[发明专利]转炉炉衬耐火材料安全性的实时在线监测系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢转炉安全生产与设备维护技术领域，尤其涉及一种转炉炉衬耐火材料安全性的实时在线监测系统与方法。

背景技术

转炉安全运行是钢铁企业生产顺行的必要保障，在炼钢过程中，转炉炉衬耐火材料会随着冶炼而不断侵蚀，给炼钢生产带来极大的安全隐患，因此在生产过程中需要对转炉炉衬耐火材料安全性进行检测和维护。转炉炉衬耐火材料发生安全隐患的区域主要有转炉炉底、转炉兑铁侧、转炉出钢侧，尤其是底吹供气元件位置与炉底接缝位置，废钢、铁水冲击区。

目前现行工艺对转炉炉底衬耐火材料安全性的检测方法主要有：针对公称容量100t以下的小型转炉的经验式的“推杆法或测液面法”和针对公称容量100t以上的大中型转炉的间歇式的测厚仪测量法；而对于转炉炉身衬耐火材料安全性的检测方法主要有：经验的人工观测和测厚仪测量。以上的方法存在以下的缺点：1)经验因素主导性大，检测时间受人为安排干扰性大；2)不能实现在线实时检测，缺乏实时追踪性，同时检测时间长，影响生产冶炼节奏，需要现场生产调度以配合检测，导致测量仓促影响测量结果；3)测量均为局部取点测量，缺乏对整体的直观全面的测量，对炉身等区域的测量更是乏善可陈，尤其对于溅渣护炉后形成的假炉衬无计可施，维护措施后的效果更是缺乏跟踪。对于电热偶检测方法虽见报道但不见实际应用。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种转炉炉衬耐火材料安全性的实时在线监测系统与方法，用以解决现有检测方法不能实时在线监测、受经验因素影响大、受冶炼生产节奏限制及缺乏维护结果追踪性的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明一个方面提供一种转炉炉衬耐火材料安全性的实时在线监测系统，包括测温单元、数据传送单元、数据处理单元和输出单元，其中所述测温单元具有热温仪，实时采集转炉炉壳温度，并通过数据传送单元传送给数据处理单元；所述数据处理单元具有模型模块和计算模块；其中所述模型模块具有转炉炉型模块和炉衬参数模块，根据所测转炉的炉型和炉衬参数进行设置；所述计算模块具有传热原理公式和经验修正公式，根据设置的所述转炉炉型模块和炉衬参数模块，通过传热原理公式和经验修正公式，将所述测温单元采集的炉壳温度转化成转炉炉衬耐火材料的厚度；所述输出单元输出所述数据处理单元的处理结果。

进一步地，所述数据处理模块还包括安全鉴定模块和专家模块，所述数据处理单元还包括安全鉴定模块和专家模块，其中所述安全鉴定模块具有所测转炉炉衬耐火材料的原始状态厚度，所述安全鉴定模块结合所述计算模块的计算结果计算出转炉炉衬耐火材料厚度变化幅度，并给出炉况判断；所述专家模块具有冶炼经典案例数据库，结合所述炉况判断给出安全生产指导意见。

进一步地，所述测温单元实时采集转炉炉壳温度的采集区域包括：转炉炉底、转炉兑铁侧炉身和转炉出钢侧炉身。

进一步地，所述测温单元实时采集转炉炉壳温度的采集区域包括：转炉吹氧冶炼过程中，采集区域为转炉兑铁侧炉底至熔池液面高度区间的正面炉身区域；出钢过程，采集区域为转炉炉底；出钢结束溅渣前，采集区域为转炉兑铁侧炉身与转炉出钢侧炉身；溅渣结束后，采集区域为转炉炉底、转炉兑铁侧炉身、转炉出钢侧炉身。

进一步地，所述热温仪位置固定，根据转炉炉体的摇动情况获取视角内区域的炉壳温度。

本发明另一方面还提供一种转炉炉衬耐火材料安全性的实时在线监测方法，包括以下步骤：

(1)设置转炉炉型模块和炉衬参数模块；

(2)用测温单元实时采集转炉炉壳温度，并通过数据传送单元传送给数据处理单元；

(3)数据处理单元的计算模块根据传热原理公式和经验修正公式将转炉炉壳温度计算为转炉炉衬耐火材料厚度。

进一步地，所述方法还包括：输入转炉原始炉衬耐火材料厚度，将转炉炉衬耐火材料厚度通过安全鉴定模块与转炉的原始炉衬耐火材料厚度比较计算出转炉炉衬耐火材料厚度变化幅度，并给出炉况判断；将所述炉况判断结果通过专家模块给出安全生产指导意见。

进一步地，所述经验修正公式为根据转炉炉役不同时期和前一炉转炉炉况对传热原理公式修正所得。