[发明专利]一种高炉炉缸侧壁的监测方法

说明书

本发明提供了一种高炉炉缸侧壁的监测方法，包括获取炉缸侧壁监测位置的角热流密度以及通过布置在炉缸炭砖中热电偶检测温度值和炉缸内衬的角热流密度计算不同位置处的热阻值并对炉缸侧壁损伤情况进行诊断。本发明方法直接利用温度等现场检测变量变化规律判断高炉炉缸状况，通过不同位置处热阻及其在一定时间内变化速率对炉缸状况进行诊断，可排除现场干扰、炉况波动、冷却条件发生变化等情况带来的误判，且在多种损伤情况同时出现时也可以进行有效诊断。

技术领域

本发明涉及高炉技术领域，具体涉及一种高炉炉缸侧壁的监测方法。

背景技术

钢铁工业是国家工业化的基础，对国民经济发展有着十分重要的作用。高炉炼铁是现代钢铁工业中最主要的生产工艺，随着高炉大型化和冶炼强度的加大，高炉寿命问题也日益突出。高炉炉缸内衬与高温铁水直接接触，相对于其它部位更易受到损伤。在高炉运行过程中，炉缸内衬常见的损伤形式有与热面衬砖侵蚀、炭砖环裂以及填料层气隙等，这些损伤直接影响了炉缸寿命，严重时会导致安全事故。因此，及时了解炉缸内衬损伤状况对于优化高炉操作和延长高炉寿命具有重要意义。

目前，已有的判断方法如下：

如发明专利申请CN101886152A，公开了一种高炉炉缸三维非稳态监测和异常诊断及维护，此专利申请依据布置在内衬炭砖中同一径向方向前后两支热电偶温度和热流密度的变化来判断炉缸出现的损伤情况，比如，当两支热电偶温度升高且热流密度降低则认为出现气隙。该专利方法在多种损伤情况同时发生或伴随有冷却条件变化时，会出现漏判或误判情况。例如，当气隙、环裂、结渣同时出现时，此时两支热电偶测量的温度可能都会升高、热流密度降低，这时，此专利申请只能判断出气隙情况，出现漏判。再如，若炉缸冷却水流量减小，会导致两支热电偶测点温度升高、热流密度减小，按此专利申请的技术方案会误判为气隙。而且，该方法没有对出现的损伤状态定量计算，不能获取具体的损伤程度(气隙厚度、环裂宽度)。

如发明专利CN103088176A公开了一种高炉炉壳气隙的侦测方法，此专利通过有限元计算结果计算炉壳处导热系数的变化来判断气隙情况，计算过程复杂，只能判别气隙情况，且没有计算出现的气隙厚度。

如文章《高炉炉缸温度异常分析与诊断》，为现场中人工对炉缸状况判断的方法，该方法判断依据与发明专利申请CN101886152A相似，对多种可能进行排除，且同样没有对损伤值进行计算。

可见，现有技术中的方法均主要根据预先设置于炭砖中的热电偶温度、冷却水温度等检测数据的变化规律或结合数值计算结果来诊断炉缸损伤情况。但由于不同类型损伤以及冷却条件变化都能对这些检测数据产生影响，而高炉的实际运行过程往往伴随多种因素的变化，在此条件下，现有方法往往会发生误判和漏判，而且现有方法没有对侧壁损伤情况的严重程度进行定量描述。另一方面，实际生产现场环境恶劣存在多种干扰且炉况会发生变动，在此条件下检测数据会受到干扰出现波动进而产生误判。

因此，开发一种操作方便且能得到精准诊断结果的监测方法具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种操作方便且能得到精准诊断结果的高炉炉缸侧壁的监测方法，具体技术方案如下：

一种高炉炉缸侧壁的监测方法，所述高炉炉缸侧壁由内至外包括依次设置的第一砖衬、第二砖衬、第一填料层、冷却壁、第二填料层以及炉壳，第二砖衬内部由炉缸侧壁内侧至外侧方向依次设有第一组测温元件和第二组测温元件，冷却壁内设有冷却水管，监测方法包括以下步骤：

获取炉缸侧壁监测位置的角热流密度，具体通过表达式3)获得：

Q(τ)＝rq(τ) 3)；

其中：Q(τ)为τ时刻炉缸内衬的角热流密度，r为监测位置处圆周对应的半径，q(τ)为τ时刻的热流密度；