一种监测高炉上翘炉底温度变化的装置及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于高炉设备技术领域，具体说是一种监测高炉上翅炉底溫度变化的装置 及其应用。
【背景技术】
[0002] 全球大型炼铁高炉随高炉冶炼生产的变化，部分高炉会出现了炉底板上翅，上翅 炉底板会随着高炉炉龄增加而加剧；形变严重会造成炉缸损伤、泄漏煤气直接影响到人身 及设备安全。目前对炉底板上翅成因国内外尚无明确定性，同时炉底板上升应力随高炉炉 内顶压、送风溫度、炉顶溫度、气溫、用料负荷及用料结构等工艺参数等关系亦没有定量测 量数据。故现阶段多数高炉因炉底板上翅造成高炉未能全负荷、全顶压运行，达不到经济运 行的目标。
[0003] 因炉底板过度上翅较为明显导致的后果是：
[0004] 1、高炉炉壳上涨； 阳0化]2、炉顶煤气导出管波纹管变形；
[0006] 3、炉顶称量罐与上层平台梁干设称重受影响；
[0007] 4、十层冷却壁外部配管受平台挤压焊缝漏水；
[0008] 5、风口平面抬高，送风支管上翅，发生送风支管烧穿事故等。
[0009] 中国专利公开号〔化043132174，公开日2015.01.28，公开了一种高炉炉底，主要 为了提供一种密封性更好、避免高炉底板上翅、防止炉底烧穿的高炉炉底。该发明高炉炉 底，包括下封板、混凝±基墳、W及上封板，在所述混凝±基墳和所述炉壳之间设置有碳素 捣打料，在所述上封板和所述混凝±基墳的上表面之间设置有冷却水管。该发明高炉炉底 的上封板和下封板形成高炉炉底的两道密封防线，提高了高炉炉底的密封性能。混凝±基 墳与上、下封板形成刚性箱体，相较于现有技术中的底板上方仅有炉底满铺碳砖来说，更能 够抵抗下封板的上翅，即抵抗底板的上翅。将冷却水管设置在上封板的下方，避免了炉底冷 却水管破裂造成炉底烧穿的重大事故发生。该发明通过高炉炉底的改进并将冷却水管设置 在上封板的下方来避免由于高炉底板上翅造成炉底冷却水管破裂，但并没有对已经发生高 炉底板上翅的问题进行有效解决。
【发明内容】
[0010] 1.发明要解决的技术问题
[0011] 针对现有技术中存在高炉底板上翅造成重大安全隐患和重大经济损失的问题，本 发明提供了一种监测高炉上翅炉底溫度变化的装置及其应用。它可W实现利用溫度检测装 置，在线连续检测高炉炉底溫度变化，提供多测量点实时数据便于对炉底溫度变化进行分 析的目的。同时利用溫度数据对炉顶压力、送风溫度、炉底板上翅压力等进行数据比对分析 并建立相对应的模型，从而利用模型监控及保护高炉炉底设备安全运行的前提下，为高炉 冶炼安全生产提供技术支持，并为高炉冶炼生产强化经济技术指标提高数据分析，为找准 炉底板上翅的原因，提供数据分析。 阳〇1引 2.技术方案
[0013] 为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
[0014] 一种监测高炉上翅炉底溫度变化的装置，包括高炉耐热基墳和炉底封板，还包括 测溫点和溫度传感器，其中：所述测溫点设置于高炉耐热基墳和炉底封板之间；所述溫度 传感器填埋于测溫点处，并通过引线输出至高炉外部控制系统。
[0015] 进一步的方案，还包括环形挡圈和诱注料；所述诱注料灌注于炉底封板和高炉耐 热基墳之间形成的缝隙内、溫度传感器周围；所述环形挡圈固定在炉壳周边、围绕在诱注料 周围。
[0016] 进一步的方案，所述测溫点为2个/组，在环形挡圈至高炉耐热基墳和炉底封板之 间的缝隙尽头均匀设置，运种等距离分布方式更容易找出溫度变化的规律，对数据的分析 更有效。
[0017] 进一步改进的方案，所述诱注料为高导热自流诱注料，导热系数{100 °c， (200°CX24h)} >lOw/m.k。
[0018] 进一步改进的方案，高导热自流诱注料包括SiC、刚玉、减水剂、分散剂和含水粘合 剂。
[0019] 进一步改进的方案，高导热自流诱注料各配料的重量份数为：SiC，80~90份；含 水粘合剂，20~30份；刚玉，9~19份；减水剂和分散剂共1份。
[0020] 进一步改进的方案，在高炉底面圆周均匀分布16组32个测溫点，相应的溫度传感 器为32个，对高炉底面16个方向32个部位的溫度采集，即能达到数据采集的充分性，又避 免数据过多造成不必要的过量运算。
[0021] 一种监测高炉上翅炉底溫度变化的装置的应用，其步骤为：
[0022] A、安装：将32个溫度传感器预埋后，在高炉耐热基墳与炉底封板之间的缝隙内灌 注诱注料；
[0023] B、设计溫度、参数模型：
[0024] 将每组的外测溫点溫度值设定为TE"i，内测溫点溫度值设定为TE"2,则16个外 测溫点溫度值依次为TE。。、TEezi、TEwi、TEmi……TE^,相应的16个内测溫点溫度值依次为TE012、TE022、TE032、TE042......TE162;
[0025] 计算每组测溫点平均值Tawi，Taw2，
[002引计算每个测溫点溫度TE^同该组平均值TAWm的差值TD。":
[0029] TDnm=TEnm-TAVGm公式（化）；
[0030] TD。。=TEOII-Tavgi公式（iv);
[0031] 注：n--取值01，02，……，16,表示每组的16个测溫点；
[0032] m--取值1，2,分别表示外、内测溫点； 阳〇3引公式Ui)为TDnm的通用公式，公式（iv)W测溫点TE。11为例的偏差计算；
[0034] 根据高炉工艺状况，测算出每组测溫点的最大允许溫差TDmaxi和TDMM2;当某个测 溫点的TD^的绝对值大于TDMMm,则该测溫点发出"相对溫差超限报警"TR?=TRUE: 阳03引if(油SODJ〉= TD組m) TRnm= TR肥公式（V);
[0036] 若测溫点溫度TEm。大于该组溫度设定值TSm，则发出"溫度超限报警"TA。。： 阳037] if灯Dnm〉=TSm)TAnm=TR肥公式（Vi);
[0038] 每组溫度设定值TSm根据生产工艺及高炉特点设置；
[0039] C、判断方式：
[0040] 任一测溫点发出报警，即判断其周近邻测溫点是否同时处于报警状态，若近邻测 溫点都报警，发出重报警：即一旦TA。。发出报警，需要判断其近邻的3个测溫点（TA。im， 1八。+1。，了4。。+1或14。。1)是否报警，若此4测溫点同时报警，即发出重报警，调整工艺参数，防止 事故的发生；例如：TAuw发出报警，则判断TA。41，TAwi,TAw2是否为TRUE,若此4点都为TRUE 则发出重报警；
[0041] D、记录统计：对实时数据进行采集及记录，针对每个工艺参数变化制定监控曲线。
[0042] 进一步的应用，所述监控曲线包括32个测溫点溫度检测均值分别与炉顶压力、送 风溫度、炉底板上翅压力形成的监控曲线。
[0043] 进一步的应用，还包括步骤E:总结高炉在各种工艺参数下的炉底溫度变化规律， W便提供在更高工况条件下的炉底溫度参数提供工艺参考。 W44] 3.有益效果
[0045] 采用本发明，具有如下有益效果：
[0046] (1)本发明的监测高炉上翅炉底溫度变化的装置，炉底板的溫度全部来自炉内溫 度通过炉缸向炉底板的传导热，在正常情况下，炉底溫度是基本恒定的，而一旦发生因炉底 板上翅引起的炉缸损伤、泄漏煤气的情况，炉内传递到炉底的热量就会增加，反映出炉底溫 度的增加，而采用预埋热电阻检测炉底溫度就可W间接反映炉缸炉底状况。
[0047] (2)本发明的监测高炉上翅炉底溫度变化的装置，环形挡圈避免诱注时含水的诱 注料外渗；诱注料能够有效固定溫度传感器，避免造成不必要的位移，而影响溫度采集的准 确性；
[0048] (3)本发明的监测高炉上翅炉底溫度变化的装置，高导热自流诱注料的抗折强度 和抗压强度高，导热系数大，为数据的准确采集提供了良好的基础条件；
[0049] (4)本发明的监测高炉上翅炉底溫度变化的装置，高导热自流诱注料的成分配比 是发明人根据高炉炉底的特殊工况、压紧装置和上翅的炉底封板的狭小空间、上翅的炉底 封板上翅力等因素综合考虑，先拟定诱注料抗折强度、抗压强度和导热系数参数，精屯、选配 配料及配比，经过反复的数据采集和验证，最终得出的成分配比；
[0050] (5)本发明的监测高炉上翅炉底溫度变化的装置的应用，通过建立炉底溫度与炉 顶压力、送风溫度、炉底板上翅压力之间的数据关联，结合炉底溫度报警时各参数的变化来 寻找规律，W找出炉底上翅主要原因。
【附图说明】
[0051] 图1为本发明的结构示意图；
[0052] 图2为炉底测溫点分布图；
[0053] 图3为实施例I中炉底溫度每天均值变化曲线模型；
[0054] 图4为实施例1中炉底板所受压力每天均值变化曲线模型； 阳化5] 图5为实施例1中对应炉顶压力每天均值变化曲线模型；
[0056] 图6为实施例1中对应热风溫度每天均值变化曲线模型。
[0057] 示意图中的标号说明：1、高炉基础；2、高炉耐热基墳；3、环形挡圈；4、炉底封板； 5、诱注料；6、测溫点；7、炉壳；8、溫度传感器。
【具体实施方式】
[0058] 下面结合具体的实施例，对本发明作详细描述。 阳059] 实施例1
[0060] 本实施例的一种监测高炉上翅炉底溫度变化的装置，如图1所示，包括高炉耐热 基墳2、炉底封板4、测溫点6、溫度传感器8、环形挡圈3和诱注料5,其中：所述测溫点6设 置于高炉耐热基墳2和炉底封板4之间；所述溫度传感器8填埋于测溫点6处，并通过引线 9输出至高炉外部控制系统。所述诱注料5灌注于炉底封板4和高炉耐热基墳2之间形成 的缝隙内、溫度传感器8周围；所述环形挡圈3固定在炉壳7周边、围绕在诱注料5周围。测 溫点6为2个/组，在环形挡圈3至高炉耐热基墳2和炉底封板4之间的缝隙尽头均匀设 置，在高炉底面圆周均匀分布16组32个测溫点6,相应的溫度传感器8为32个。诱注料5 为高导热自流诱注料，导热系数{l〇〇°C，（200°CX24h)}为10w/m.k，高导热自流诱注料各 配料的重量份数为：SiC, 80份；含水粘合剂，30份；刚玉，9份；减水剂和分散剂共1份。
[0061] 本实施例的一种监测高炉上翅炉底溫度变化的装置的应用，W-座4000m3高炉为 例，其炉底半径R= 8990mm，周长56486mm，在其投产6年后出现炉底封板上翅，为分析上翅 原因，设计了本实施例的监测高炉上翅炉底溫度变化的装置：
[0062] A、安装：在高炉基础1上部，围绕炉底板一周平均分布16个方向，插入深度分别为 1000 mm和2000mm的2