PL201060B1 - Sposób kontrolowania szybkości zużycia materiału ogniotrwałego w piecu z wykładziną ogniotrwałą oraz sposób przewidywania kampanii tej wykładziny ogniotrwałej - Google Patents

Sposób kontrolowania szybkości zużycia materiału ogniotrwałego w piecu z wykładziną ogniotrwałą oraz sposób przewidywania kampanii tej wykładziny ogniotrwałej

Info

Publication number
PL201060B1
PL201060B1 PL372891A PL37289103A PL201060B1 PL 201060 B1 PL201060 B1 PL 201060B1 PL 372891 A PL372891 A PL 372891A PL 37289103 A PL37289103 A PL 37289103A PL 201060 B1 PL201060 B1 PL 201060B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
refractory
temperature
metal bath
rate
furnace
Prior art date
Application number
PL372891A
Other languages
English (en)
Other versions
PL372891A1 (pl
Inventor
James Scott Edwards
Jorma Tuppurainen
Original Assignee
Xstrata Queensland Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AUPS1027A external-priority patent/AUPS102702A0/en
Priority claimed from AUPS3192A external-priority patent/AUPS319202A0/en
Application filed by Xstrata Queensland Ltd filed Critical Xstrata Queensland Ltd
Publication of PL372891A1 publication Critical patent/PL372891A1/pl
Publication of PL201060B1 publication Critical patent/PL201060B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/44Refractory linings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00Blast furnaces
    • C21B7/24Test rods or other checking devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/4673Measuring and sampling devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00Arrangement of monitoring devices; Arrangement of safety devices
    • F27D21/0021Devices for monitoring linings for wear
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00Blast furnaces
    • C21B7/04Blast furnaces with special refractories
    • C21B7/06Linings for furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/44Refractory linings
    • C21C2005/448Lining wear indicators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C2005/5288Measuring or sampling devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16Introducing a fluid jet or current into the charge
    • F27D2003/168Introducing a fluid jet or current into the charge through a lance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0003Monitoring the temperature or a characteristic of the charge and using it as a controlling value
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028Regulation
    • F27D2019/0056Regulation involving cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0087Automatisation of the whole plant or activity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/15Tapping equipment; Equipment for removing or retaining slag
    • F27D3/1509Tapping equipment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób kontrolowania szybko sci zu zycia materia lu ogniotrwalego w piecu z wyk ladzin a ogniotrwala. Zgodnie z tym sposobem mierzy si e temperatur e warstwy materia lu ogniotrwa lego, mierzy si e lepko sc k apieli metalowej wewn atrz pieca, nastawia si e temperatur e k apieli metalowej na warto sc optymaln a ustalon a w zale zno sci od temperatury materia lu ogniotrwa lego i lep- ko sci k apieli metalowej, przy czym ta optymalna warto sc odpowiada minimalnej temperaturze zapew- niaj acej zadan a szybko sc spustu k apieli metalowej z pieca. Przedmiotem wynalazku jest równie z spo- sób przewidywania kampanii takiej wyk ladziny ogniotrwa lej. Zgodnie z nim mierzy si e temperatur e materia lu ogniotrwalego i szybko sc zmiany temperatury materia lu ogniotrwa lego, okre sla si e biezac a szybko sc zmniejszania grubo sci wyk ladziny ogniotrwa lej na podstawie zale zno sci mi edzy korozj a materia lu ogniotrwa lego, temperatur a materia lu ogniotrwa lego, szybko scia zmiany temperatury mate- ria lu ogniotrwa lego oraz charakterystyk a wymiany ciep la materia lu ogniotrwa lego. PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 201060 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 372891 (13) (22) Data zgłoszenia: 12.03.2003 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:
12.03.2003, PCT/AU03/00295 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:
18.09.2003, WO03/076858 PCT Gazette nr 38/03 (51) Int.Cl.
F27D 21/04 (2006.01) F27D 1/00 (2006.01)
Opis patentowy przedrukowano ze względu na zauważone błędy
Sposób kontrolowania szybkości zużycia materiału ogniotrwałego w piecu (54) z wykładziną ogniotrwałą oraz sposób przewidywania kampanii tej wykładziny ogniotrwałej
(73) Uprawniony z patentu:
(30) Pierwszeństwo: 12.03.2002,AU,PS1027 XSTRATA QUEENSLAND LIMITED, Brisbane,AU
26.06.2002,AU,PS3192 (72) Twórca(y) wynalazku:
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 08.08.2005 BUP 16/05 James Scott Edwards,Melbourne,Australia Jorma Tuppurainen,Maribyrnong,Australia
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.2009 WUP 03/09 (74) Pełnomocnik: Grabowska Małgorzata, SULIMA GRABOWSKA SIERZPUTOWSKA, BIURO PATENTÓW I ZNAKÓW TOWAROWYCH, sp.j.
(57) Przedmiotem wynalazku jest sposób kontrolowania szybkości zużycia materiału ogniotrwałego w piecu z wykł adziną ogniotrwałą. Zgodnie z tym sposobem mierzy się temperaturę warstwy materiał u ogniotrwałego, mierzy się lepkość kąpieli metalowej wewnątrz pieca, nastawia się temperaturę kąpieli metalowej na wartość optymalną ustaloną w zależności od temperatury materiału ogniotrwałego i lepkości kąpieli metalowej, przy czym ta optymalna wartość odpowiada minimalnej temperaturze zapewniającej żądaną szybkość spustu kąpieli metalowej z pieca. Przedmiotem wynalazku jest również sposób przewidywania kampanii takiej wykładziny ogniotrwałej. Zgodnie z nim mierzy się temperaturę materiału ogniotrwałego i szybkość zmiany temperatury materiału ogniotrwałego, określa się bieżącą szybkość zmniejszania grubości wykładziny ogniotrwałej na podstawie zależności między korozją materiału ogniotrwałego, temperaturą materiału ogniotrwałego, szybkością zmiany temperatury materiału ogniotrwałego oraz charakterystyką wymiany ciepła materiału ogniotrwałego.
PL 201 060 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób kontrolowania szybkości zużycia materiału ogniotrwałego w piecu z wykładziną ogniotrwałą oraz sposób przewidywania kampanii tej wykładziny ogniotrwałej.
Wykładziny i ścianki ogniotrwałe są stosowane przy produkcji żelaza, stali i metali nieżelaznych. Celem wykładzin albo ścianek ogniotrwałych jest utrzymywanie kąpieli metalowej wewnątrz pieca. Kąpiel metalowa może zawierać roztopiony metal, tlenki, żużel i roztopione siarczki. Piec stanowi zazwyczaj stalowa powłoka wyłożona materiałem ogniotrwałym. Materiały ogniotrwałe są typowo krystalicznymi ciałami stałymi o wysokiej temperaturze topnienia, węglikami, węglem albo grafitem, które zostały przetworzone tak, aby mogły być wytrzymałe na wysoką temperaturę i korodujące środowisko wewnątrz pieca oraz utrzymywać kąpiel metalową.
Jakkolwiek materiały ogniotrwałe mają dobrą odporność na korozję, to jednak skrajnie agresywne środowisko wewnątrz pieca powoduje zużycie materiału ogniotrwałego. Eksploatacyjną żywotność materiału ogniotrwałego określa się mianem „kampanii”. Wymiana materiału ogniotrwałego łączy się ze znaczącym kosztem, ponieważ materiał ogniotrwały jest drogi, montaż jest trudny oraz występuje strata związana z przerwą w produkcji, gdy piec jest wyłączony z ruchu. W świetle powyższego trwają nieustające starania mające na celu wydłużenie żywotności materiału ogniotrwałego w trakcie kampanii poprzez opracowanie nowych materiałów ogniotrwałych, oferujących lepsze parametry przy zmniejszonej szybkości zużycia albo krótszym czasie montażu.
Szybkość zużycia materiału ogniotrwałego maleje wraz z malejącą temperaturą wewnątrz pieca. Tym niemniej, w celu spuszczania kąpieli metalowej z pieca przy odpowiednim natężeniu przepływu, kąpiel metalowa musi być utrzymywana w temperaturze wyższej od temperatury krzepnięcia, aby została zachowana wystarczająca lejność.
Temperatura krzepnięcia kąpieli metalowej zależy od konkretnego jej składu. Dla znanego składu kąpieli metalowej temperatura krzepnięcia jest także znana z obliczeń, doświadczeń albo praktyki warsztatowej. Tym samym możliwe jest określenie minimalnej temperatury, przy jakiej lepkość kąpieli metalowej jest wystarczająco niska, (czyli odwrotnie, lejność jest dostatecznie wysoka), aby uzyskać żądane natężenie przepływu podczas spustu. Utrzymując temperaturę pieca możliwie jak najbliższą minimum, minimalizuje się korozję materiału ogniotrwałego, wydłużając w ten sposób kampanię wykładziny.
Niestety, skład kąpieli metalowej wewnątrz pieca będzie się zmieniać w czasie, a wskutek tego w podobny sposób będzie się zmieniać temperatura krzepnięcia. W celu uwzględnienia tego piecem steruje się w taki sposób, aby utrzymywać kąpiel metalową w zadanej temperaturze, obliczonej w taki sposób, że odpowiednia szybkość spustu będzie utrzymana, jeżeli temperatura krzepnięcia znajdzie się na górnej granicy typowych odchyleń od teoretycznej temperatury krzepnięcia. Tym samym, przez większość czasu pracy pieca temperatura kąpieli metalowej jest zwykle wyższa niż jest to konieczne. W efekcie szybkość zużycia materiału ogniotrwałego jest większa niż powinna być, skracając kampanię poniżej teoretycznie idealnej kampanii dla tej wykładziny.
Zgodny z wynalazkiem sposób kontrolowania szybkości zużycia materiału ogniotrwałego w piecu z wykładziną ogniotrwałą charakteryzuje się tym, że mierzy się temperaturę warstwy materiału ogniotrwałego, mierzy się lepkość kąpieli metalowej wewnątrz pieca, nastawia się temperaturę kąpieli metalowej na wartość optymalną ustaloną w zależności od temperatury materiału ogniotrwałego i lepkości kąpieli metalowej, przy czym ta optymalna wartość odpowiada minimalnej temperaturze zapewniającej żądaną szybkość spustu kąpieli metalowej z pieca.
Korzystnie, lepkość kąpieli metalowej określa się wykorzystując pomiar natężenia przepływu podczas jej spustu z pieca.
W innej korzystnej postaci temperaturę materiału ogniotrwałego i natężenie przepływu spustu monitoruje się w sposób ciągły. Zapewnia to regulację optymalnej temperatury nastawy w czasie rzeczywistym.
Korzystnie, temperaturę materiału ogniotrwałego mierzy się w obszarze silnego zużycia pieca.
Czujnik temperatury kąpieli metalowej stanowi co najmniej jeden termoelement stosowany do ciągłego pomiaru temperatury kąpieli metalowej, a czujnik materiału ogniotrwałego stanowi co najmniej jeden innym termoelement stosowany do ciągłego monitorowania temperatury materiału ogniotrwałego.
Korzystnie, szybkość zmiany temperatury materiału ogniotrwałego porównuje się z obliczoną teoretycznie idealną szybkością zmiany temperatury materiału ogniotrwałego, opartą o teoretycznie
PL 201 060 B1 minimalną możliwą szybkość zużycia materiału ogniotrwałego w konkretnych warunkach pracy pieca, w wyniku czego porównanie pomiędzy rzeczywistą szybkością zmiany temperatury materiału ogniotrwałego i monitorowaną wartością lepkości kąpieli metalowej względem teoretycznie idealnej szybkości zmiany temperatury materiału ogniotrwałego i lepkości kąpieli metalowej wykorzystuje się do określania wymaganej nastawy temperatury kąpieli metalowej.
W innej korzystnej postaci, teoretyczną zależność pomiędzy lepkością i temperaturą kąpieli metalowej wyprowadza się z analizy teoretycznego wsadu przed wprowadzeniem do pieca. Alternatywnie, teoretyczną zależność pomiędzy lepkością i temperaturą kąpieli metalowej wyprowadza się z analizy kąpieli metalowej. Przy użyciu tych technik można także oszacować temperaturę krzepnięcia kąpieli metalowej.
Korzystnie, teoretycznie idealną szybkość zmiany temperatury materiału ogniotrwałego oblicza się z oczekiwanej szybkości zużycia wykładziny ogniotrwałej mającej idealną warstwę narostu na powierzchni wewnętrznej. Fachowcy w tej dziedzinie technologii docenią to, że grubość idealnej warstwy narostu będzie zmieniać się w zależności od konkretnego rodzaju kąpieli metalowej. W niektórych przypadkach idealną sytuacją jest całkowite wyeliminowanie warstwy narostu.
W innej postaci wynalazku, poziom kąpieli metalowej wewnątrz pieca mierzy się podczas spustu przy użyciu chłodzonej powietrzem lancy, w wyniku, czego szybkość zmiany poziomu kąpieli metalowej wykorzystuje się do określania natężenia przepływu spustu i tym samym do określania lepkości kąpieli metalowej. W niektórych postaciach, temperaturę materiału ogniotrwałego i/lub temperaturę kąpieli metalowej mierzy się przy użyciu pirometru optycznego. W niektórych postaciach, lepkość kąpieli metalowej mierzy się przy użyciu lepkościomierza z nachyloną płaszczyzną. W dalszej korzystnej postaci, stosuje się wymuszone chłodzenie materiału ogniotrwałego do dalszego zmniejszenia szybkości zużycia materiału ogniotrwałego.
Korzystnie, temperaturę materiału ogniotrwałego i natężenie przepływu spustu monitoruje się okresowo w celu dostarczania odpowiednio obliczanej optymalnej temperatury nastawy, którą następnie porównuje się z mierzoną okresowo temperaturą kąpieli metalowej.
Zgodny z wynalazkiem sposób przewidywania kampanii wykładziny ogniotrwałej w piecu z wykładziną ogniotrwałą charakteryzuje się tym, że mierzy się temperaturę materiału ogniotrwałego i szybkość zmiany temperatury materiału ogniotrwałego, określa się bieżącą szybkość zmniejszania grubości wykładziny ogniotrwałej na podstawie zależności między korozją materiału ogniotrwałego, temperaturą materiału ogniotrwałego, szybkością zmiany temperatury materiału ogniotrwałego oraz charakterystyką wymiany ciepła materiału ogniotrwałego.
Korzystnie, temperaturę materiału ogniotrwałego mierzy się osadzonym czujnikiem temperatury materiału ogniotrwałego.
Korzystnie, jako czujnik temperatury materiału ogniotrwałego stosuje się termoelement typu N.
Ponadto korzystnie stosuje się termoelement osadzony w ustalonym położeniu wewnątrz materiału ogniotrwałego.
Ta szczególna technika pomiaru rzeczywistej szybkości zużycia materiału ogniotrwałego umożliwia dokładne przewidywanie długości kampanii. Pozwala to operatorom na uzyskanie maksymalnego wykorzystania wykładziny ogniotrwałej przed wyłączeniem pieca w celu wymiany materiału ogniotrwałego. Pozwala to również operatorom wykrywać wszelkie odchylenia od normalnego działania, takie jak przyspieszone zużycie materiału ogniotrwałego, i reagować na te zjawiska. Oznacza to, że mogą oni wyśledzić przyczynę odchylenia, skorygować wszelkie nieprawidłowe działania i powrócić do stabilniejszego działania.
Wykorzystując wynalazek, temperaturę kąpieli metalowej reguluje się w sposób ciągły do rzeczywistej minimalnej wartości powyżej temperatury krzepnięcia, która zapewni lepkość kąpieli metalowej odpowiednią dla żądanej szybkości spustu. Dzięki utrzymywaniu temperatury kąpieli metalowej na poziomie minimum, w podobny sposób utrzymuje się szybkość zużycie materiału ogniotrwałego na minimalnym poziomie, co z kolei wydłuża kampanię wykładziny ogniotrwałej.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia piec z wykładziną ogniotrwałą odpowiedni do wykorzystania z wynalazkiem, w przekroju pionowym, fig. 2 - piec z wykładziną ogniotrwałą pokazany na fig. 1 w przekroju A-A, fig. 3 - graficzne porównanie rzeczywistych szybkości zużycia materiału ogniotrwałego uzyskanych z kolejnych kampanii materiału ogniotrwałego w tym samym piecu, przy czym piec pracował według dotychczasowych rozwiązań technicznych w czasie pierwszej kampanii oraz według wynalazku podczas drugiej kampanii.
PL 201 060 B1
Jak pokazano na fig. 1, piec 100 z wykładziną ogniotrwałą składa się ze stalowej obudowy 101 obejmującej wykładzinę ogniotrwałą 102. Temperaturę kąpieli metalowej 106 mierzy się za pomocą termoelementu 105, który wystaje z obudowy 101 do wnętrza pieca w celu „badania” kąpieli metalowej 106.
Temperaturę wykładziny ogniotrwałej 102 monitoruje się za pomocą termoelementów „w cegle”, takich jak pokazane w miejscach 104a, 104b i 104c. Termoelementy „w cegle są osadzone w materiale ogniotrwałym na określonej głębokości. Stosowane czujniki temperatury są na ogół termoelementami typu N, choć można także stosować inne typy termoelementów oraz pirometry optyczne. Termoelementy „w cegle” ustawia się starannie, ponieważ odległość od powierzchni zewnętrznej wpływa na obliczenia wymiany ciepła dla materiału.
Kąpiel metalową spuszcza się z pieca 100 przez blok spustowy 107. Do pomiaru szybkości spustu wykorzystuje się chłodzoną powietrzem lancę 103 opuszczoną do wnętrza pieca. Wykorzystując natężenie przepływu kąpieli metalowej podczas jego spustu z pieca, można oszacować względną lepkość kąpieli metalowej. Poprzez monitorowanie temperatury materiału ogniotrwałego i połączenie tego pomiaru z pomiarem lepkości kąpieli metalowej, wynalazek umożliwia układowi zapewnianie ciągłego kontrolowania szybkości zużycia materiału ogniotrwałego w czasie rzeczywistym. Tradycyjnie, grubość warstwy materiału ogniotrwałego mierzono co miesiąc lub podobnie, wykorzystując sposób ręczny. Comiesięczny pomiar grubości materiału ogniotrwałego (znanej jako „długość cegły”) jest jednak gorszy od kontrolowania w czasie rzeczywistym.
Kontrolowanie szybkości zużycia materiału ogniotrwałego w czasie rzeczywistym umożliwia maksymalizację kampanii wykładziny ogniotrwałej, bez stosowania układów wymuszonego chłodzenia materiału ogniotrwałego.
Do utrzymywania temperatury pieca na minimalnym poziomie wynalazek wykorzystuje zależność pomiędzy szybkością spustu i temperaturą krzepnięcia kąpieli metalowej. Jest rzeczą znaną w przemyśle, że zużycie materiału ogniotrwałego wzrasta, gdy temperatura pieca jest wyższa. Tym niemniej, aby zapewnić możliwość spuszczania kąpieli metalowej z pieca przy dostatecznym natężeniu przepływu, kąpiel metalowa musi mieć wystarczająco wysoką lejność (czyli odwrotnie, wystarczająco niską lepkość).
Jeżeli dany jest teoretyczny skład kąpieli metalowej, można określić teoretyczną temperaturę krzepnięcia i teoretyczną idealną temperaturę nastawy, która jest minimalną temperaturą, przy której kąpiel metalowa ma wystarczająco małą lepkość.
W rzeczywistości skład kąpieli metalowej stale się zmienia i wskutek tego zmienia się także temperatura krzepnięcia kąpieli metalowej. Dlatego też, w celu uwzględnienia wahań składu kąpieli metalowej, powszechną praktyką w przemyśle stało się utrzymywanie temperatury kąpieli metalowej w temperaturze nastawy wyższej niż to jest konieczne. Praktyka ta skraca kampanię materiału ogniotrwałego, co zwiększa koszty produkcji, jak to omówiono wyżej w części zgłoszenia dotyczącej tła wynalazku.
Wynalazek dostarczył możliwości monitorowania zużycia materiału ogniotrwałego poprzez pomiar temperatury materiału ogniotrwałego i szybkości zmiany temperatury materiału ogniotrwałego, a następnie porównywanie tych wartości z teoretycznymi wartościami optymalnymi dla minimalnego zużycia materiału ogniotrwałego, obliczonymi w oparciu o znaną charakterystykę wymiany ciepła dla materiału. Łącząc te informacje z danymi o lepkości kąpieli metalowej obliczonymi w oparciu o natężenie przepływu spustu, można w sposób ciągły regulować temperaturę kąpieli metalowej do optymalnej temperatury nastawy. Optymalna temperatura nastawy stanowi rzeczywistą minimalną temperaturą, przy której lepkość kąpieli metalowej jest wystarczająco mała dla uzyskania efektywnej szybkości spustu. Tym samym temperatura w piecu pozostaje ciągle na rzeczywistym minimalnym poziomie, zmniejszając tym samym szybkość zużycia materiału ogniotrwałego i wydłużając kampanię wykładziny ogniotrwałej.
Fig. 3 przedstawia porównanie rzeczywistych szybkości zużycia materiału ogniotrwałego w kolejnych kampaniach w tym samym piecu. Długość cegły jest miarą grubości materiału ogniotrwałego, a kampanię mierzy się w miesiącach. Podczas kampanii nr 7 piec pracował według technik omówionych w części zgłoszenia dotyczącej tła wynalazku. Wykres zużycia materiału ogniotrwałego podczas kampanii nr 7 przedstawia linia 109.
Podczas kampanii nr 8 piec pracował według wynalazku, a wykres zużycia materiału ogniotrwałego w czasie przedstawia linia 108. Linia 110 jest obliczoną statystycznie linią trendu zużycia materiału ogniotrwałego w trakcie kampanii nr 8, obliczonego przy 79,3 tygodniach w kampanii. Linia trendu wskazuje, że średnia szybkość zużycia podczas kampanii nr 8 wyniesie 1,7 mm na tydzień.
PL 201 060 B1
W przeciwień stwie do tego, zuż ycie materiał u ogniotrwał ego podczas kampanii nr 7 był o w przybliżeniu dwukrotnie większe niż podczas kampanii nr 8. W równoważnych okresach podczas kampanii nr 7 i 8 (79,3 tygodni), długość cegły podczas kampanii nr 7 wyniosła 184 mm, podczas gdy w kampanii nr 8 wynosi ona 314 mm. Jako dalsze odniesienie linia punktowa 111 przedstawia szybkość zużycia 1 mm na tydzień, linia punktowa 112 zaś przedstawia szybkość zużycia 2,24 mm na tydzień.
Dane przedstawione na fig. 3 potwierdzają, że wynalazek zapewnia skuteczny sposób zmniejszania zużycia materiału ogniotrwałego i wydłuża kampanię materiału ogniotrwałego. Względnie bliskie położenie rzeczywistej szybkości zużycia 108 podczas kampanii nr 8 i linii trendu statystycznego 110 jest dalszym wskaźnikiem stopnia kontrolowania szybkości zużycia, jaki zapewnia wynalazek, i zwiększonej dokładności przewidywanej kampanii.
Wynalazek opisano w dokumencie jedynie w charakterze przykładu. Fachowcy w tej dziedzinie z łatwością rozpoznają liczne odmiany i modyfikacje, które nie odchodzą od idei oraz zakresu szerokiej koncepcji wynalazczej.

Claims (19)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób kontrolowania szybkości zużycia materiału ogniotrwałego w piecu z wykładziną ogniotrwałą, znamienny tym, że mierzy się temperaturę warstwy materiału ogniotrwałego, mierzy się lepkość kąpieli metalowej wewnątrz pieca, nastawia się temperaturę kąpieli metalowej na wartość optymalną ustaloną w zależności od temperatury materiału ogniotrwałego i lepkości kąpieli metalowej, przy czym ta optymalna wartość odpowiada minimalnej temperaturze zapewniającej żądaną szybkość spustu kąpieli metalowej z pieca.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że lepkość kąpieli metalowej określa się wykorzystując pomiar natężenia przepływu kąpieli metalowej podczas jej spustu z pieca.
  3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że temperaturę materiału ogniotrwałego i natężenie przepływu spustu monitoruje się w sposób ciągły.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że temperaturę materiału ogniotrwałego mierzy się w obszarze silnego zużycia pieca.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że szybkość zmiany temperatury materiału ogniotrwałego porównuje się z obliczoną teoretycznie idealną szybkością zmiany temperatury materiału ogniotrwałego opartą o teoretycznie minimalną możliwą szybkość zużycia materiału ogniotrwałego w konkretnych warunkach pracy pieca, w wyniku czego porównanie pomiędzy rzeczywistą szybkością zmiany temperatury materiału ogniotrwałego i monitorowaną wartością lepkości kąpieli metalowej względem teoretycznie idealnej szybkości zmiany temperatury materiału ogniotrwałego i lepkości kąpieli metalowej wykorzystuje się do określania wymaganej nastawy temperatury kąpieli metalowej.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że teoretyczną zależność pomiędzy lepkością i temperaturą kąpieli metalowej wyprowadza się z analizy teoretycznego wsadu przed wprowadzeniem do pieca.
  7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że teoretyczną zależność pomiędzy lepkością i temperaturą kąpieli metalowej wyprowadza się z analizy kąpieli metalowej.
  8. 8. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że teoretyczną idealną szybkość zmiany temperatury materiału ogniotrwałego oblicza się z oczekiwanej szybkości zużycia wykładziny ogniotrwałej, mającej idealną warstwę narostu na swej powierzchni wewnętrznej.
  9. 9. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że poziom kąpieli metalowej wewnątrz pieca mierzy się podczas spustu przy użyciu chłodzonej powietrzem lancy, w wyniku czego szybkość zmiany poziomu kąpieli metalowej wykorzystuje się do określania natężenia przepływu spustu i tym samym do określania lepkości kąpieli metalowej.
  10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że temperaturę materiału ogniotrwałego i/lub temperaturę kąpieli metalowej mierzy się przy użyciu pirometru optycznego.
  11. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że lepkość kąpieli metalowej mierzy się przy użyciu lepkościomierza z nachyloną płaszczyzną.
  12. 12. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 10, albo 11, znamienny tym, że stosuje się wymuszone chłodzenie materiału ogniotrwałego do dalszego zmniejszenia szybkości zużycia materiału ogniotrwałego.
    PL 201 060 B1
  13. 13. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosuje się wymuszone chłodzenie materiału ogniotrwałego do dalszego zmniejszenia szybkości zużycia materiału ogniotrwałego.
  14. 14. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się wymuszone chłodzenie materiału ogniotrwałego do dalszego zmniejszenia szybkości zużycia materiału ogniotrwałego.
  15. 15. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że temperaturę materiału ogniotrwałego i natężenie przepływu spustu monitoruje się okresowo w celu dostarczania odpowiednio obliczanej optymalnej temperatury nastawy, którą następnie porównuje się z mierzoną okresowo temperaturą kąpieli metalowej.
  16. 16. Sposób przewidywania kampanii wykładziny ogniotrwałej w piecu z wykładziną ogniotrwałą, znamienny tym, że mierzy się temperaturę materiału ogniotrwałego i szybkość zmiany temperatury materiału ogniotrwałego, określa się bieżącą szybkość zmniejszania grubości wykładziny ogniotrwałej na podstawie zależności między korozją materiału ogniotrwałego, temperaturą materiału ogniotrwałego, szybkością zmiany temperatury materiału ogniotrwałego oraz charakterystyką wymiany ciepła materiału ogniotrwałego.
  17. 17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że temperaturę materiału ogniotrwałego mierzy się osadzonym czujnikiem temperatury materiału ogniotrwałego.
  18. 18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że jako czujnik temperatury materiału ogniotrwałego stosuje się termoelement typu N.
  19. 19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że stosuje się termoelement osadzony w ustalonym położeniu wewnątrz materiału ogniotrwałego.
PL372891A 2002-03-12 2003-03-12 Sposób kontrolowania szybkości zużycia materiału ogniotrwałego w piecu z wykładziną ogniotrwałą oraz sposób przewidywania kampanii tej wykładziny ogniotrwałej PL201060B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPS1027A AUPS102702A0 (en) 2002-03-12 2002-03-12 Control of refractory wear
AUPS3192A AUPS319202A0 (en) 2002-06-26 2002-06-26 Control of refractory wear

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL372891A1 PL372891A1 (pl) 2005-08-08
PL201060B1 true PL201060B1 (pl) 2009-03-31

Family

ID=27805835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL372891A PL201060B1 (pl) 2002-03-12 2003-03-12 Sposób kontrolowania szybkości zużycia materiału ogniotrwałego w piecu z wykładziną ogniotrwałą oraz sposób przewidywania kampanii tej wykładziny ogniotrwałej

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP1497602B1 (pl)
CN (1) CN100535566C (pl)
AP (1) AP1746A (pl)
AU (1) AU2003209816B2 (pl)
BR (1) BR0308390A (pl)
ES (1) ES2674906T3 (pl)
MX (1) MXPA04008859A (pl)
PL (1) PL201060B1 (pl)
RU (1) RU2286523C2 (pl)
WO (1) WO2003076858A1 (pl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL1759024T3 (pl) 2004-04-07 2014-12-31 Outotec Oyj Sposób konwertowania miedzi
RU2516416C1 (ru) * 2012-12-04 2014-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Способ определения степени износа карбидокремниевых блоков для боковой футеровки кожуха алюминиевых электролизеров
US10556598B2 (en) * 2016-11-23 2020-02-11 Ge Global Sourcing Llc Vehicle control systems and methods
CN111279143A (zh) * 2017-12-20 2020-06-12 日本制铁株式会社 电炉的耐火材料损耗管理装置、系统、方法以及存储介质
FR3084662B1 (fr) * 2018-08-01 2022-06-24 Saint Gobain Ct Recherches Detecteur d'usure pour four de verrerie

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU407176A1 (ru) * 1972-06-26 1973-11-21 Чел бинский металлургический завод Способ регулирования температуры футеровки
JPS5816121B2 (ja) * 1974-09-03 1983-03-29 住友金属工業株式会社 レイキヤクバコノ ソンモウソクテイホウホウ
SU850676A1 (ru) * 1979-06-07 1981-07-30 Донецкий Ордена Трудового Красногознамени Политехнический Институт Способ увеличени стойкости футеровкиМНОгОфАзНыХ элЕКТРОпЕчЕй
US4269397A (en) * 1979-08-24 1981-05-26 Bethlehem Steel Corporation Method for measuring the thickness of a refractory in a metallurgical apparatus
SU901289A1 (ru) * 1980-04-21 1982-01-30 Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Способ увеличени стойкости футеровки трехфазных электропечей
JPS60141813A (ja) * 1983-12-28 1985-07-26 Nippon Steel Corp 溶鋼精錬炉の耐火壁管理方法
SU1196662A1 (ru) * 1984-06-25 1985-12-07 Государственный Специализированный Трест "Уралцветметремонт" Способ контрол толщины футеровки металлургической печи
DE3526391A1 (de) * 1985-07-24 1987-02-05 Werner Fischer Verfahren und vorrichtung zur feststellung des verschleisses von feuerfest-steinen
SU1310433A1 (ru) * 1985-09-20 1987-05-15 Запорожский Металлургический Комбинат Им.Орджоникидзе Способ нейтрализации конечного шлака
SU1406445A1 (ru) * 1986-12-01 1988-06-30 Челябинский металлургический комбинат Способ контрол толщины футеровки плавильного агрегата
JP3858285B2 (ja) * 1995-08-21 2006-12-13 住友金属工業株式会社 高炉操業方法
JPH09287009A (ja) * 1996-04-19 1997-11-04 Nippon Steel Corp 高炉操業方法
JPH11316188A (ja) * 1998-04-30 1999-11-16 Zexel:Kk オゾン濃度測定方法
JPH11316118A (ja) * 1998-05-06 1999-11-16 Nippon Steel Corp 耐火物の厚さ推定方法

Also Published As

Publication number Publication date
MXPA04008859A (es) 2005-09-08
EP1497602A1 (en) 2005-01-19
RU2286523C2 (ru) 2006-10-27
AP1746A (en) 2007-05-31
RU2004130306A (ru) 2005-05-10
PL372891A1 (pl) 2005-08-08
BR0308390A (pt) 2005-01-11
EP1497602A4 (en) 2006-03-08
AU2003209816A1 (en) 2003-09-22
EP1497602B1 (en) 2018-04-25
CN1643325A (zh) 2005-07-20
AP2004003133A0 (en) 2004-09-30
AU2003209816B2 (en) 2008-09-04
CN100535566C (zh) 2009-09-02
WO2003076858A1 (en) 2003-09-18
ES2674906T3 (es) 2018-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2664550C (en) Method for coating a cooling element
PL201060B1 (pl) Sposób kontrolowania szybkości zużycia materiału ogniotrwałego w piecu z wykładziną ogniotrwałą oraz sposób przewidywania kampanii tej wykładziny ogniotrwałej
JP6373783B2 (ja) 溶鋼鍋の管理方法
JP3645306B2 (ja) 電気炉設備
KR100338433B1 (ko) 대탕도덮개내화물마모제어장치
KR880002277B1 (ko) 고로
JPH0967607A (ja) 高炉の炉底監視方法
BRPI0308390B1 (pt) Refractory wear control set for installation in a refractory oven and method of control of refractory wear rates within a refractory oven
JPH10280020A (ja) 溶融還元操業方法
JP7126081B1 (ja) 映像装置を備える電気炉を用いた溶鉄の製造方法
Bonte et al. Influence of the coke and burden quality on the productivity of the blast furnace
JP2004052038A (ja) シャフト炉の炉下部内壁形成装置
JPS6137327B2 (pl)
JPH055117A (ja) 冶金用精錬容器内の溶融物レベル検知方法
Kryachko et al. Maintaining the working profile of blast furnaces during service
WO2019042617A1 (en) METHOD FOR DETECTING PREDETERMINED WEAR OF REFRACTORY COATING OF METALLURGIC CONTAINER AND CORRESPONDING REFRACTORY COATING
JPH10245604A (ja) 高炉操業方法
JP2002060811A (ja) 高炉炉内溶融状況の推定方法
JP3299137B2 (ja) 高炉出銑樋
SU407176A1 (ru) Способ регулирования температуры футеровки
JP2002267144A (ja) 廃棄物溶融炉の溶融スラグの出湯方法及び出湯構造
Bol’shakov et al. Predicting the thermal state of the blast-furnace hearth
JP2001335818A (ja) 高炉炉底冷却方法
Simoes et al. The role of copper staves in achieving efficient operation and long blast furnace campaign lifetime
RU2064225C1 (ru) Способ определения параметров разогрева рудно-термической печи после простоя