[发明专利]一种无陶瓷杯钒钛磁铁矿高炉的炉缸浸蚀结厚报警方法

说明书

技术领域

本发明属于高炉冶炼技术领域，更具体地讲，涉及一种无陶瓷杯钒钛磁铁矿高炉的炉缸浸蚀结厚报警方法。

背景技术

由于钒钛磁铁矿和普通铁矿在还原性上存在较大差异，则在对钒钛磁铁矿进行冶炼的时候不能依据普通铁矿的冶炼进行相应的判定，钒钛磁铁矿的冶炼的不确定性很多，也增大了监测的难度。

并且，钒钛磁铁矿高炉具有独特的炉体结构，首先是钒钛磁铁矿高炉的炉缸中没有陶瓷杯，因此高炉炉缸侵蚀结厚的监控非常重要，由于钒钛磁铁矿的特殊特性，炉缸拐角处容易形成结渣增厚的现象，将加剧炉缸内铁水的环流进而加快对炉缸的侵蚀，造成出铁口处的侵蚀加剧；其次是钒钛磁铁矿高炉出渣时对出渣口具有较严重的侵蚀，造成出渣口的位置容易漏水，并且钒钛磁铁矿的冶炼过程中的渣层厚度波动性大，对监测系统带来很大的不良影响，无法对高炉炉缸内的侵蚀情况进行相应的警示；再次，无陶瓷杯的炉缸会对相应的侵蚀和结厚现象造成一定的影响，因为陶瓷杯的作用是隔离铁水保护碳砖免遭液态铁水的溶解，只要陶瓷杯稳定存在于碳砖内衬的内表面上，则陶瓷杯显然也起着隔热的作用并能降低碳砖表面的温度，既节能降耗，也能改善碳砖层内的温度分布，但由于钒钛磁铁矿高炉的炉缸中不存在陶瓷杯，因此在冶炼的过程中炉底的砖衬会呈现仅中心局部侵蚀半砖深度且整体形成浅锅底的形状，并且随着钒钛磁铁矿冶炼的进行在蚀损的残余砖衬上会粘结有特定的沉积物，这种沉积物起到了保护砖衬的作用从而减缓炉底砖衬的侵蚀，并且炉壁上也会粘结沉积物，炉壁上的沉积物从风口中心线向下逐渐增厚并与炉底的沉积物形成整体并使炉缸的整体砖衬侵蚀形态呈收缩状(普通高炉的炉缸砖衬侵蚀形态呈扩散状的)，这种情况下会造成对炉壁或者炉底的砖衬侵蚀和结厚的监测结果失真，进而可能造成因炉内的沉积物太厚而影响出铁量或加剧对其它位置的侵蚀的后果。

因此，有必要提供一种针对无陶瓷杯钒钛磁铁矿高炉的炉缸浸蚀结厚报警方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种针对无陶瓷杯钒钛磁铁矿高炉中侵蚀边界不断变化以及结渣增厚不断产生的工况，真实地反应并预警炉缸侵蚀结厚状况的炉缸浸蚀结厚报警方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种无陶瓷杯钒钛磁铁矿高炉的炉缸浸蚀结厚报警方法，所述炉缸被划分为炉缸侧壁区、炉底区和炉缸拐角区并且所述炉缸侧壁区的侧壁砖衬上设置有出铁口和出渣口，所述方法包括以下步骤；

A、利用所述炉缸中砖衬的温度场计算并确定1150℃侵蚀线的位置；

B、利用所述1150℃侵蚀线的位置对所述炉缸的炉缸侧壁区、炉底区和炉缸拐角区的浸蚀结厚工况进行判定，当判定达到报警临界点时，则进行报警，

其中，所述报警临界点为当所述炉缸侧壁区的出铁口处的浸蚀深度达到出铁口处原砖衬厚度的20～30％时、当所述炉缸拐角区的结渣厚度达到740～800mm时或当所述炉底区的浸蚀深度达到莫来石砖层所在的位置时。

根据本发明的无陶瓷杯钒钛磁铁矿高炉的炉缸浸蚀结厚报警方法的一个实施例，在步骤B中，结合炉缸中砖衬的剪切应力判断结果和超声波测定结果对所述炉缸的浸蚀结厚工况进行判定。

根据本发明的无陶瓷杯钒钛磁铁矿高炉的炉缸浸蚀结厚报警方法的一个实施例，在步骤A中，依据稳态导热方程，采用稳定网格的有限元或有限差分法计算炉缸中砖衬的温度场并在迭代计算中根据稳定网格的节点的温度确定导热系数，进而得到炉缸中砖衬的温度场，再利用所述炉缸中砖衬的温度场计算并确定1150℃侵蚀线的位置。

根据本发明的无陶瓷杯钒钛磁铁矿高炉的炉缸浸蚀结厚报警方法的一个实施例，所述步骤A具体包括以下步骤：

a、将所述炉缸侧壁区、炉底区和炉缸拐角区分别定义为长方形并依据炉缸中预设的热电偶的布置进行稳定网格的划分；

b、读入所述炉缸中预设的热电偶的温度、炉缸中砖衬的导热系数、铁水的导热系数、结渣的导热系数以及所述炉缸侧壁区、炉底区和炉缸拐角区的稳定网格位置数据；

c、对所述炉缸侧壁区、炉底区和炉缸拐角区进行分区域地稳态传热计算；

d、将分区域地稳态传热计算结果合并构成炉缸中砖衬的温度场；

e、利用所述炉缸中砖衬的温度场插值计算得到1150℃侵蚀线的位置。