一種監(jiān)測(cè)高爐上翹爐底溫度變化的裝置及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高爐設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種監(jiān)測(cè)高爐上翅爐底溫度變化的裝置 及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 全球大型煉鐵高爐隨高爐冶煉生產(chǎn)的變化，部分高爐會(huì)出現(xiàn)了爐底板上翅，上翅 爐底板會(huì)隨著高爐爐齡增加而加??；形變嚴(yán)重會(huì)造成爐缸損傷、泄漏煤氣直接影響到人身 及設(shè)備安全。目前對(duì)爐底板上翅成因國內(nèi)外尚無明確定性，同時(shí)爐底板上升應(yīng)力隨高爐爐 內(nèi)頂壓、送風(fēng)溫度、爐頂溫度、氣溫、用料負(fù)荷及用料結(jié)構(gòu)等工藝參數(shù)等關(guān)系亦沒有定量測(cè) 量數(shù)據(jù)。故現(xiàn)階段多數(shù)高爐因爐底板上翅造成高爐未能全負(fù)荷、全頂壓運(yùn)行，達(dá)不到經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行的目標(biāo)。
[0003] 因爐底板過度上翅較為明顯導(dǎo)致的后果是：
[0004] 1、高爐爐殼上漲； 陽0化]2、爐頂煤氣導(dǎo)出管波紋管變形；
[0006] 3、爐頂稱量罐與上層平臺(tái)梁干設(shè)稱重受影響；
[0007] 4、十層冷卻壁外部配管受平臺(tái)擠壓焊縫漏水；
[0008] 5、風(fēng)口平面抬高，送風(fēng)支管上翅，發(fā)生送風(fēng)支管燒穿事故等。
[0009] 中國專利公開號(hào)〔化043132174，公開日2015.01.28，公開了一種高爐爐底，主要 為了提供一種密封性更好、避免高爐底板上翅、防止?fàn)t底燒穿的高爐爐底。該發(fā)明高爐爐 底，包括下封板、混凝±基墳、W及上封板，在所述混凝±基墳和所述爐殼之間設(shè)置有碳素 搗打料，在所述上封板和所述混凝±基墳的上表面之間設(shè)置有冷卻水管。該發(fā)明高爐爐底 的上封板和下封板形成高爐爐底的兩道密封防線，提高了高爐爐底的密封性能?；炷阑?墳與上、下封板形成剛性箱體，相較于現(xiàn)有技術(shù)中的底板上方僅有爐底滿鋪碳磚來說，更能 夠抵抗下封板的上翅，即抵抗底板的上翅。將冷卻水管設(shè)置在上封板的下方，避免了爐底冷 卻水管破裂造成爐底燒穿的重大事故發(fā)生。該發(fā)明通過高爐爐底的改進(jìn)并將冷卻水管設(shè)置 在上封板的下方來避免由于高爐底板上翅造成爐底冷卻水管破裂，但并沒有對(duì)已經(jīng)發(fā)生高 爐底板上翅的問題進(jìn)行有效解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0011] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在高爐底板上翅造成重大安全隱患和重大經(jīng)濟(jì)損失的問題，本 發(fā)明提供了一種監(jiān)測(cè)高爐上翅爐底溫度變化的裝置及其應(yīng)用。它可W實(shí)現(xiàn)利用溫度檢測(cè)裝 置，在線連續(xù)檢測(cè)高爐爐底溫度變化，提供多測(cè)量點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)便于對(duì)爐底溫度變化進(jìn)行分 析的目的。同時(shí)利用溫度數(shù)據(jù)對(duì)爐頂壓力、送風(fēng)溫度、爐底板上翅壓力等進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)分析 并建立相對(duì)應(yīng)的模型，從而利用模型監(jiān)控及保護(hù)高爐爐底設(shè)備安全運(yùn)行的前提下，為高爐 冶煉安全生產(chǎn)提供技術(shù)支持，并為高爐冶煉生產(chǎn)強(qiáng)化經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)提高數(shù)據(jù)分析，為找準(zhǔn) 爐底板上翅的原因，提供數(shù)據(jù)分析。 陽〇1引 2.技術(shù)方案
[0013] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
[0014] 一種監(jiān)測(cè)高爐上翅爐底溫度變化的裝置，包括高爐耐熱基墳和爐底封板，還包括 測(cè)溫點(diǎn)和溫度傳感器，其中：所述測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置于高爐耐熱基墳和爐底封板之間；所述溫度 傳感器填埋于測(cè)溫點(diǎn)處，并通過引線輸出至高爐外部控制系統(tǒng)。
[0015] 進(jìn)一步的方案，還包括環(huán)形擋圈和誘注料；所述誘注料灌注于爐底封板和高爐耐 熱基墳之間形成的縫隙內(nèi)、溫度傳感器周圍；所述環(huán)形擋圈固定在爐殼周邊、圍繞在誘注料 周圍。
[0016] 進(jìn)一步的方案，所述測(cè)溫點(diǎn)為2個(gè)/組，在環(huán)形擋圈至高爐耐熱基墳和爐底封板之 間的縫隙盡頭均勻設(shè)置，運(yùn)種等距離分布方式更容易找出溫度變化的規(guī)律，對(duì)數(shù)據(jù)的分析 更有效。
[0017] 進(jìn)一步改進(jìn)的方案，所述誘注料為高導(dǎo)熱自流誘注料，導(dǎo)熱系數(shù){100 °c， (200°CX24h)} >lOw/m.k。
[0018] 進(jìn)一步改進(jìn)的方案，高導(dǎo)熱自流誘注料包括SiC、剛玉、減水劑、分散劑和含水粘合 劑。
[0019] 進(jìn)一步改進(jìn)的方案，高導(dǎo)熱自流誘注料各配料的重量份數(shù)為：SiC，80~90份；含 水粘合劑，20~30份；剛玉，9~19份；減水劑和分散劑共1份。
[0020] 進(jìn)一步改進(jìn)的方案，在高爐底面圓周均勻分布16組32個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，相應(yīng)的溫度傳感 器為32個(gè)，對(duì)高爐底面16個(gè)方向32個(gè)部位的溫度采集，即能達(dá)到數(shù)據(jù)采集的充分性，又避 免數(shù)據(jù)過多造成不必要的過量運(yùn)算。
[0021] 一種監(jiān)測(cè)高爐上翅爐底溫度變化的裝置的應(yīng)用，其步驟為：
[0022] A、安裝：將32個(gè)溫度傳感器預(yù)埋后，在高爐耐熱基墳與爐底封板之間的縫隙內(nèi)灌 注誘注料；
[0023] B、設(shè)計(jì)溫度、參數(shù)模型：
[0024] 將每組的外測(cè)溫點(diǎn)溫度值設(shè)定為TE"i，內(nèi)測(cè)溫點(diǎn)溫度值設(shè)定為TE"2,則16個(gè)外 測(cè)溫點(diǎn)溫度值依次為TE。。、TEezi、TEwi、TEmi……TE^,相應(yīng)的16個(gè)內(nèi)測(cè)溫點(diǎn)溫度值依次為TE012、TE022、TE032、TE042......TE162;
[0025] 計(jì)算每組測(cè)溫點(diǎn)平均值Tawi，Taw2，
[002引計(jì)算每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)溫度TE^同該組平均值TAWm的差值TD。":
[0029] TDnm=TEnm-TAVGm公式（化）；
[0030] TD。。=TEOII-Tavgi公式（iv);
[0031] 注：n--取值01，02，……，16,表示每組的16個(gè)測(cè)溫點(diǎn)；
[0032] m--取值1，2,分別表示外、內(nèi)測(cè)溫點(diǎn)； 陽〇3引公式Ui)為TDnm的通用公式，公式（iv)W測(cè)溫點(diǎn)TE。11為例的偏差計(jì)算；
[0034] 根據(jù)高爐工藝狀況，測(cè)算出每組測(cè)溫點(diǎn)的最大允許溫差TDmaxi和TDMM2;當(dāng)某個(gè)測(cè) 溫點(diǎn)的TD^的絕對(duì)值大于TDMMm,則該測(cè)溫點(diǎn)發(fā)出"相對(duì)溫差超限報(bào)警"TR?=TRUE: 陽03引if(油SODJ〉= TD組m) TRnm= TR肥公式（V);
[0036] 若測(cè)溫點(diǎn)溫度TEm。大于該組溫度設(shè)定值TSm，則發(fā)出"溫度超限報(bào)警"TA。。： 陽037] if燈Dnm〉=TSm)TAnm=TR肥公式（Vi);
[0038] 每組溫度設(shè)定值TSm根據(jù)生產(chǎn)工藝及高爐特點(diǎn)設(shè)置；
[0039] C、判斷方式：
[0040] 任一測(cè)溫點(diǎn)發(fā)出報(bào)警，即判斷其周近鄰測(cè)溫點(diǎn)是否同時(shí)處于報(bào)警狀態(tài)，若近鄰測(cè) 溫點(diǎn)都報(bào)警，發(fā)出重報(bào)警：即一旦TA。。發(fā)出報(bào)警，需要判斷其近鄰的3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)（TA。im， 1八。+1。，了4。。+1或14。。1)是否報(bào)警，若此4測(cè)溫點(diǎn)同時(shí)報(bào)警，即發(fā)出重報(bào)警，調(diào)整工藝參數(shù)，防止 事故的發(fā)生；例如：TAuw發(fā)出報(bào)警，則判斷TA。41，TAwi,TAw2是否為TRUE,若此4點(diǎn)都為TRUE 則發(fā)出重報(bào)警；
[0041] D、記錄統(tǒng)計(jì)：對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集及記錄，針對(duì)每個(gè)工藝參數(shù)變化制定監(jiān)控曲線。
[0042] 進(jìn)一步的應(yīng)用，所述監(jiān)控曲線包括32個(gè)測(cè)溫點(diǎn)溫度檢測(cè)均值分別與爐頂壓力、送 風(fēng)溫度、爐底板上翅壓力形成的監(jiān)控曲線。
[0043] 進(jìn)一步的應(yīng)用，還包括步驟E:總結(jié)高爐在各種工藝參數(shù)下的爐底溫度變化規(guī)律， W便提供在更高工況條件下的爐底溫度參數(shù)提供工藝參考。 W44] 3.有益效果
[0045] 采用本發(fā)明，具有如下有益效果：
[0046] (1)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)高爐上翅爐底溫度變化的裝置，爐底板的溫度全部來自爐內(nèi)溫 度通過爐缸向爐底板的傳導(dǎo)熱，在正常情況下，爐底溫度是基本恒定的，而一旦發(fā)生因爐底 板上翅引起的爐缸損傷、泄漏煤氣的情況，爐內(nèi)傳遞到爐底的熱量就會(huì)增加，反映出爐底溫 度的增加，而采用預(yù)埋熱電阻檢測(cè)爐底溫度就可W間接反映爐缸爐底狀況。
[0047] (2)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)高爐上翅爐底溫度變化的裝置，環(huán)形擋圈避免誘注時(shí)含水的誘 注料外滲；誘注料能夠有效固定溫度傳感器，避免造成不必要的位移，而影響溫度采集的準(zhǔn) 確性；
[0048] (3)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)高爐上翅爐底溫度變化的裝置，高導(dǎo)熱自流誘注料的抗折強(qiáng)度 和抗壓強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)大，為數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集提供了良好的基礎(chǔ)條件；
[0049] (4)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)高爐上翅爐底溫度變化的裝置，高導(dǎo)熱自流誘注料的成分配比 是發(fā)明人根據(jù)高爐爐底的特殊工況、壓緊裝置和上翅的爐底封板的狹小空間、上翅的爐底 封板上翅力等因素綜合考慮，先擬定誘注料抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)參數(shù)，精屯、選配 配料及配比，經(jīng)過反復(fù)的數(shù)據(jù)采集和驗(yàn)證，最終得出的成分配比；
[0050] (5)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)高爐上翅爐底溫度變化的裝置的應(yīng)用，通過建立爐底溫度與爐 頂壓力、送風(fēng)溫度、爐底板上翅壓力之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，結(jié)合爐底溫度報(bào)警時(shí)各參數(shù)的變化來 尋找規(guī)律，W找出爐底上翅主要原因。
【附圖說明】
[0051] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖2為爐底測(cè)溫點(diǎn)分布圖；
[0053] 圖3為實(shí)施例I中爐底溫度每天均值變化曲線模型；
[0054] 圖4為實(shí)施例1中爐底板所受壓力每天均值變化曲線模型； 陽化5] 圖5為實(shí)施例1中對(duì)應(yīng)爐頂壓力每天均值變化曲線模型；
[0056] 圖6為實(shí)施例1中對(duì)應(yīng)熱風(fēng)溫度每天均值變化曲線模型。
[0057] 示意圖中的標(biāo)號(hào)說明：1、高爐基礎(chǔ)；2、高爐耐熱基墳；3、環(huán)形擋圈；4、爐底封板； 5、誘注料；6、測(cè)溫點(diǎn)；7、爐殼；8、溫度傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0058] 下面結(jié)合具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。 陽059] 實(shí)施例1
[0060] 本實(shí)施例的一種監(jiān)測(cè)高爐上翅爐底溫度變化的裝置，如圖1所示，包括高爐耐熱 基墳2、爐底封板4、測(cè)溫點(diǎn)6、溫度傳感器8、環(huán)形擋圈3和誘注料5,其中：所述測(cè)溫點(diǎn)6設(shè) 置于高爐耐熱基墳2和爐底封板4之間；所述溫度傳感器8填埋于測(cè)溫點(diǎn)6處，并通過引線 9輸出至高爐外部控制系統(tǒng)。所述誘注料5灌注于爐底封板4和高爐耐熱基墳2之間形成 的縫隙內(nèi)、溫度傳感器8周圍；所述環(huán)形擋圈3固定在爐殼7周邊、圍繞在誘注料5周圍。測(cè) 溫點(diǎn)6為2個(gè)/組，在環(huán)形擋圈3至高爐耐熱基墳2和爐底封板4之間的縫隙盡頭均勻設(shè) 置，在高爐底面圓周均勻分布16組32個(gè)測(cè)溫點(diǎn)6,相應(yīng)的溫度傳感器8為32個(gè)。誘注料5 為高導(dǎo)熱自流誘注料，導(dǎo)熱系數(shù){l〇〇°C，（200°CX24h)}為10w/m.k，高導(dǎo)熱自流誘注料各 配料的重量份數(shù)為：SiC, 80份；含水粘合劑，30份；剛玉，9份；減水劑和分散劑共1份。
[0061] 本實(shí)施例的一種監(jiān)測(cè)高爐上翅爐底溫度變化的裝置的應(yīng)用，W-座4000m3高爐為 例，其爐底半徑R= 8990mm，周長56486mm，在其投產(chǎn)6年后出現(xiàn)爐底封板上翅，為分析上翅 原因，設(shè)計(jì)了本實(shí)施例的監(jiān)測(cè)高爐上翅爐底溫度變化的裝置：
[0062] A、安裝：在高爐基礎(chǔ)1上部，圍繞爐底板一周平均分布16個(gè)方向，插入深度分別為 1000 mm和2000mm的2