監(jiān)測(cè)高爐爐缸溫度變化過程的研究

葉小雷　周密

摘 要：目前，一般操作工人用傳統(tǒng)的看、聽方法來觀察判斷高爐爐殼是否發(fā)紅、鼓包和漏風(fēng)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施補(bǔ)救，顯然這種方法是比較落后的。側(cè)壁存在氣隙和鐵水環(huán)流加劇造成的。通過采取降低冶強(qiáng)，休風(fēng)堵風(fēng)口，優(yōu)化爐外、內(nèi)操業(yè)和鉆孔灌漿等措施，成功地解決了爐缸側(cè)壁高的問題。

關(guān)鍵詞：監(jiān)測(cè)高爐爐缸溫度；變化

近十年來，高爐爐缸爐底是決定高爐一代壽命的限制性關(guān)鍵環(huán)節(jié)，及時(shí)了解和控制爐缸爐底的侵蝕情況非常重要。因此，為了避免爐缸爐底發(fā)生嚴(yán)重侵蝕甚至燒穿等重大事故，開發(fā)高爐爐缸爐底爐襯侵蝕狀態(tài)判斷的軟件是非常有必要的。

1 常用高爐爐襯侵蝕情況的檢測(cè)方法

1.1 熱電偶法

在爐體的不同高度和同一高度的不同位置安放足夠數(shù)量的測(cè)溫元件，每個(gè)測(cè)溫元件由長(zhǎng)度不等的一組熱電偶組成，第一支熱電偶伸到爐襯前端。在高爐生產(chǎn)過程中，用最前端的熱電偶測(cè)量爐內(nèi)溫度及其變化，并通過測(cè)溫元件各支熱電偶的溫度測(cè)量值，用傳熱模型在線辨識(shí)和修正導(dǎo)熱系數(shù)。當(dāng)前端熱電偶損壞后，通過后面幾支熱電偶測(cè)量的溫度用傳熱反問題的方法求解出爐襯前端的溫度。每個(gè)測(cè)溫元件的前端熱電偶損壞時(shí)，其埋人爐襯的長(zhǎng)度即為該處爐襯的殘存厚度。根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)，判斷出此處的爐襯損壞程度，采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。

1.2 電阻法爐襯測(cè)厚

1.2.1 斷路型電阻測(cè)厚元件。由保護(hù)層、連接線路、引線和若干個(gè)按一定距離排列的并聯(lián)電阻所組成，它適用于爐身部位厚度測(cè)量，隨著爐襯不斷被侵蝕，前端的電阻將斷路損壞，而使元件的總電阻增大。

1.2.2 短路型電阻測(cè)厚元件。由若干個(gè)按一定距離排列的電阻所組成，它適用于爐缸部位厚度測(cè)量。隨著爐襯不斷被侵蝕，元件前端將被鐵水熔蝕掉，鐵水將成為導(dǎo)電回路的一部分，元件的總電阻也隨之減少。

1.2.3 復(fù)合型電阻測(cè)厚元件。上述兩種元件按需要進(jìn)行組合而成，適用于爐腰和爐腹部位厚度測(cè)量。

2 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)及功能要求

2.1 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

2.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和數(shù)據(jù)傳輸接口軟件設(shè)計(jì)。采用在WindowsXP服務(wù)器上安裝SQL SERVER7.0關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，建立爐缸監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)長(zhǎng)期、可靠地保存，十分有利于程序設(shè)計(jì)。為了把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，使用FORTRAN、JAVA等語(yǔ)言設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸接口軟件又稱為數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，它完成了VAX機(jī)DECnet網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)通訊計(jì)算機(jī)的采集、處理。

2.1.2 實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的編制。根據(jù)高爐爐缸侵蝕監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求，應(yīng)用Delphi程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件。該軟件通過調(diào)用SQL語(yǔ)言設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)過程，克服了數(shù)據(jù)查詢等待時(shí)間長(zhǎng)、容易出現(xiàn)用戶等待超時(shí)等故障。為維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性，分別定義所有用戶的使用權(quán)限，并定時(shí)備份數(shù)據(jù)庫(kù)，便于系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可迅速恢復(fù)。

2.2 系統(tǒng)功能要求

該系統(tǒng)在高爐爐缸不同部位增加安裝了60支熱電偶，在線實(shí)時(shí)測(cè)量、記錄爐內(nèi)不同位置溫度的數(shù)據(jù)，通過對(duì)這些記錄數(shù)據(jù)及控制系統(tǒng)內(nèi)其它控制點(diǎn)數(shù)據(jù)的采樣，并設(shè)計(jì)、運(yùn)行相關(guān)的模型，實(shí)現(xiàn)高爐爐缸侵蝕的實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析。

高爐爐缸內(nèi)襯侵蝕狀態(tài)定制系統(tǒng)的功能要求如下；（1）以分鐘時(shí)間間隔采集、記錄高爐爐缸各溫度檢測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)值，通過數(shù)據(jù)預(yù)處理并建立相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)計(jì)有上、下限監(jiān)視值、模型要求的相關(guān)數(shù)據(jù)和狀態(tài)。（2）具有分層棒狀圖、歷史趨勢(shì)等圖形顯示功能。顯示圖形可以向前、后自由翻頁(yè)，可以壓縮或拉伸，能夠自由定義時(shí)間坐標(biāo)。（3）根據(jù)各點(diǎn)溫度及傳熱理論建立爐底、爐缸等溫線數(shù)學(xué)模型，并用5個(gè)剖面圖形畫面顯示。（4）利用原有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、本項(xiàng)目采集的數(shù)據(jù)和部分人工輸入數(shù)據(jù)，完成部分?jǐn)?shù)據(jù)處理和技術(shù)計(jì)算，如熱負(fù)荷計(jì)算。（5）實(shí)現(xiàn)報(bào)表打印，圖形、畫面拷貝。

3 治理措施及其效果

3.1 強(qiáng)化爐外、爐內(nèi)操業(yè)

維護(hù)好鐵口是防止側(cè)壁溫度波動(dòng)和保證爐缸長(zhǎng)壽的最基本要求。9月初1#鐵口處于停溝檢修狀態(tài)。按以往的經(jīng)驗(yàn)，鐵口在休止期間，鐵口區(qū)域的泥包會(huì)被嚴(yán)重沖刷，深度由休止前的3.6m下降到2.7m左右。因此，需要盡快恢復(fù)1#鐵口具備出鐵條件，及時(shí)修補(bǔ)泥包。

在以做深鐵口為目的的操業(yè)上，一是在保證鐵溝保溫的情況下盡量少出鐵；二是開鐵口時(shí)間間隔為泥包不潮為主要依據(jù)，可靈活處理；三是鐵口必須保證來風(fēng)；四是鐵口深度連續(xù)2爐3.4m以上后，就可以考慮休止出鐵。五是提高炮泥質(zhì)量，穩(wěn)定鐵口操作，適當(dāng)做深鐵口。

3.2 壓漿處理

消除氣隙，杜絕煤氣竄動(dòng)，降低耐材溫度，最有效的方式是進(jìn)行嚴(yán)格受控條件下的壓漿維護(hù)。壓漿是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)措施。因此，實(shí)施前要制定詳細(xì)的方案，包括灌漿料種、開孔的位置、開孔的直徑及深度、灌漿的壓力和保壓時(shí)間等等。

為了消除串煤氣對(duì)爐缸水溫差及側(cè)壁溫度的影響，8號(hào)高爐爐缸區(qū)域進(jìn)行壓力灌漿，包括挖開鐵口孔道后加封板，然后對(duì)孔道進(jìn)行鉆孔壓漿處理；在1#鐵口上方，風(fēng)口大套下方的兩塊冷卻壁之間鉆孔灌漿；利用休風(fēng)機(jī)會(huì)，把風(fēng)口大、中套列入常規(guī)壓漿維護(hù)范圍；每次鐵溝翻修時(shí)，鐵口泥套需要重新制作，堵住竄煤氣外部通道。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）爐缸局部出現(xiàn)側(cè)壁溫度快速升高現(xiàn)象，一般與該區(qū)域存在氣隙有關(guān)。

（2）休風(fēng)、堵響應(yīng)區(qū)域風(fēng)口的措施對(duì)急劇上升的側(cè)壁溫度有叫明顯的控制效果，但對(duì)整個(gè)生產(chǎn)影響比較大，也容易出現(xiàn)重新升高的情況。

（3）壓漿可有效消除爐缸氣隙，控制側(cè)壁溫度，但風(fēng)險(xiǎn)較大，選擇合理的灌漿孔和科學(xué)控制灌漿過程十分重要。

參考文獻(xiàn)

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