CN110387450A - 对高炉炉缸侵蚀进行监测的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种对高炉炉缸侵蚀进行监测的装置及方法，包括安装于高炉炉缸冷却壁之间的热电偶、高炉过程检测系统，热电偶安装在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙，采用多支热电偶分五‑七层不同方位进行埋设，铁口下方第四层至第八层碳砖开始，每层增加10‑21个埋设点，铁口上方分零‑两层，每层增加4‑12个埋设点；热电偶连接炉缸温度采集系统，通过ControlNet总线方式与高炉过程检测系统进行通讯，将温度信号传至高炉值班室，炉缸温度采集系统设置温度报警系统，温度报警系统在检测炉缸温度超过控制值时进行报警。其优点是实现了对炉役后期的高炉炉缸侵蚀情况进行实时监控，促进高炉对炉缸劣化趋势进行分析，为高炉采取护炉措施、判断护炉效果提供数据依据。
Description
技术领域
本发明涉及炼铁设备制造技术领域，特别涉及一种对高炉炉缸侵蚀进行监测的装置及方法。
背景技术
高炉炉缸所使用的耐火材料的侵蚀状况是影响高炉寿命的关键，目前对侵蚀情况的监控方法，是通过在高炉建设初期在耐火材料内部埋设热电偶，通过监控温度来判断。
但是，随着高炉炉役进入中后期，原先安装的炉缸温度检测热电偶已基本损坏，且无法修复，对炉役后期的高炉生产安全产生极大威胁。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能够对高炉炉役后期的炉缸侵蚀情况进行监控的对高炉炉缸侵蚀进行监测的装置及方法。
本发明的解决方案是这样的：
一种对高炉炉缸侵蚀进行监测的装置，包括安装于高炉炉缸冷却壁之间的热电偶、接收热电偶传送信号的高炉过程检测系统，所述热电偶安装在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙，采用多支热电偶分五——七层不同方位进行埋设，铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加10-21个埋设点，铁口上方分零——两层，每层增加4-12个埋设点；所述热电偶连接炉缸温度采集系统，通过ControlNet总线方式与高炉过程检测系统进行通讯，将温度信号传至高炉值班室。
更具体的技术方案还有：所述炉缸温度采集系统设置温度报警系统，所述温度报警系统在检测炉缸温度超过控制值时，进行温度超高声光报警。
进一步的：所述热电偶采用81支，分五——七层不同方位进行埋设，其中铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加10-21个埋设点；共计50-105个埋设点；铁口上方分零——两层，每层增加4-12个埋设点，共计8-24个埋设点。
所述热电偶埋设时钻孔深度为：
进一步的：（1）炉缸钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度50mm=370mm；
（2）炉底钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度150mm=470mm。
进一步的：所述热电偶采用柔性热电偶，K型，测温范围0-1300℃，直径￠3-8mm，长度500-1000mm。
进一步的：所述的炉缸温度采集系统包括多个DCS控制柜，所述热电偶连接DCS控制柜，DCS控制柜的输出通过总线方式连接高炉本体DCS控制系统。
一种对高炉炉缸侵蚀进行监测的方法，其特征在于：包括步骤：
（1）热电偶安装步骤：将热电偶安装在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙，采用多支热电偶分五——七层不同方位进行埋设，铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加10-21个埋设点，铁口上方分零——两层，每层增加4-12个埋设点；
（2）热电偶温度采集步骤：采用炉缸温度采集系统对步骤（1）安装后的热电偶进行炉缸温度采集，通过ControlNet总线方式与高炉过程检测系统进行通讯，并将温度信号传至高炉值班室进行显示；
（3）炉缸温度监控步骤：在高炉值班室监控电脑上，设计增加炉缸温度实时监控画面、历史曲线画面；
（4）温度超高报警步骤：当检测炉缸温度超过控制值时，进行温度超高声光报警。
更具体的技术方案还有：所述步骤（1）中，热电偶的埋设方法为：热电偶采用柔性热电偶，K型，测温范围0-1300℃，直径￠3-8mm，长度500-1000mm，共81支，在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙进行重新开孔，分五——七层不同方位进行埋设，其中铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加10-21个埋设点；共计50-105个埋设点；铁口上方分零——两层，每层增加4-12个埋设点，共计8-24个埋设点；热电偶埋设时钻孔深度为：
（1）炉缸钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度50mm=370mm；
（2）炉底钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度150mm=470mm。
本发明的优点是：
1、实现了对炉役后期的高炉炉缸侵蚀情况进行实时监控。
2、促进高炉对炉缸劣化趋势进行分析。
3、为高炉采取护炉措施、判断护炉效果提供数据依据。
附图说明
图1是本发明用于1500m3的高炉的炉缸热电偶布置示意图。
图2是高炉7.392米炉底热电偶分布图。
图3是高炉7.793米炉缸热电偶分布图。
图4是高炉8.184米炉缸热电偶分布图。
图5是高炉8.595米炉缸热电偶分布图。
图6是高炉8.996米炉缸热电偶分布图。
图7是高炉11.001、11.604米炉缸热电偶分布图。
图8是热电偶温度采集系统原理图
附图中：黑色圆点为热电偶1。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括安装于高炉炉缸冷却壁之间的热电偶1、接收热电偶传送信号的高炉过程检测系统，所述热电偶1安装在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙，采用多支热电偶分五——七层不同方位进行埋设，铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加10-21个埋设点，铁口上方分零——两层，每层增加4-12个埋设点；所述热电偶连接炉缸温度采集系统，通过ControlNet总线方式与高炉过程检测系统进行通讯，将温度信号传至高炉值班室。
如图2-7所示，具体的安装为：
1、重新钻孔安装新的温度监控热电偶81支。利用高炉休风机会，在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙进行重新开孔，分五——七层不同方位埋设81支热电偶并重新灌浆。
（1）钻孔深度：
炉缸钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度50mm=370mm
炉底钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度150mm=470mm
（2）热电偶选型
选用柔性热电偶，K型，测温范围0-1300℃，直径￠3-8mm，长度500-1000mm。选用柔性热电偶，主要是针对炉底环境复杂，安装空间有限，可以进行随意弯曲。
（3）热电偶安装选点及数量
铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加10-21个埋设点；共计50-105个埋设点；
铁口上方分零——两层，每层增加4-12个埋设点，共计8-24个埋设点；
每层热电偶1的埋设以周边均布为原则，如果在均布点有障碍物，则偏离障碍物附近埋设。
（4）对于部分局部区域温度偏高的位置，加装热电偶，如图3中的TE713，在该区域的温度偏高，因此在此区域增加安装TE713热电偶；同理，图4中的TE801也为局部增加安装的热电偶。
2、如图8所示，设计增加炉缸温度采集系统。在现场增加4面DCS控制柜，将热电偶信号采集进入DCS控制系统，并通过ControlNet总线方式与高炉原过程检测系统进行通讯，实现将温度信号传至高炉值班室。设备清单如下：
3、设计炉缸温度监控画面。在高炉值班室过程监控电脑上，设计增加炉缸温度实时监控画面、历史曲线画面。
4、设计温度报警系统。当检测炉缸温度超过控制值时，进行温度超高声光报警。
如图8所示，本发明一种对高炉炉缸侵蚀进行监测的方法，包括步骤：
（1）热电偶安装步骤：将热电偶安装在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙，采用多支热电偶分五——七层不同方位进行埋设，铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加10-21个埋设点，铁口上方分零——两层，每层增加4-12个埋设点；
热电偶的埋设方法为：热电偶采用柔性热电偶，K型，测温范围0-1300℃，直径￠3-8mm，长度500-1000mm，共81支，在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙进行重新开孔，分五——七层不同方位进行埋设，其中铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加10-21个埋设点；共计50-105个埋设点；铁口上方分零——两层，每层增加4-12个埋设点，共计8-24个埋设点；热电偶埋设时钻孔深度为：
1）炉缸钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度50mm=370mm；
2）炉底钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度150mm=470mm。
（2）热电偶温度采集步骤：采用炉缸温度采集系统对步骤（1）安装后的热电偶进行炉缸温度采集，通过ControlNet总线方式与高炉过程检测系统进行通讯，并将温度信号传至高炉值班室进行显示；
（3）炉缸温度监控步骤：在高炉值班室监控电脑上，设计增加炉缸温度实时监控画面、历史曲线画面；
（4）温度超高报警步骤：当检测炉缸温度超过控制值时，进行温度超高声光报警。
上述实施例应用于本公司炼铁厂的3#、4#、5#、6#高炉，实现对炉缸侵蚀情况进行监控。
（1）2015年，5#炉通过该监控方式发现炉缸温度超高，于4月23日至 7月14日停炉大修。
（2）2017年，6#炉在停炉检修时，采用该方式埋设了新的热电偶，于6月27日复产，7月6日发现东面铁口冷却壁温度突升，7月7日最高温度达473℃，通过及时采取护炉措施，借助对炉缸温度的变化趋势进行判断，及时掌握炉缸安全运行情况，有效防止炉缸烧穿事故。
下面以本发明实施于1500m3的高炉为例，说明一个详细的实施例：
热电偶1安装在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙，采用多支热电偶分七层不同方位进行埋设，铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加13个埋设点，铁口上方分两层，每层增加8个埋设点；所述热电偶连接炉缸温度采集系统，通过ControlNet总线方式与高炉过程检测系统进行通讯，将温度信号传至高炉值班室。
如图2-7所示，具体的安装为：
1、重新钻孔安装新的温度监控热电偶81支。利用高炉休风机会，在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙进行重新开孔，分7层不同方位埋设81支热电偶并重新灌浆。
（1）钻孔深度：
炉缸钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度50mm=370mm
炉底钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度150mm=470mm
（2）热电偶选型
选用柔性热电偶，K型，测温范围0-1300℃，直径￠3mm，长度1000mm。选用柔性热电偶，主要是针对炉底环境复杂，安装空间有限，可以进行随意弯曲。
（3）热电偶安装选点及数量
铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加13个埋设点；共计65个埋设点；
铁口上方分两层，每层增加8个埋设点，共计16个埋设点；
每层热电偶1的埋设以周边均布为原则，如果在均布点有障碍物，则偏离障碍物附近埋设。
（4）对于部分局部区域温度偏高的位置，加装热电偶，如图3中的TE713，在该区域的温度偏高，因此在此区域增加安装TE713热电偶；同理，图4中的TE801也为局部增加安装的热电偶。
2、如图8所示，设计增加炉缸温度采集系统。在现场增加4面DCS控制柜，将热电偶信号采集进入DCS控制系统，并通过ControlNet总线方式与高炉原过程检测系统进行通讯，实现将温度信号传至高炉值班室。设备清单如下：
3、设计炉缸温度监控画面。在高炉值班室过程监控电脑上，设计增加炉缸温度实时监控画面、历史曲线画面。
4、设计温度报警系统。当检测炉缸温度超过控制值时，进行温度超高声光报警。
如图8所示，本发明一种对高炉炉缸侵蚀进行监测的方法，包括步骤：
（5）热电偶安装步骤：将热电偶安装在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙，采用多支热电偶分七层不同方位进行埋设，铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加13个埋设点，铁口上方分两层，每层增加8个埋设点；
热电偶的埋设方法为：热电偶采用柔性热电偶，K型，测温范围0-1300℃，直径￠3mm，长度1000mm，共81支，在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙进行重新开孔，分七层不同方位进行埋设，其中铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加13个埋设点；共计65个埋设点；铁口上方分两层，每层增加8个埋设点，共计16个埋设点；热电偶埋设时钻孔深度为：
1）炉缸钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度50mm=370mm；
2）炉底钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度150mm=470mm。
（6）热电偶温度采集步骤：采用炉缸温度采集系统对步骤（1）安装后的热电偶进行炉缸温度采集，通过ControlNet总线方式与高炉过程检测系统进行通讯，并将温度信号传至高炉值班室进行显示；
（7）炉缸温度监控步骤：在高炉值班室监控电脑上，设计增加炉缸温度实时监控画面、历史曲线画面；
温度超高报警步骤：当检测炉缸温度超过控制值时，进行温度超高声光报警。
Claims (8)
1.一种对高炉炉缸侵蚀进行监测的装置，包括安装于高炉炉缸冷却壁之间的热电偶、接收热电偶传送信号的高炉过程检测系统，其特征在于：所述热电偶安装在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙，采用多支热电偶分五——七层不同方位进行埋设，铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加10-21个埋设点，铁口上方分零——两层，每层增加4-12个埋设点；所述热电偶连接炉缸温度采集系统，通过ControlNet总线方式与高炉过程检测系统进行通讯，将温度信号传至高炉值班室。
2.根据权利要求1所述的对高炉炉缸侵蚀进行监测的装置，其特征在于：所述炉缸温度采集系统设置温度报警系统，所述温度报警系统在检测炉缸温度超过控制值时，进行温度超高声光报警。
3.根据权利要求1所述的对高炉炉缸侵蚀进行监测的装置，其特征在于：所述热电偶采用50-129支，分五——七层不同方位进行埋设，其中铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加10-21个埋设点；共计50-105个埋设点；铁口上方分零——两层，每层增加4-12个埋设点，共计0-24个埋设点。
4.根据权利要求1或3所述的对高炉炉缸侵蚀进行监测的装置，其特征在于：所述热电偶埋设时钻孔深度为：
炉缸钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度50mm=370mm；
炉底钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度150mm=470mm。
5.根据权利要求1或3或4所述的对高炉炉缸侵蚀进行监测的装置，其特征在于：所述热电偶采用柔性热电偶，K型，测温范围0-1300℃，直径￠3-8mm，长度500-1000mm。
6.根据权利要求1所述的对高炉炉缸侵蚀进行监测的装置，其特征在于：所述的炉缸温度采集系统包括多个DCS控制柜，所述热电偶连接DCS控制柜，DCS控制柜的输出通过总线方式连接高炉本体DCS控制系统。
7.一种对高炉炉缸侵蚀进行监测的方法，其特征在于：包括步骤：
热电偶安装步骤：将热电偶安装在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙，采用多支热电偶分五——七层不同方位进行埋设，铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加10-21个埋设点，铁口上方分零——两层，每层增加4-12个埋设点；
热电偶温度采集步骤：采用炉缸温度采集系统对步骤（1）安装后的热电偶进行炉缸温度采集，通过ControlNet总线方式与高炉过程检测系统进行通讯，并将温度信号传至高炉值班室进行显示；
炉缸温度监控步骤：在高炉值班室监控电脑上，设计增加炉缸温度实时监控画面、历史曲线画面；
温度超高报警步骤：当检测炉缸温度超过控制值时，进行温度超高声光报警。
8.根据权利要求6所述的对高炉炉缸侵蚀进行监测的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，热电偶的埋设方法为：热电偶采用柔性热电偶，K型，测温范围0-1300℃，直径￠3-8mm，长度500-1000mm，共81支，在高炉炉缸冷却壁之间的缝隙进行重新开孔，分七层不同方位进行埋设，其中铁口下方第四层——第八层碳砖开始，每层增加10-21个埋设点；共计50-105个埋设点；铁口上方分零——两层，每层增加4-12个埋设点，共计8-24个埋设点；热电偶埋设时钻孔深度为：
炉缸钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度50mm=370mm；
（2）炉底钻孔深度=炉壳+灌浆料+冷却壁+碳素捣打料+碳砖开孔深度150mm=470mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20191029 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |