一种高炉炉缸象脚侵蚀预防分析方法与流程

本发明涉及一种高炉炉缸象脚侵蚀预防分析方法。

背景技术：

炉缸下部环炭“象脚侵蚀”是高炉短寿甚至炉缸烧穿的主要原因。目前，业界对“象脚侵蚀”的分析、预防是依靠炭砖测温热电偶、降冶强、钛矿护炉等技术措施。

因每层测温热电偶数量有限，不能对每块炭砖做到有效检测，测温盲区较多，所测温度仅能反应该点状态，不能准确的体现周围区域温度情况，特别是在炉役后期不能准确的反馈出炉缸侵蚀状态。而降低冶强、使用钛矿护炉的措施，导致高炉产量降低、燃料消耗升高，直接影响企业经济效益。

技术实现要素：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种高炉炉缸象脚侵蚀预防分析方法，通过设置微小水温差监控、冷却壁循环水管分流跨接、优化与改进送风制度，实现了炉缸象脚侵蚀预防分析方法在1080m³高炉的良好应用,解决了现有技术中存在的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种高炉炉缸象脚侵蚀预防分析方法，包括如下操作步骤：

(1)在炉缸冷却壁二、三、四段的每块冷却壁上设置微小水温差测温仪，实时监测炉缸上述3段冷却壁纵向水温差；

(2)在炉缸一段冷却壁进水管安装智能弯管流量计，测量冷却壁水管流量；

(3)采集步骤(1)显示的纵向水温差并绘制每块冷却壁水温差变化趋势图，计算每块冷却壁的热流强度，并绘制每块冷却壁热流强度变化趋势图，通过热流强度变化趋势调整操作炉型；

(4)根据炉缸象脚区测热电偶反馈数据，结合傅里叶第一定律，每周计算象脚区1150℃凝铁层位置，并绘制炭砖侵蚀变化图，计算炭砖剩余厚度；

(5)象脚侵蚀区热流强度超过10000kcal/m²·h时，实施冷却壁循环水管分流跨接，即：将三段横向垂直铁口90°的冷却壁冷却水分流至四段冷却壁以上，减少基本无环流的区域，人为控制炉缸侵蚀方向，使炉缸圆周均匀；

象脚侵蚀区热流强度超过12000kcal/m²·h、炭砖剩余厚度﹤600mm时，加长侵蚀区上部风口小套长度、缩小进风面积，提高鼓风动能减轻边缘环流。

在步骤(1)中各段冷却壁的一支出水管和进水管上安装水温测量仪，依次安装，兼顾每块冷却壁。

步骤(3)采集步骤(1)显示的纵向水温差并绘制每块冷却壁水温差变化趋势图，对每块冷却壁的谁温差波动形成直观监控；根据q＝0.278×(冷却水流量×4.2×水温差)÷冷却器面积，计算每块冷却壁热流强度，并绘制每块冷却壁热流强度变化趋势图。

热流强度变化存在三类趋势：第一种是呈平缓线性升高趋势，即正常趋势，复合该趋势时，高炉可按原操作制度进行高冶强生产；第二种是突然大幅升高趋势，即炉缸出现异常侵蚀，执行步骤(5)护炉操作；第三种是呈降低趋势，出现该趋势说明过度护炉，需停止护炉。

步骤(4)与步骤(3)结合，根据计算结果判断炭砖侵蚀情况，按步骤(5)操作原则针对性预防。

步骤(5)象脚侵蚀区热流强度超过12000kcal/m²·h、炭砖剩余厚度﹤600mm时，加长侵蚀区上部风口小套长度20-30mm、缩小进风面积：若侵蚀加剧区域对应一个风口区域，进风面积缩小0.011m²，依次累加；提高鼓风动能：基数鼓风动能≥8000kg·m·s^-1，侵蚀加剧区域对应一个风口区域，鼓风动能提高70kg·m·s^-1，对应2个风口，鼓风动能提高140kg·m·s^-1，依次累加；达到减轻边缘环流的目的，减缓象脚侵蚀发展速度。

本发明的有益效果:

该高炉炉缸象脚侵蚀预防分析方法在炉役初期开始监测炉缸侵蚀动态、分析侵蚀成因，避免侵蚀因素累计富集，为高炉长寿奠定基础，并且在炉役后期实现高效、安全生产。

附图说明

图1为本发明分析方法框图；

图2炉缸侵蚀立面图示例；

图3为炉缸侵蚀平面图；

图4为炭砖测温热电偶布置图；

图中，图2炉缸内壁左右两侧位置为象脚侵蚀区域，其展开后如图3平面图，图3中带编号的小圈表示风口及编号；图4中炭砖测温热电偶每30-40°布置一组，一组由三个测温热电偶，其中：ta插入炭砖深度0mm，tb插入炭砖深度100mm，tc插入炭砖深度200mm。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本发明进行详细阐述。

如图1所示的工艺框图，结合图2-3的炉缸侵蚀示意图和图4的炭砖测温热电偶布置图，具体介绍该高炉炉缸象脚侵蚀预防分析方法在实际生产中的具体应用，采用如下操作：

1.高炉新建或大修之际，在炉缸冷却壁二、三、四段安装微小水温差测温仪，在炉缸一段冷却壁进水管安装智能弯管流量计，测量冷却壁水管流量；若高炉正在运行中可选择带压开孔安装。

2.根据每块冷却壁仪表反馈数据，采集显示的纵向水温差并绘制每块冷却壁水温差变化趋势图，对每块冷却壁的谁温差波动形成直观监控；根据q＝0.278×(冷却水流量×4.2×水温差)÷冷却器面积，计算每块冷却壁热流强度，并绘制每块冷却壁热流强度变化趋势图。

热流强度变化存在三类趋势：第一种是呈平缓线性升高趋势，即正常趋势，复合该趋势时，高炉可按原操作制度进行高冶强生产；第二种是突然大幅升高趋势，即炉缸出现异常侵蚀，需执行护炉操作；第三种是呈降低趋势，出现该趋势说明过度护炉，需停止护炉。

3.正常生产期间炉缸每段冷却壁水温差<0.3℃、热流强度<9000kcal/m²·h。

生产过程中，各冷却壁热流强度平缓增长，高炉按正常模式组织生产。某日三段36#冷却壁(如图3中18#风口下方、7层炭砖长度1050mm)热流强度突然升高至11000kcal/m²·h，炭砖三点测温173℃、348℃、521℃，根据计算的炭砖剩余厚度540mm，达到警戒状态。

于是，按照象脚侵蚀区热流强度超过10000kcal/m²·h时，实施冷却壁循环水管分流跨接，将20#、1#风口小套间冷却壁5％的水量分流至四冷却壁上部、同时将10#、11#风口间冷却壁水量减少5％；若18#风口下部热流强度仍持续大幅上升，继续减少20#上述跨接冷却壁水量，直至各冷却壁热流强度升高趋势相近。

4.若三段36#冷却壁热流强度升高至13000kcal/m²·h，炭砖测温236℃、390℃、581℃，根据计算测温点炭砖剩余厚度450mm，高炉休风，将18#风口由φ120mm*l470mm调整为φ115mm*l490mm，送风面积减少0.011m²、鼓风动能由8316kg·m·s^-1升高至8386kg·m·s^-1，同时采取钛矿护炉，铁水ti≥0.12％。

5.在综合采取上述措施条件下，可有效减缓炉缸侵蚀速度。若在实施过程中该冷却壁热流强度呈下降趋势，在热流强度降至10000kcal/m²·h以下时，停止冷却壁跨接水流量，停止钛矿护炉；降至9000kcal/m²·h，将风口调回正常风口。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。