一种提高高炉炉缸冷却效率的方法
【专利摘要】本发明公开一种提高高炉炉缸冷却效率的方法，将高炉炉缸以360度圆周范围内划分为（iend+1）个不同的对称方向纵切面区域，分别计算出高炉炉缸360度圆周范围内2*（iend+1）个点位上炉缸温度变化和温度梯度；然后对炉缸进行分级评价：温度异常过高、温度异常过低、温度正常这三种情况；最后计算三种情况各自出现的次数，及其在所有点位中所占的权重，根据权重系数ΣH、ΣM和Σ?L来重新调整炉缸冷却水的流量分配。根据炉缸内各个部位的侵蚀情况，动态分配炉缸内冷却水的分布，强化炉缸重点侵蚀区域的冷却，减少冷却水消耗，提高高炉冷却系统的冷却能力，避免高炉炉缸烧穿等事故的发生。
【专利说明】一种提高高炉炉缸冷却效率的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高炉冷却技术，尤其是一种提高现代大型高炉炉缸冷却能力和冷却效率的方法。
【背景技术】
[0002]近年来，高炉炉缸安全又重新引起国内外冶金系统的重视，鉴于国内外发生了的多起高炉炉缸烧穿事故，严重影响生产，造成了巨大的经济损失，引起高炉工作者对于炉缸长寿问题的高度关注。综合分析事故发生的原因，炉缸冷却系统设计不合理或冷却效率低已经成为诱发高炉炉缸事故的主要诱因之一。
[0003]目前国内外一定比例的高炉冷却系统冷却方式是采用分段冷却，分别为炉底和风口二套、炉缸冷却壁、炉腹(铜冷却板)、炉腰、炉身下部(铜冷却壁)、炉身中上部等部位供水。冷却介质一般是纯净水、通过药物处理工业水而形成软水或通过反渗透处理工艺后除盐水。冷却系统投入使用后，基本就是完全按照高炉设计时的冷却水流量分配为高炉的各个部位冷却。但随着高炉冶炼强度和煤比的不断提高，高炉炉内衬温度波动范围由50°C /min增大到150°C /min，在炉身下部、炉腰和炉腹区域热流强度平均在30~60KW/ Hl2范围内，高时达到160KW/ m2，炉况异常时最高达到240KW/ m2，各个冷却部位对高炉冷却系统的需求也悄然发生着变化，特别是高炉炉缸在360度圆周范围内的各个方向的侵蚀情况各不相同，因此原来对炉缸一成不变的冷却方式显然不能满足现代高炉15~20年使用寿命的要求。
【发明内容】
[0004]本发明是针对技术背景中提到的缺点，在传统高炉冷却系统的基础上，有针对性的提出一种提高现代大型高炉炉缸冷却能力和冷却效率的方法。本方法可以根据炉缸内各个部位的侵蚀情况，动态分配炉缸内冷却水的分布，强化炉缸重点侵蚀区域的冷却，减少冷却水消耗，提高高炉冷却系统的冷却能力，避免高炉炉缸烧穿等事故的发生。
[0005]本发明的技术方案为:一种提高高炉炉缸冷却效率的方法，包括以下步骤:
[0006]1、首先将高炉炉缸以360度圆周范围内划分为(imd+l)个不同的对称方向纵切面区域，每个区域的范围如:[0° +(i*a° ),180° +(i*a° )]
[0007]其中 i=0，l，2，...1end，a e [0°，180。]，且(iend+l) * a =180°。
[0008]分别在2* (iend+l)点位上安装热点偶，检测炉缸温度变化。假定采集温度的周期为T，在第k时刻，第j个点位上炉缸的温度为t (j, k)，那么该点在第k+Ι时刻和第k-1时刻的温度分别为t (j，k+l)和t (j，k-l)。据此可以通过下列公式计算出该点在不同时刻的温度的变化At (j，k)、At (j，k+1)和温度梯度δ (j，k)、δ (j,k+l):
[0009]Δ t (j, k) =t(j, k) -t(j, k-1)
[0010]Δ t (j, k+1) =t (j, k+1) -t (j, k)
【权利要求】
1.一种提高高炉炉缸冷却效率的方法，将高炉炉缸以3 6 O度圆周范围内划分为(iend+l)个不同的对称方向纵切面区域，分别计算出高炉炉缸360度圆周范围内2* (iend+l)个点位上炉缸温度变化和温度梯度；然后对炉缸进行分级评价:温度异常过高、温度异常过低、温度正常这三种情况；最后计算三种情况各自出现的次数，及其在所有点位中所占的权重，根据权重系数ΣΗ、ΣΜ和Σ L来重新调整炉缸冷却水的流量分配，其中i=0，l，2，…Iend0
2.根据权利要求1所述一种提高高炉炉缸冷却效率的方法，其特征在于:划分的每个区域的范围，分别在2* (iend+l)点位上安装热点偶，检测炉缸温度变化，假定采集温度的周期为T，在第k时刻，第j个点位上炉缸的温度为t (j, k)，那么该点在第k+Ι时刻和第k-1时刻的温度分别为t (j，k+l^Pt (j，k-l)，据此通过下列公式计算出该点在不同时刻的温度的变化 At (j，k)、At (j，k+l)和温度梯度 δ (j，k)、δ (j,k+l):
3.根据权利要求1所述一种提高高炉炉缸冷却效率的方法，其特征在于:所述的评价依据如下方法进行: 如果满足条件1: Δ t (j，k)>b 或者 At (j，k+l)>b 或者 δ (j，k)>d 或者 δ (j, k+1) > d 则:温度异常过高； 如果?两足条件2: O t (j, k) a 且(j, k+1) a 则:温度异常过低； 如果?两足条件3: O≤ δ (j，k)≤ c 且 O ≤ δ (j，k+l) ( c 则:温度异常过低； 其他情况， 则:温度正常； 其中a和b分别为温度差上限I和温度差上限2，c和d分别为温度梯度上限I和温度梯度上限2，a〈b，c〈d。
4.根据权利要求1所述一种提高高炉炉缸冷却效率的方法，其特征在于:统计三种情况各自出现的次数，如果有m个点位出现温度异常过高，η个点位温度异常过低，则其他[2*(iend+l)-m-n]个点位温度正常，假设高炉设计之初原冷却水的分配方式为均匀分配水量，那么每个炉缸点位上冷却水管流过的冷却水流量即为:
Qj=Q/[2* (iend+l)]， 其中Q为整个炉缸中的冷却水总量， 那么可以根据权值系数ΣΗ、ΣΜ和Σ L来重新调整炉缸冷却水的流量分配，流量分配方法如下:
【文档编号】C21B7/10GK103882169SQ201210559469
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年12月21日
【发明者】孙鹏, 车玉满, 李连成, 郭天永, 王再义, 姚硕, 陈国一 申请人:鞍钢股份有限公司