[發明專利]一種高爐內型監測系統

無效

• 申請號: 200910187509.0
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN102021260A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 孫鵬;車玉滿;李連成;孫波;郭天永;王再義
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C21B7/24
• 分類號: C21B7/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種現代大型高爐銅冷卻壁熱面溫度和高爐內型的實時在線監測系統。

背景技術

高爐工序能耗約占鋼鐵工業總能耗的60％，是鋼鐵工業的能耗大戶，其節能增效潛力巨大。高爐從前期的投資建設到后期的冶煉生產，再到期間的中修、大修，高爐維修投資巨大。因此國內外各鋼鐵企業都通過提高高爐的利用系數、強化冶煉等手段來挖掘高爐的潛力以使高爐的效益最大化，但這樣就不可避免增大了高爐高熱負荷區域的負擔，甚至會使高爐的使用壽命大大降低，如何充分發揮高爐的生產能力又不減少高爐的壽命是擺在煉鐵行業面前的一道難題。就高爐長壽而言，主要的限制性環節在高爐高熱負荷區域，其中包括爐缸爐底區域和爐腹、爐腰及爐身下部區域。原有的鑄鐵冷卻壁和銅冷卻板就很難達到上述這些高效、長壽的目標。70年代末，歐洲廠商開始研究銅冷卻壁在高爐上的使用。1979年德國愛恩好希望冶金公司與蒂森鋼鐵公司合作，在容積為2101m³的漢博恩鋼廠4號高爐爐身中部安裝了2塊用軋制鋼板制造的銅冷卻壁。9年后停爐檢查，安裝在鄰近的鑄鐵冷卻壁全部開裂，冷卻水管或暴露或損壞，而這2塊銅冷卻壁依然很新。1988年在蒂森鋼鐵公司6號高爐爐身下部安裝了銅冷卻壁進行工業性試驗，休風檢查發現，鄰近的鑄鐵冷卻壁開裂，而銅冷卻壁完好如初。多次工業性試驗表明：銅冷卻壁在高爐上的使用效果十分理想。因此，在爐身下部爐腰和爐腹高熱負荷區域現代高爐普遍采用銅冷卻壁冷卻技術。近10年來世界上許多高爐使用了銅冷卻壁，可以說冷卻壁的壽命直接決定著高爐的使用壽命。根據銅材質要求其熱面溫度小于160℃，銅冷卻壁熱面需要有一層渣皮保護層，渣皮厚度適當而且要穩定，能夠減少銅冷卻壁區域熱損失和保持合理操作爐型。由于現代大型高爐采用“高利用系數、低焦比、大噴煤、長壽命”操作方針，當噴煤量接近180kg/t后，爐腹、爐腰、爐身下部成為極端高熱負荷區，處于軟熔帶生成范圍內，受到高溫高速煤氣流沖刷，熱流強度大，溫度變化大，銅冷卻壁熱面渣皮容易發生變化，一是渣皮結厚，二是渣皮脫落，破壞操作爐型，造成爐況波動。根據長期對爐況跟蹤調查分析，除設備和原燃料原因外，80％的爐況波動與操作爐型變化有關，尤其是渣皮大面積、頻繁脫落造成爐溫不可控制波動；而渣皮結厚造成煤氣流分布失常、進而出現管道、崩料等現象，即使采用疏松邊緣的布料制度也沒有效果；如果結厚嚴重即使采用洗爐措施短時間內也不會有明顯效果。而高爐銅冷卻壁熱面附近又是一個高溫、高壓、高腐蝕性、高熱振的惡劣的區域，不允許安裝有檢測設備，即使安裝了檢測設備，其精確性和可靠性得不到保證，不能滿足現代大高爐連續生產的要求。

專利《高爐冷卻壁智能監測方法》(公開號CN?101319256A，公開日2008年12月10日)文本中，應用對象是高爐鑄鐵冷卻壁，使用非線性回歸方式提煉出傳熱核心模型，結合核心模型與人工神經網絡得出冷卻壁熱面最高溫度值的檢測模型并形成監測軟件，主要解決的問題是監測鑄鐵冷卻壁的工作狀態，保證鑄鐵冷卻壁的安全性，并沒有涉及高爐銅冷卻壁和高爐內型的監測。

專利《一種測量高爐爐襯的方法》(公開號CN?101275829A，公開日2008年10月1日)文本中，用熱電偶檢測的數據推算出高爐爐缸侵蝕厚度的方法，實施區域為高爐下部爐缸區域，并未涉及對高爐高熱負荷區爐內渣皮厚度和高爐內型的監測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高爐內型監測系統，該系統可以有效地監測高爐高熱負荷區內銅冷卻壁熱面渣皮厚度即高爐內型，在高爐與主控室之間形成一條高速的、計算能力強大的高爐爐型爐況信息通道，在高爐高熱負荷區渣皮結厚或減薄等異常爐況下指導高爐操作，保證高爐爐況穩定、順行和長壽。

本發明在集成了PLC系統、DSC系統、OPC服務器、SQL數據庫技術、串口隔離技術、異步通信技術、WEB顯示技術等先進手段的基礎上，開發了一種高爐銅冷卻壁溫度和渣皮厚度計算模型，分別建立高爐數據采集系統和處理系統、高爐銅冷卻壁溫度和渣皮厚度計算系統、高爐爐型波動預警系統，通過OPC串口通訊、SQL數據庫和高速以太網把各個子系統有機的結合在一起，形成了一套完整的高爐內型監測系統。