Способ контроля разгара металлоприемника доменной печи

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству и может быть использовано для контроля состояния футеровки горна и металлоприемника доменных печей. Контроль разгара футеровки осуществляют измеряя температуру по меньшей мере в трех точках по длине каждого блока футеровки в направлении к рабочему пространству печи. При установившейся во времени температуре в каждой точке блока путем экстраполяции определяют температуру наружной и внутренней поверхностей блока и температурный градиент по его длине. Величину разгара блока или нарастания на нем гарниссажа определяют по выражению; приведенному в описании изобретения. 4 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано для контроля состояния футеровки горна и лещади доменных печей.

Известен способ определения температурного поля фундамента доменной печи методом электрического моделирования [1] В данном способе глубину разгара лещади определяют по температуре осевой части фундамента печи. Способ не позволяет контролировать разгар футеровки наиболее уязвимой части печи металлоприемника.

Известен способ диагностирования состояния футеровки металлоприемника по тепловым нагрузкам. В данном способе остаточная толщина огнеупорных блоков металлоприемника рассчитывается по величине теплового потока в подлещадном охлаждении по уравнению [2] δ R где δ толщина блоков, м; λ_c коэффициент теплопроводности блоков, Вт/м˙К; t_м максимальная температура по показаниям подлещадных термопар, К; К коэффициент неравномерности тепловых нагрузок на лещадь; q_п средний тепловой поток по площади подлещадного охлаждения, Вт/м²К; R_л термическое сопротивление бетона и футеровки над термопарой, м˙К/Вт.

Известный способ позволяет контролировать разгар футеровки металлоприемника, но из-за принимаемых при расчете допущений точность последнего невысока. Погрешности при расчете достигают 30% что снижает надежность контроля и безопасность работы печи.

Цель изобретения повышение точности контроля разгара футеровки металлоприемника и надежности работы доменной печи. Для этого при контроле разгара футеровки металлоприемника путем измерения температуры футеровки согласно изобретения температуру измеряют в каждом огнеупорном блоке футеровки металлоприемника не менее, чем в трех точках блока в направлении к оси печи, определяют устанавливающуюся температуру внутренней и наружной поверхностей блоков путем экстраполяции показаний термопар, определяют установившийся температурный градиент по длине блока в направлении к рабочему пространству печи, а изменение длины блока определяют по формуле: ΔL x_o где t_в установившаяся температура внутренней поверхности блока, К; t_н установившаяся температура наружной поверхности блока, К; Х_о начальная длина блока, м;
а температурный градиент по длине блока, К/м.

В отличие от известного в предложенном способе нет необходимости использовать при расчете задаваемые с большой погрешностью величины коэффициентов теплопроводности, неравномерности тепловых нагрузок, среднего теплового потока, термического сопротивления. Вся необходимая для контроля разгара футеровки металлоприемника информация получается с помощью стандартных термопар, установленных в блоках. Оперативный контроль разгара блоков футеровки металлоприемника позволяет принимать меры по наращивают гарнисажа в горне путем применения специальных шихтовых материалов.

На фиг.1 показана схема установки блоков футеровки по окружности металлоприемника; на фиг.2 схема установки термопар по длине блока в направлении к рабочему пространству печи; на фиг.3 кривые изменения температуры в различных точках тела блока по его длине в направлении к рабочему пространству печи (кривые 1-6) и рассчитанная величина изменения длины блока; на фиг.4 линейные зависимости температуры от длины блока, полученные по данным измерения температур в трех точках блока.

П р и м е р. Способ контроля разгара металлоприемника осуществлен на доменной печи N 6 металлургического комбината "Азовсталь". Во время ремонта печи в огнеупорные блоки кладки металлоприемника были зачеканены хромель-алюмелевые термопары (по 6 в каждый блок) в бронированных чехлах типа КТМС, исключающих науглероживание термоэлектродов при их длительной работе (фиг. 2). Контроль разгара начали с момента задувки печи. Вскоре после задувки термопара 6 вышла из строя (фиг.3). После достижения установившейся температуры в теле блока (17-е сутки) путем экстраполяции значений температуры по прямой линии установки температуру внутренней поверхности блока t_в и наружной поверхности блока t_н. Зная исходную длину блока Х_о, определили температурный градиент а по длине блока, равный тангенсу наклона прямой изменения температуры по его длине (фиг.4). Температурный градиент в процессе контроля можно определять, используя известное расстояние между работающими крайними термопарами (фиг.2). Периодически, используя значение температуры внутренней поверхности блока, найденное при первом определении, и определяя новые значения температуры наружной поверхности блока и градиента температуры по его длине рассчитывали величину изменения длины блока ΔL. При разгаре футеровки металлоприемника эта величина отрицательна, а при нарастании гарнисажа на футеровке положительна (верхняя кривая на фиг.3). Расчет величины ΔL вели по выражению:
ΔL x_o
Автоматический контроль разгара футеровки металлоприемника согласно изобретения осуществляют рассчитывая на ЭВМ величину ΔL для каждого блока.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАЗГАРА МЕТАЛЛОПРИЕМНИКА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающий измерение температуры футеровки с помощью термопар, отличающийся тем, что температуру измеряют в каждом огнеупорном блоке футеровки металлоприемника не менее, чем в трех точках в направлении к рабочему пространству печи, определяют установившуюся температуру внутренней и наружной поверхностей блоков путем экстраполяции показаний термопар, определяют установившийся температурный градиент по длине блока в направлении к рабочему пространству печи, а изменение длины блока ΔZ определяют по формуле

где t_в установившаяся температура внутренней поверхности блока, К;
t_н установившаяся температура наружной поверхности блока, К;
X₀ начальная длина блока, м;
a температурный градиент по длине блока, К/м.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4