专利名称：高炉炉壁冷却制度优化模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于高炉长寿技术领域，用于模拟高炉炉壁冷却状态，以研究高炉炉壁冷却制度和冷却效果，提高高炉的使用寿命。
背景技术：
为延长高炉炉龄，现普遍对高炉炉衬采用水冷，降低炉壁碳砖温度，同时在炉壁内部形成凝渣层，以延长高炉使用寿命。炉壁冷却的方式有多种，比如水冷壁和炉壁洒水冷却等。影响冷却因素有很多，比如冷却水流量、流速、水温以及冷却壁的结构等，在实际应用时，冷却制度的制定都是凭经验确定，对该冷却制度的优劣难以评估。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高炉炉壁冷却制度优化模拟装置，以克服目前冷却制度优劣难以评估的问题，可用于评估高炉冷却制度，以确定最佳冷却方式。
如附图所示，本装置由进水管1、水池2、总阀门3、水泵4、分阀门5、流量计6、输水管7、测温计8、水泵9、测温计10、回水池11、喷淋铁壳12、试样测试热偶13、试验炉(试样)14、电阻炉15、炉温热偶16、电缆17、控制柜18、喷头19组成。水池通过输水管连接到喷头，输水管上顺序安装总阀门、水泵、分阀门、流量计和测温计；其后是试样，试样的一端通过粘接剂与喷淋铁壳紧密接触，喷头将冷却水喷洒在铁壳上对试样进行冷却，试样的另一端伸入电阻炉炉膛进行加热；热电偶分布于试样的内部，通过补偿导线与检测仪表相连，控制柜通过电缆与电阻炉相连。试样内部的温度分布由热电偶测定，通过改变冷却方式寻找最佳冷却制度。
本装置的最大特点是可通过改变炉温来模拟不同炉壁厚度下的冷却情况，其原理如下 q----通过试样的热流密度w/m2t热----碳砖热面温度(近似等于实验炉温)℃；t30----碳砖内部距冷面30mm处的温度℃；s----实验中碳砖实际厚度mm；s’----折合为生产中高炉炉壁碳砖厚度mm；1150----凝渣点温度℃。
这样，当实验碳砖厚度s不变时，通过改变实验炉温来模拟实际高炉炉衬厚度的变化，从而可寻求各种炉衬厚度下的最佳冷却制度。本模拟装置，可用于评估高炉冷却制度，以确定最佳冷却方式。
冷却水从蓄水池通过水泵、流量计送至水冷壁，水冷壁与碳砖的冷面紧密接触，碳砖的另一面与电阻加热炉相连，通过改变炉温来模拟不同厚度炉壁的冷却效果。固定热面温度，改变冷却条件(冷却方式、水温、水量、水流速等)，记录试样各测温点的温度。改变热面温度并恒定不变，再改变冷却条件(同步骤1)，寻找各炉衬厚度下的最佳冷却方式。
图1本实用新型装置结构示意图具体实施方式
下面根据图1给出本发明一个较好实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的结构特征和功能、特点。
请参阅图1，如图所示由蓄水池2的下方连接输水管7，总阀门3、水泵4、分阀门5、流量计6、测温计8布置在输水管上，输水管的另一端连接喷头19，喷头直径分别有3mm、3.5mm、4mm和6mm四种，冷却水经喷头洒在喷淋铁壳12上，喷淋铁壳的下面设置回水池11，回水池上设置测温计11、水泵9，喷淋铁壳由高温粘接剂与试样14紧密接触。在试样的顶部向下垂直打五个测温孔，测温孔的末端在试样的中线上，测温孔的直径10mm，水平位置分别为(距喷淋铁壳的距离)30mm、90mm、180mm、280mm和450mm，精密级K型试样测试热偶13插入测温孔并固定，五支试样测试热偶通过补偿导线连接到XMDA-16测温仪表，该测温仪表可对五点温度循环显示。试样的另一端伸入硅碳棒电阻炉15的炉膛内，试样的周围由耐火纤维绝热。电阻炉通过炉温热偶16、电缆17与KSY-15-16型可控硅温度控制柜18相连。
本发明的实施过程如下1、开启电阻炉并控制适当炉温，为实验碳砖加热，温度设置分别为300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃。
2、蓄水池蓄水，开启加热装置控制冷却水温。
3、选择喷头，喷头直径分别有3mm、3.5mm、4mm和6mm四种，在水流量相同的情况下不同的喷头对应的水流速不同。
4、开启水泵、阀门，通过流量计调节冷却水的流量，水流量分别为900l/h、1100l/h、1300l/h、1400l/h、1500l/h、1600l/h。
5、保持各实验参数恒定8小时，以使碳砖内部温度场达到稳态。
6、固定热面温度，改变冷却条件(冷却方式、水温、水量、水流速等)，记录试样各测温点的温度。
7、改变热面温度并恒定不变，再改变冷却条件(同步骤1)，记录试样各测温点的温度。
8、对试样内部各测温点的温度进行分析，寻找在不同条件下的最佳冷却方式。
权利要求1.一种高炉炉壁冷却制度优化模拟装置，该装置由进水管(1)、水池(2)、总阀门(3)、水泵(4)、分阀门(5)、流量计(6)、输水管(7)、测温计(8)、水泵(9)、测温计(10)、回水池(11)、喷淋铁壳(12)、试样测试热偶(13)、试验炉(试样)(14)、电阻炉(15)、炉温热偶(16)、电缆(17)、控制柜(18)、喷头(19)组成，其特征为试验炉(试样)(14)的一端通过粘接剂与喷淋铁壳(12)紧密接触，喷淋铁壳(12)的左上方是喷头(19)，喷头(19)水池通过输水管(7)连接到水池(2)，输水管(7)上顺序安装总阀门(3)、水泵(4)、分阀门(5)、流量计(6)和测温计(8)，试验炉(试样)(14)的另一端伸入电阻炉(15)炉膛进行加热；试样测试热偶(13)均匀分布在试验炉(试样)(14)的内部，通过补偿导线与检测仪表相连，控制柜(18)通过电缆(17)与电阻炉(15)相连。
专利摘要一种高炉炉壁冷却制度优化模拟装置，由进水管、蓄水池、总阀门、水泵、分阀门、流量计、输水管、测温计、回水池)、喷淋铁壳、试样测试热偶、试验炉(试样)、加热器、炉温热偶、电缆、控制柜组成，按功能该系统可分为冷却系统、加热系统、检测及自动控制三个系统。冷却水从蓄水池通过水泵、流量计送至水冷壁，水冷壁与碳砖的冷面紧密接触，碳砖的另一面与电阻加热炉相连，通过改变炉温来模拟不同厚度炉壁的冷却制度和冷却效果，提高高炉的使用寿命。
文档编号C21B7/10GK2732751SQ20042002676
公开日2005年10月12日 申请日期2004年4月30日 优先权日2004年4月30日
发明者朱仁良, 金觉生, 姜伟忠, 刘燕春, 张西和, 陶卫忠 申请人:宝山钢铁股份有限公司, 安徽工业大学