APP下载

监测高炉炉缸温度变化过程的研究

2017-07-04叶小雷周密

建材发展导向 2017年3期
关键词:炉衬铁口炉缸

叶小雷 周密

摘 要:目前,一般操作工人用传统的看、听方法来观察判断高炉炉壳是否发红、鼓包和漏风,发现问题及时采取措施补救,显然这种方法是比较落后的。侧壁存在气隙和铁水环流加剧造成的。通過采取降低冶强,休风堵风口,优化炉外、内操业和钻孔灌浆等措施,成功地解决了炉缸侧壁高的问题。

关键词:监测高炉炉缸温度;变化

近十年来,高炉炉缸炉底是决定高炉一代寿命的限制性关键环节,及时了解和控制炉缸炉底的侵蚀情况非常重要。因此,为了避免炉缸炉底发生严重侵蚀甚至烧穿等重大事故,开发高炉炉缸炉底炉衬侵蚀状态判断的软件是非常有必要的。

1 常用高炉炉衬侵蚀情况的检测方法

1.1 热电偶法

在炉体的不同高度和同一高度的不同位置安放足够数量的测温元件,每个测温元件由长度不等的一组热电偶组成,第一支热电偶伸到炉衬前端。在高炉生产过程中,用最前端的热电偶测量炉内温度及其变化,并通过测温元件各支热电偶的温度测量值,用传热模型在线辨识和修正导热系数。当前端热电偶损坏后,通过后面几支热电偶测量的温度用传热反问题的方法求解出炉衬前端的温度。每个测温元件的前端热电偶损坏时,其埋人炉衬的长度即为该处炉衬的残存厚度。根据专家经验,判断出此处的炉衬损坏程度,采取相应措施进行处理。

1.2 电阻法炉衬测厚

1.2.1 断路型电阻测厚元件。由保护层、连接线路、引线和若干个按一定距离排列的并联电阻所组成,它适用于炉身部位厚度测量,随着炉衬不断被侵蚀,前端的电阻将断路损坏,而使元件的总电阻增大。

1.2.2 短路型电阻测厚元件。由若干个按一定距离排列的电阻所组成,它适用于炉缸部位厚度测量。随着炉衬不断被侵蚀,元件前端将被铁水熔蚀掉,铁水将成为导电回路的一部分,元件的总电阻也随之减少。

1.2.3 复合型电阻测厚元件。上述两种元件按需要进行组合而成,适用于炉腰和炉腹部位厚度测量。

2 系统软件的设计及功能要求

2.1 系统软件的设计

2.1.1 数据库的建立和数据传输接口软件设计。采用在WindowsXP服务器上安装SQL SERVER7.0关系型数据库,建立炉缸监控实时数据的数据库。实现了数据长期、可靠地保存,十分有利于程序设计。为了把实时数据存储到数据库中,使用FORTRAN、JAVA等语言设计应用程序。设计的数据传输接口软件又称为数据网关,它完成了VAX机DECnet网络中实时数据到数据通讯计算机的采集、处理。

2.1.2 实时监控软件的编制。根据高炉炉缸侵蚀监控系统的功能要求,应用Delphi程序设计语言,设计了实时监控软件。该软件通过调用SQL语言设计的数据库存储过程,克服了数据查询等待时间长、容易出现用户等待超时等故障。为维护数据库的安全性,分别定义所有用户的使用权限,并定时备份数据库,便于系统出现故障时,可迅速恢复。

2.2 系统功能要求

该系统在高炉炉缸不同部位增加安装了60支热电偶,在线实时测量、记录炉内不同位置温度的数据,通过对这些记录数据及控制系统内其它控制点数据的采样,并设计、运行相关的模型,实现高炉炉缸侵蚀的实时监控与分析。

高炉炉缸内衬侵蚀状态定制系统的功能要求如下;(1)以分钟时间间隔采集、记录高炉炉缸各温度检测点的瞬时值,通过数据预处理并建立相关的历史数据库。数据库中设计有上、下限监视值、模型要求的相关数据和状态。(2)具有分层棒状图、历史趋势等图形显示功能。显示图形可以向前、后自由翻页,可以压缩或拉伸,能够自由定义时间坐标。(3)根据各点温度及传热理论建立炉底、炉缸等温线数学模型,并用5个剖面图形画面显示。(4)利用原有的生产数据、本项目采集的数据和部分人工输入数据,完成部分数据处理和技术计算,如热负荷计算。(5)实现报表打印,图形、画面拷贝。

3 治理措施及其效果

3.1 强化炉外、炉内操业

维护好铁口是防止侧壁温度波动和保证炉缸长寿的最基本要求。9月初1#铁口处于停沟检修状态。按以往的经验,铁口在休止期间,铁口区域的泥包会被严重冲刷,深度由休止前的3.6m下降到2.7m左右。因此,需要尽快恢复1#铁口具备出铁条件,及时修补泥包。

在以做深铁口为目的的操业上,一是在保证铁沟保温的情况下尽量少出铁;二是开铁口时间间隔为泥包不潮为主要依据,可灵活处理;三是铁口必须保证来风;四是铁口深度连续2炉3.4m以上后,就可以考虑休止出铁。五是提高炮泥质量,稳定铁口操作,适当做深铁口。

3.2 压浆处理

消除气隙,杜绝煤气窜动,降低耐材温度,最有效的方式是进行严格受控条件下的压浆维护。压浆是一项高风险措施。因此,实施前要制定详细的方案,包括灌浆料种、开孔的位置、开孔的直径及深度、灌浆的压力和保压时间等等。

为了消除串煤气对炉缸水温差及侧壁温度的影响,8号高炉炉缸区域进行压力灌浆,包括挖开铁口孔道后加封板,然后对孔道进行钻孔压浆处理;在1#铁口上方,风口大套下方的两块冷却壁之间钻孔灌浆;利用休风机会,把风口大、中套列入常规压浆维护范围;每次铁沟翻修时,铁口泥套需要重新制作,堵住窜煤气外部通道。

4 结语

(1)炉缸局部出现侧壁温度快速升高现象,一般与该区域存在气隙有关。

(2)休风、堵响应区域风口的措施对急剧上升的侧壁温度有叫明显的控制效果,但对整个生产影响比较大,也容易出现重新升高的情况。

(3)压浆可有效消除炉缸气隙,控制侧壁温度,但风险较大,选择合理的灌浆孔和科学控制灌浆过程十分重要。

参考文献

[1] 徐万仁,朱仁良,张龙来等.宝钢2号高炉炉缸侧壁侵蚀原因及控制实践[J].钢铁,2007(01):8-11,16.

[2] 郭宪臻,邹忠平,杨方等.安钢8号高炉炉缸侧壁温度异常偏高的原因分析和处理[A].第八届中国钢铁年会论文集[C].2011.

猜你喜欢

炉衬铁口炉缸
高炉炉缸活性的分析探讨
复吹转炉炉衬维护集成技术的应用
济钢3#1750高炉热酸处理炉缸实践
各类炉衬窖附件、锚固件的专业生产商
一种铁口喷溅的处理方法
冷水江市回收废旧炉衬耐材打造循环产业
欧冶炉铁口状况运行分析
高炉炉缸侵蚀监控系统开发与应用
马钢11号高炉炉缸二层水温差升高的处理
激光测厚系统在120 t转炉炉衬维护中的应用实践