标热阻、碳砖热阻、碳捣料热阻、冷却壁热阻和气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炉缸智能管理方法，其特征在于，包括以下步骤：获取目标炉缸内的铁水凝固线和碳砖侵蚀曲线，并根据所述铁水凝固线和所述碳砖侵蚀曲线之间的距离确定出所述目标炉缸的凝铁层厚度；计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度，并将对应厚度作为所述目标炉缸的气隙厚度；获取所述目标炉缸的碳砖厚度，并基于所述目标炉缸的碳砖厚度、所述目标炉缸的凝铁层厚度以及所述目标炉缸的气隙厚度确定出所述目标炉缸的安全状态，并根据所述目标炉缸的安全状态匹配对应的管理策略。2.根据权利要求1所述的炉缸智能管理方法，其特征在于，所述获取目标炉缸内的铁水凝固线和碳砖侵蚀曲线，并根据所述铁水凝固线和所述碳砖侵蚀曲线之间的距离确定出所述目标炉缸的凝铁层厚度的过程包括：获取所述目标炉缸的炉缸侵蚀模型；根据所述炉缸侵蚀模型的几何边界及边界条件确定出所述目标炉缸的铁水凝固线和碳砖侵蚀曲线；基于所述铁水凝固线、碳砖侵蚀曲线和所述炉缸侵蚀模型的几何边界建立几何模型，并计算所述几何模型所对应区域的温度场值；获取所述目标炉缸内热电偶处的温度测量值，并计算所述温度测量值与该处温度场值的差值；判断所述差值是否大于预设误差；若小于，则将所述铁水凝固线和所述碳砖侵蚀曲线之间的距离作为所述目标炉缸的凝铁层厚度；若大于等于，则调整所述铁水凝固线和所述碳砖侵蚀曲线，直至所述差值小于预设误差。3.根据权利要求1所述的炉缸智能管理方法，其特征在于，计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度的过程包括：获取所述目标炉缸侧壁碳砖内任意两支热电偶的温度值，并根据所获取的热电偶的温度值计算两支热电偶处的热流密度；从所述两支热电偶中选择其中一支热电偶作为目标热电偶，并根据所述目标热电偶的温度和所述热流密度计算所述目标热电偶与所述目标炉缸冷却壁的热阻，记为目标热阻；根据所述目标热阻、碳砖热阻、碳捣料热阻和冷却壁热阻计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度。4.根据权利要求3所述的炉缸智能管理方法，其特征在于，根据所述目标热阻、碳砖热阻、碳捣料热阻和冷却壁热阻计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度时，还包括：将所述目标热阻与预设热阻值进行比对；若所述目标热阻大于预设热阻值，则判定所述两支热电偶处存在气隙，并在存在气隙热阻时，根据所述目标热阻、碳砖热阻、碳捣料热阻、冷却壁热阻和气体导热辐射参数计算所述目标炉缸的冷却壁与碳砖间气隙的厚度；若所述目标热阻小于等于预设热阻值，则判定所述两支热电偶处不存在气隙；其中，所述预设热阻值为所述碳砖热阻、碳捣料热阻和冷却壁热阻的热阻值总和。5.根据权利要求1所述的炉缸智能管理方法，其特征在于，所述方法还包括对所述目标炉缸的碳砖厚度进行等级划分，将所述目标炉缸的碳砖厚度分为安全值、关注值、警戒值、
大修值。6.根据权利要求1所述的炉缸智能管理方法，其特征在于，根据所述目标炉缸的安全状态匹配对应的管理策略的过程包括：基于所述目...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，许俊，邹忠平，赵运建，牛群，何茂成，胡显波，李少强，贾娟鱼，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：