RU2613834C1 - Method for control of air tuyere of blast furnace with thermal insulation from blasting channel - Google Patents

Method for control of air tuyere of blast furnace with thermal insulation from blasting channel Download PDF

Info

Publication number
RU2613834C1
RU2613834C1 RU2015145431A RU2015145431A RU2613834C1 RU 2613834 C1 RU2613834 C1 RU 2613834C1 RU 2015145431 A RU2015145431 A RU 2015145431A RU 2015145431 A RU2015145431 A RU 2015145431A RU 2613834 C1 RU2613834 C1 RU 2613834C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature difference
difference
time interval
average value
incoming
Prior art date
Application number
RU2015145431A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Германович Радюк
Александр Евграфович Титлянов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
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
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Priority to RU2015145431A priority Critical patent/RU2613834C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2613834C1 publication Critical patent/RU2613834C1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/16—Tuyéres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/24—Test rods or other checking devices

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: in method for control of heat insulation state from blasting channel of air tuyere of blast furnace, difference between consumption of incoming and outgoing flow of cooling water for tuyere is defined, average value of incoming and outgoing flows temperatures difference for certain intervals and temperature difference RMS deviation from an average value are calculated, average value of the temperature difference over the current time interval is compared with average value of temperature difference over the preceding time interval, current values of consumption difference of incoming and outgoing flow of cooling water for tuyere are compared with the overall accuracy of measurements of flowmeters, and in case of increase of average value of temperature difference over the current time interval relative to average value of temperature difference over the preceding time interval to a value larger than RMS deviation over the current time interval at difference value of the said consumption of water flows withinthe overall accuracy of measurements of flowmeters, start of heat insulation destruction is recorded, and in case if value of the said water flows difference is larger than the overall accuracy of measurements of flowmeters, tuyere heat insulation burnout is recorded.
EFFECT: invention allows to determine start of thermal insulation destruction from blasting channel of air tuyere of blast furnace.
2 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при эксплуатации воздушных фурм доменных печей с теплоизоляцией со стороны дутьевого канала для определения начала разрушения теплоизоляции.The invention relates to the field of metallurgy and can be used in the operation of air tuyeres of blast furnaces with thermal insulation from the side of the blast channel to determine the beginning of the destruction of thermal insulation.

Известно, что на воздушные фурмы приходится около 30% всех тепловых потерь в доменной печи. При этом в обычных условиях работы доменной печи через рыльную часть, наружный и внутренний стаканы фурмы уходит, соответственно, порядка 18, 36 и 46% тепла с охлаждающей фурму водой. Одним из путей снижения данных тепловых потерь является установка теплоизоляции с низкой теплопроводностью со стороны дутьевого канала. Трудности эксплуатации фурм с такой теплоизоляцией объясняются тем, что материал теплоизоляции обладает ограниченной термостойкостью и через определенное количество остановок доменной печи, вызванных заменой фурм, могут появиться трещины в теплоизоляции и начаться процесс ее разрушения. В результате эффективность теплоизоляции снижается, и ее разрушение может привести к разрушению фурмы.It is known that air lances account for about 30% of all heat losses in a blast furnace. Moreover, under normal operating conditions of the blast furnace, about 18, 36 and 46% of the heat with cooling water to the tuyere is expelled, respectively, through the back part, the outer and inner glasses of the lance. One of the ways to reduce these heat losses is to install heat insulation with low heat conductivity from the side of the blow channel. The difficulties in using tuyeres with such thermal insulation are explained by the fact that the thermal insulation material has limited heat resistance and after a certain number of stops of the blast furnace caused by the replacement of tuyeres, cracks in the thermal insulation may appear and the process of its destruction can begin. As a result, the effectiveness of thermal insulation is reduced, and its destruction can lead to the destruction of the lance.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является способ контроля работы воздушной фурмы доменной печи, включающий определение разности температур входящего и выходящего потоков охлаждающей фурму воды (патент №2243265 РФ, C21B 7/10, 04.11.02).Closest in technical essence to the present invention is a method of controlling the operation of an air lance of a blast furnace, which includes determining the temperature difference of the incoming and outgoing flows of the cooling lance of water (RF patent No. 2243265, C21B 7/10, 04.11.02).

Недостатком данного технического решения является то, что оно позволяет определить только прогар фурмы и не применимо для определения начала разрушения теплоизоляции.The disadvantage of this technical solution is that it allows you to determine only burnout tuyeres and is not applicable to determine the beginning of the destruction of thermal insulation.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является определение начала разрушения теплоизоляции со стороны дутьевого канала воздушной фурмы доменной печи.The technical result of the invention is to determine the beginning of the destruction of thermal insulation from the blast channel of the air lance of the blast furnace.

Технический результат достигается тем, что в способе контроля работы воздушной фурмы доменной печи с теплоизоляцией со стороны дутьевого канала, включающем определение разности температур входящего и выходящего потоков охлаждающей фурму воды, определяют разность расходов входящего и выходящего потоков охлаждающей фурму воды, вычисляют среднее значение и среднеквадратическое отклонение разности температур входящего и выходящего потоков за определенные равные интервалы времени, а при увеличении среднего значения разности температур относительно среднего значения за предыдущий интервал времени на величину более среднеквадратического отклонения при разности расходов в пределах погрешности измерения регистрируют начало разрушения теплоизоляции.The technical result is achieved by the fact that in the method of controlling the operation of the air tuyere of a blast furnace with heat insulation from the side of the blast channel, which includes determining the temperature difference between the incoming and outgoing flows of the cooling tuyere of water, the difference in the flow rates of the incoming and outgoing flows of the cooling tuyere of water is calculated, and the mean value and standard deviation are calculated the temperature difference of the incoming and outgoing flows for certain equal time intervals, and with an increase in the average value of the difference in temperature p relative to the average value for the previous time interval by the amount of more than standard deviation with a flow difference within the measurement error, the beginning of the destruction of the thermal insulation is recorded.

Определение разности расходов входящего и выходящего потоков охлаждающей фурму воды является необходимой операцией, позволяющей в совокупности с определением разности температур входящего и выходящего потоков однозначно отличить разрушение теплоизоляции от различных причин разрушения фурмы, например прогара.The determination of the difference in the flow rates of the incoming and outgoing flows of the cooling water lance is a necessary operation, which, together with the determination of the temperature difference between the incoming and outgoing flows, unambiguously distinguishes the destruction of thermal insulation from various causes of destruction of the lance, for example burnout.

Интервал времени, в течение которого вычисляют среднее значение и среднеквадратическое отклонение разности температур входящего и выходящего потоков охлаждающей фурму воды, определяется стабильностью работы печи. Для печей, работающих без нарушения технологических режимов, в качестве интервала времени можно использовать сутки. Вычисление среднего значения и среднеквадратического отклонения разности температур за сутки является рациональным, поскольку выборка значений разности температур за этот интервал времени является вполне представительной с учетом возможных остановок печи для замены фурм и в течение этого интервала времени фурма с поврежденной теплоизоляцией может вполне работать без создания аварийных ситуаций.The time interval during which the average value and the standard deviation of the temperature difference between the incoming and outgoing flows of the cooling lance of the water are calculated is determined by the stability of the furnace. For furnaces operating without disrupting technological conditions, a day can be used as a time interval. The calculation of the average value and standard deviation of the temperature difference per day is rational, since the selection of the temperature difference over this time interval is quite representative taking into account possible stops of the furnace to replace the tuyeres, and during this time interval a tuyere with damaged thermal insulation can work without emergency situations .

При сравнении средних значений разности температур за текущий и предыдущий интервал времени учитывают среднеквадратическое отклонение за текущий интервал времени, т.к. изменение состояния теплоизоляции характеризуется работой печи в настоящий момент.When comparing the average values of the temperature difference for the current and previous time interval, the standard deviation for the current time interval is taken into account, since a change in the state of thermal insulation is characterized by the operation of the furnace at the moment.

Разность расходов входящего и выходящего потоков охлаждающей фурму воды стремится к нулю, поэтому принята в пределах погрешности измерения.The difference in the flow rates of the incoming and outgoing flows of the cooling tuyere of water tends to zero, therefore, it is accepted within the measurement error.

Все эти признаки в совокупности обеспечивают достижение технического результата.All these features together provide the achievement of a technical result.

Состояние разности расходов за пределами погрешности измерения соответствует прогару фурмы.The state of the difference in costs beyond the measurement error corresponds to burnup of the lance.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Воздушную фурму с теплоизоляцией со стороны дутьевого канала устанавливают в доменную печь. С использованием термопар измеряют температуру на входе и выходе из фурменного прибора и определяют разность измерений. С помощью расходомеров измеряют расход входящей и выходящей воды и также определяют разность измерений. Показатели фиксируют через выбранный шаг в пределах определенного интервала времени, например каждый час. Вычисляют среднее значение разности температур за определенный интервал времени, например сутки, а также среднеквадратическое отклонение значений разности температур от среднего значения. Сравнивают среднее значение разности температур за текущий интервал времени со средним значением разности температур за предыдущий интервал. Также сравнивают текущее значение разности расходов с суммарной погрешностью измерительных приборов. В случае увеличения среднего значения разности температур за текущий интервал времени по сравнению со средним значением разности температур за предыдущий интервал на величину более среднеквадратического отклонения за текущий интервал времени при значении разности расходов в пределах суммарной погрешности приборов регистрируют начало разрушения теплоизоляции. При значении разности расходов более суммарной погрешности приборов регистрируют прогар фурмы.An air lance with thermal insulation from the side of the blow channel is installed in a blast furnace. Using thermocouples, the temperature at the inlet and outlet of the tuyere device is measured and the difference in measurements is determined. Using flow meters, the flow rate of the inlet and outlet water is measured and the difference of the measurements is also determined. The indicators are fixed at the selected step within a certain time interval, for example, every hour. The average temperature difference is calculated for a certain time interval, for example, a day, as well as the standard deviation of the temperature difference from the average value. Compare the average value of the temperature difference for the current time interval with the average value of the temperature difference for the previous interval. Also compare the current value of the difference in costs with the total error of the measuring instruments. In the case of an increase in the average value of the temperature difference over the current time interval compared to the average value of the temperature difference for the previous interval by a value of the standard deviation for the current time interval, at the value of the flow difference within the total error of the devices, the beginning of thermal insulation destruction is recorded. When the value of the difference in costs more than the total error of the devices register burnout tuyeres.

Пример.Example.

Воздушную фурму с теплоизоляцией со стороны дутьевого канала установили в доменную печь. Значения температур и расходов входящей и выходящей воды фиксировали каждый час. Средние значения и среднеквадратические отклонения разности температур входящего и выходящего потоков вычисляли за сутки. Среднее значение разности температур за 180 сутки составило 5°C, а среднеквадратическое отклонение - 0,5°C. Значения разности расходов не превышали 0,4 м3/ч, погрешность расходомеров составила ±0,4 м3/ч. На 181 сутки работы фурмы среднее значение разности температур составило 5,8°C, а среднеквадратическое отклонение - 0,6°C. Значения разности расходов не превышали 0,6 м3/ч. Было зарегистрировано начало разрушения теплоизоляции, но было принято решение о продолжении работы фурмы. На 224 сутки работы фурмы среднее значение разности температур составило 6,5°C, а среднеквадратическое отклонение - 0,8°C. Значение разности расходов составило 1,0 м3/ч, что соответствовало прогару фурмы. Фурма была заменена на новую.An air lance with thermal insulation from the side of the blow channel was installed in a blast furnace. The values of temperatures and flow rates of incoming and outgoing water were recorded every hour. The average values and standard deviations of the temperature difference between the incoming and outgoing flows were calculated per day. The average temperature difference over 180 days was 5 ° C, and the standard deviation was 0.5 ° C. The values of the difference in costs did not exceed 0.4 m 3 / h, the error of the flow meters was ± 0.4 m 3 / h. On the 181 day of the lance operation, the average temperature difference was 5.8 ° C, and the standard deviation was 0.6 ° C. The values of the difference in costs did not exceed 0.6 m 3 / h. The beginning of the destruction of thermal insulation was recorded, but a decision was made to continue the operation of the lance. On the 224th day of the lance operation, the average value of the temperature difference was 6.5 ° C, and the standard deviation was 0.8 ° C. The value of the difference in costs was 1.0 m 3 / h, which corresponded to burnout of the lance. The lance has been replaced by a new one.

Определение начала разрушения теплоизоляции является сигналом для более тщательного контроля за состоянием фурмы в процессе дальнейшей эксплуатации, чтобы избежать аварийных ситуаций.Determining the beginning of the destruction of thermal insulation is a signal for more careful monitoring of the condition of the lance during further operation in order to avoid emergency situations.

Claims (2)

1. Способ контроля состояния теплоизоляции со стороны дутьевого канала воздушной фурмы доменной печи, включающий определение разности температур входящего и выходящего потоков охлаждающей фурму воды, отличающийся тем, что определяют разность расходов входящего и выходящего потоков охлаждающей фурму воды, вычисляют среднее значение разности температур входящего и выходящего потоков за определенные равные интервалы времени и среднеквадратическое отклонение разности температур от среднего значения, сравнивают среднее значение разности температур за текущий интервал времени со средним значением разности температур за предыдущий интервал времени, сравнивают текущее значение разности расходов входящего и выходящего потоков охлаждающей фурму воды с суммарной погрешностью измерений расходомеров и в случае увеличения среднего значения разности температур за текущий интервал времени относительно среднего значения разности температур за предыдущий интервал времени на величину более среднеквадратического отклонения за текущий интервал времени при значении разности упомянутых расходов потоков воды в пределах суммарной погрешности измерения расходомерами регистрируют начало разрушения теплоизоляции, а в случае значения разности упомянутых расходов потоков воды более суммарной погрешности измерения расходомерами регистрируют прогар теплоизоляции фурмы.1. The method of monitoring the state of thermal insulation from the side of the blast channel of the air tuyere of a blast furnace, including determining the temperature difference between the incoming and outgoing flows of the cooling tuyere of water, characterized in that they determine the difference in the flow rates of the incoming and outgoing streams of the cooling tuyere of water, and calculate the average temperature difference of the incoming and outgoing flows for certain equal time intervals and the standard deviation of the temperature difference from the average value, compare the average value of different These temperatures for the current time interval with the average value of the temperature difference for the previous time interval, compare the current value of the difference in the flow rates of the incoming and outgoing flows of the cooling tuyere of water with the total measurement error of the flow meters and in the case of an increase in the average temperature difference over the current time interval relative to the average value of the temperature difference for the previous time interval by a value greater than the standard deviation for the current time interval with the value of the difference and the aforementioned flow rates of water flows within the total measurement error of the flow meters record the beginning of the destruction of the insulation, and in the case of a difference in the aforementioned flow rates of water flows more than the total measurement error of the flow meters burnout of the lance insulation. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вычисляют среднее значение и среднеквадратическое отклонение разности температур входящего и выходящего потоков за каждые сутки.2. The method according to p. 1, characterized in that the average value and the standard deviation of the temperature difference of the incoming and outgoing flows for each day are calculated.
RU2015145431A 2015-10-22 2015-10-22 Method for control of air tuyere of blast furnace with thermal insulation from blasting channel RU2613834C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145431A RU2613834C1 (en) 2015-10-22 2015-10-22 Method for control of air tuyere of blast furnace with thermal insulation from blasting channel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145431A RU2613834C1 (en) 2015-10-22 2015-10-22 Method for control of air tuyere of blast furnace with thermal insulation from blasting channel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2613834C1 true RU2613834C1 (en) 2017-03-21

Family

ID=58452995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015145431A RU2613834C1 (en) 2015-10-22 2015-10-22 Method for control of air tuyere of blast furnace with thermal insulation from blasting channel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2613834C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56105407A (en) * 1980-01-24 1981-08-21 Fuji Electric Co Ltd System for detecting leakage of cooling water in tuyere of shaft furnace
SU1122703A1 (en) * 1983-08-22 1984-11-07 Особое проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Черметавтоматика" Automatic control and alarm system for monitoring burning-through of air tuyeres
SU1234437A1 (en) * 1984-02-22 1986-05-30 Kozoderov Viktor Method of determining burn-through of blast furnace air tuyeres
RU2061054C1 (en) * 1992-06-23 1996-05-27 Малое коллективное предприятие "Домна" Device for detection of injuries of cooled members of blast furnace
RU2243265C2 (en) * 2001-11-14 2004-12-27 Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью С Иностранными Инвестициями "Доникс" Method of detection of burn-out in cooled thermal unit
CN203360468U (en) * 2013-06-03 2013-12-25 上海梅山钢铁股份有限公司 Emergency fetching water fixing device at blast furnace tuyere region

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56105407A (en) * 1980-01-24 1981-08-21 Fuji Electric Co Ltd System for detecting leakage of cooling water in tuyere of shaft furnace
SU1122703A1 (en) * 1983-08-22 1984-11-07 Особое проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Черметавтоматика" Automatic control and alarm system for monitoring burning-through of air tuyeres
SU1234437A1 (en) * 1984-02-22 1986-05-30 Kozoderov Viktor Method of determining burn-through of blast furnace air tuyeres
RU2061054C1 (en) * 1992-06-23 1996-05-27 Малое коллективное предприятие "Домна" Device for detection of injuries of cooled members of blast furnace
RU2243265C2 (en) * 2001-11-14 2004-12-27 Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью С Иностранными Инвестициями "Доникс" Method of detection of burn-out in cooled thermal unit
CN203360468U (en) * 2013-06-03 2013-12-25 上海梅山钢铁股份有限公司 Emergency fetching water fixing device at blast furnace tuyere region

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104404187B (en) A kind of Wall of Blast Furnace thickness of the slag crust monitoring system and method
JP5798746B2 (en) Method and apparatus for measuring at least one of a physical quantity such as temperature, flow rate or pressure of a coolant flowing through an individual cooling element flow path of a cooling element of a metallurgical furnace
RU2613834C1 (en) Method for control of air tuyere of blast furnace with thermal insulation from blasting channel
CN106319118A (en) Method for prolonging service life of copper cooling wall of blast furnace
CN203365358U (en) Experimental apparatus for adhering slag on blast furnace copper cooling stave
RU2604549C1 (en) Method of determining moment of replacement of air tuyere of blast furnace with heat insulation of inner shell
CN111518975A (en) Blast furnace tuyere small sleeve damage monitoring method and system
CN110453023B (en) Blast furnace hearth elephant foot erosion prevention and analysis method
TWI450969B (en) Method for estimating termperature of iron water of a blast furnace
CN106868249B (en) The decision-making system and method for metallurgical furnace furnace lining safety based on temperature pre-warning mechanism
JP7307341B2 (en) Furnace gas pressure fluctuation detection method
CN106048117A (en) Method for simply determining furnace temperature of iron making blast furnace
JP5007945B2 (en) Estimation method of electric furnace slag coating thickness by unsteady heat transfer analysis
KR101412403B1 (en) Dropping judgment method of charging material into blast furnace
CN202297641U (en) Portable blast furnace cooling water temperature detection device
JP5547799B2 (en) Hot gas feed method to shaft furnace
KR101605206B1 (en) Appartus for controlling hot-air temperature in hot stove system
TWI818606B (en) System and method for monitoring temperature of carbon brick of furnace
JP5862470B2 (en) Blast furnace resting method
JP2019535995A (en) Measuring device and measuring method of hot water surface height
RU2243265C2 (en) Method of detection of burn-out in cooled thermal unit
SU998513A2 (en) Method for measuring level of liquid phases in hearth of shaft furnace
JP4181075B2 (en) Early detection method for blast furnace hearth temperature level
CN104946830A (en) Method of judging whether bosh and waist of blast furnace thicken
KR101246461B1 (en) Judgment method for central area of blast furnace

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201023