高炉衬砌无损检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种高炉衬砌无损检测方法，在本发明中，采用弹性波来对高炉衬砌进行检测，其基本原理是，通过激振源打击高炉外壁激发弹性波，该弹性波信号在遇到内测表面后会发生反射，通过接收该反射弹性波信号，并根据弹性波信号返回所需的时间即可推算衬砌的厚度。本发明克服了现有技术中存在检测盲区的问题，同时该方法不会破坏高炉衬砌。本发明能够同时得到高炉的衬砌厚度和弹性波的波速，且检测精度高。
【专利说明】高炉衬砌无损检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金领域，具体涉及一种高炉衬砌的检测方法。
【背景技术】
[0002]高炉是钢铁生产中的重要设备。尽管世界各国发展了很多新的钢铁冶炼方法，但由于高炉炼铁具备技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产率高，能耗低等优点，这种方法生产的钢铁仍占世界钢铁总产量的95%以上。
[0003]但是，由于种种原因，高炉炉壁被烧穿的事故频发，导致了多起重大的安全事故。
[0004]高炉衬砌的厚度变化对高炉的安全生产密切相关。因此，准确把握高炉衬砌的变化，及时调整操作策略并采取有效保护措施，对促进高炉安全高效生产、延长高炉寿命有非常重要的意义。但由于高炉是一个连续生产密闭容器，加上高温、高压和多烟尘的环境，对炉壁衬砌侵蚀状况的检测比较困难，尤其是高炉的炉缸炉底部位，长期处于高温熔融态渣铁环境下工作，检测炉壁衬砌的侵蚀程度就更加困难。
[0005]目前，为了准确的检测高炉内衬的侵蚀变化，国内外研究人员开发了多种检测技术，如温度检测法和超声波检测法等，但均存在相应的不足。
[0006]温度检测法只能检测局部的温度变化，而在温度计(热电偶)没有布置的位置则难以检测，即存在检测盲区。另一方面，由于热电偶的孔道容易成为隔热弱面，曾发生过随热电偶孔道流出铁水的事故。由于炉壁是金属材料，导热系数高，温度传递快。因此，温度检测法对衬砌的损耗较为钝感。
[0007]对于超声波检测法，由于超声波能量低，而炉壁衬砌厚度超过I米，因此超声波难以直接测试，往往需要预先设置导波杆(测杆)。与温度检测法相同，无法测试未设置导波杆位置的厚度。
【发明内容】
[0008]本发明的目的即在于克服现有的检测方法存在的不足，提供一种高炉衬砌无损检测方法。该方法采用弹性波对高炉衬砌厚度进行检测，克服了现有技术中存在检测盲区的问题，以及在热工状态下在炉衬中弹性波传播速度的确定问题，进而大大提高了测试精度。同时该方法不会破坏高炉衬砌，并可以在线检测，从而能够为高炉的安全运行提供有效的安全保障。
[0009]本发明的目的通过以下技术方案实现:
高炉衬砌无损检测方法，包括如下步骤:
步骤一:确定高炉内壁上的一个受测点；
步骤二:将第一加速度传感器作为触发传感器，将第二加速度传感器作为收信传感
器；
步骤三:将第一加速度传感器和第二加速度传感器置于受测点在高炉外壁上的垂直投影点上，在第一加速度传感器旁设置激振源，激振源打击高炉外表面产生弹性波，第一加速度传感器检测到弹性波时记录触发时间，第二加速度传感器检测到弹性波时记录受信时间，受信时间减去触发时间得到弹性波传播时间T0。
[0010]步骤四:以受测点为中心，水平方向等距离对称移动第一加速度传感器和第二加速度传感器，激振源随第一加速度传感器一起移动；
激振源打击高炉外表面产生弹性波，第一加速度传感器检测到弹性波时记录触发时间，第二加速度传感器检测到弹性波时记录受信时间，受信时间减去触发时间得到弹性波传播时间T1 ;
步骤五:根据弹性波的传播时间和传播距离，计算高炉的衬砌厚度和弹性波的波速。
[0011]在本发明中， 申请人:采用弹性波来对高炉炉壁衬砌进行检测，其基本原理是，通过激振源打击高炉外壁激发弹性波，该弹性波信号在遇到衬砌内测表面后会发生反射，通过接收该反射弹性波信号，并根据弹性波信号返回所需的时间即可推算高炉衬砌的厚度。
[0012]但是基于弹性波的特性，和高炉炉壁的结构特性，需要解决以下问题:
(1)高炉炉壁主要由炉壳和砖衬组成，具有多层结构。弹性波在两者中的传播速度有较大差异，如何合理的确定弹性波的波速是待解决的问题；
(2)高炉的炉壁有各种开口(如渣口、铁口、风口等)，从这些开口处也会反射弹性波信号。这些反射信号与砖衬内侧的反射信号相叠加，从而影响对砖衬内侧反射信号的识别精度。
[0013]为了解决上述两个问题，发明人针对同一个受测点采用多次测量的方式(步骤四~步骤五)，不但能够同时得到高炉的衬砌厚度和弹性波的波速，而且可以消减各类孔口反射带来的误差，提高测试精度。
[0014]进一步的，所述步骤四中，测量第一加速度传感器和第二加速度传感器沿炉壳外壁的弧线距离I
所述步骤五中，通过以下公式计算高炉的衬砌厚度和弹性波的波速:
【权利要求】
1.高炉衬砌无损检测方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一:确定高炉内壁上的一个受测点； 步骤二:将第一加速度传感器作为触发传感器，将第二加速度传感器作为收信传感器； 步骤三:将第一加速度传感器和第二加速度传感器置于受测点在高炉外壁上的垂直投影点上，在第一加速度传感器旁设置激振源，激振源打击高炉外表面产生弹性波，该加速度传感器检测到弹性波时记录触发时间，第二加速度传感器检测到弹性波时记录受信时间，受信时间减去触发时间得到弹性波传播时间%。 步骤四:以受测点为中心，水平方向等距离对称移动第一加速度传感器和第二加速度传感器，激振源随第一加速度传感器一起移动； 激振源打击高炉外表面产生弹性波，第一加速度传感器检测到弹性波时记录触发时间，第二加速度传感器检测到弹性波时记录受信时间，受信时间减去触发时间得到弹性波传播时间?！； 步骤五:根据弹性波的传播时间和传播距离，计算高炉的衬砌厚度和弹性波的波速。
2.根据权利要求1所述的高炉衬砌无损检测方法，其特征在于: 所述步骤四中，测量第一加速度传感器和第二加速度传感器沿炉壳外壁的弧线距离X ； 所述步骤五中，通过以下公式计算高炉的衬砌厚度和弹性波的波速:
3.根据权利要求2所述的高炉衬砌无损检测方法，其特征在于: 重复步骤四~步骤五，得到多组D和 i后分别对多组D和匕进行拟合，得到D1和
【文档编号】G01N22/02GK103558231SQ201310589954
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】吴佳晔, 吴曾炜 申请人:四川升拓检测技术有限责任公司