本發(fā)明屬于高爐冶煉，尤其涉及一種基于單點爐缸磚襯測溫的炭磚殘厚計算方法。

背景技術(shù)：

1、在鋼鐵企業(yè)中，高爐的主要問題是高效與長壽，長壽是煉鐵持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。延長高爐壽命不僅可以節(jié)約大修上億元的大修費用，還可以提高高爐生產(chǎn)效率,降低成本中的固定費用，從而降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)競爭力。據(jù)不完全統(tǒng)計，自2003年以來，全國就有三十余座高爐發(fā)生爐缸燒穿事故，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟損失，有些甚至帶來人身傷害事故。為了保證高爐爐缸安全生產(chǎn)，避免爐缸燒穿事故發(fā)生，延長高爐壽命，準確判斷爐缸磚襯侵蝕程度尤為重要。即通過熱力學計算得出爐缸磚襯殘余厚度，根據(jù)磚襯侵蝕程度及趨勢，及時采取有效的護爐措施，促進爐缸保護層的形成，減緩爐缸磚襯侵蝕速度。爐缸磚襯電偶安裝方式為一孔雙支或三支電偶，目前計算的方法需要爐缸磚襯同一位置具有的兩支或兩支以上熱電偶溫度數(shù)據(jù)，通過傅里葉公式進行計算磚襯殘余厚度。如：專利申請?zhí)枺篶n201810789527.5，公開的一種高爐爐缸碳磚殘厚判斷方法。

2、在高爐實際生產(chǎn)中，由于多種原因?qū)е聽t缸磚襯電偶損壞，磚襯同一位置的僅剩余一支電偶正常，即一個電偶孔內(nèi)只有一點溫度顯示正常溫度。這種情況下，傳統(tǒng)的方法無法計算此處的磚襯殘余厚度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于單點爐缸磚襯測溫的炭磚殘厚計算方法，在高爐爐缸磚襯同一位置僅剩余一支正常電偶的情況下，能夠計算炭磚殘余厚度。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種基于單點爐缸磚襯測溫的炭磚殘厚計算方法，包括如下步驟：

4、s1：根據(jù)爐缸炭磚設計的導熱系數(shù)及實驗室測定的不同溫度條件下對應的導熱系數(shù)，首先假定某一個溫度下的炭磚導熱系數(shù)，利用熱力學傅里葉公式，代入炭磚單點電偶溫度t1，估算不同炭磚殘余厚度下炭磚熱面溫度；

5、s2：根據(jù)s1估算得出的不同炭磚殘余厚度下炭磚熱面溫度，結(jié)合高爐爐缸炭磚熱面溫度經(jīng)驗值，初步確定炭磚殘余厚度范圍；

6、s3：根據(jù)實驗室測定的不同溫度條件下對應的導熱系數(shù)再次計算不同炭磚殘余厚度下炭磚熱面溫度；

7、s4：根據(jù)s3計算結(jié)果再次認定炭磚殘余厚度范圍，在此炭磚殘余厚度范圍內(nèi)，核算s3所述的不同炭磚殘余厚度下炭磚熱面溫度下不同炭磚殘余厚度對應的導熱系數(shù)，導熱系數(shù)取平均值；

8、s5：采用s4得出的導熱系數(shù)平均值，最終計算炭磚殘余厚度。

9、所述的s1中炭磚殘余厚度取值以100mm為單位遞增，s2中所述的高爐爐缸炭磚熱面溫度經(jīng)驗值為800～1550℃，s1中估算得出的不同炭磚殘余厚度下炭磚熱面溫度范圍大于800～1550℃，否則擴大炭磚殘余厚度取值范圍。

10、所述的熱力學傅里葉公式為：

11、l＝l1+l2＝l1+(t2-t1)*λ/q??????????(1)

12、式(1)中：l為炭磚殘余厚度，m；t1為炭磚內(nèi)部電偶溫度，℃；t2為炭磚熱面溫度，℃；l1為炭磚內(nèi)部電偶測溫點與炭磚冷面之間距離，m；l2為炭磚內(nèi)部電偶測溫點與炭磚熱面之間的距離，m；λ為炭磚導熱系數(shù)，w/(m·℃)；q為爐缸冷卻壁熱流強度，kw/m2。

13、s1中估算不同炭磚殘余厚度下炭磚熱面溫度t2初：

14、t2初＝?t1初+q*(l估-l1初)/λ測?????????(2)

15、式(2)中：λ測為炭磚導熱系數(shù)測定值，w/(m·℃)；l1初為炭磚內(nèi)部電偶測溫點與炭磚冷面之間距離的初始設計值，m；t2初為炭磚熱面溫度估算范圍值，℃；t1初為炭磚內(nèi)部設計溫度，℃；l估為估算的炭磚殘余厚度，m；爐缸冷卻壁熱流強度q的計算式為：

16、

17、式(3)中，w1是炭磚內(nèi)部電偶測溫點所在位置對應的爐缸冷卻壁水管流量，m3/h，可通過讀取安裝在爐缸冷卻壁水管的流量計得到數(shù)值；t1和t2分別是爐缸冷卻壁水管進出口處安裝的溫度計實際測量溫度數(shù)值，℃；d是爐缸冷卻壁水管外徑，m；h是爐缸冷卻壁水管長度，m。

18、s2中，從s1估算得出的炭磚熱面溫度范圍值中取高爐爐缸炭磚熱面溫度經(jīng)驗值范圍，在s1估算得出的炭磚殘余厚度范圍中初步確定與高爐爐缸炭磚熱面溫度經(jīng)驗值范圍對應的炭磚殘余厚度范圍。

19、s3中所述的不同炭磚殘余厚度下炭磚熱面溫度的計算：

20、

21、式(4)、(5)中：q為爐缸冷卻壁熱流強度，kw/m2；λi為t1i溫度下炭磚的導熱系數(shù)，w/(m.℃)；t1i為炭磚不同溫度下內(nèi)部電偶溫度，℃；t2i為炭磚不同溫度下熱面溫度，℃；l1為炭磚內(nèi)部電偶測溫點與炭磚冷面之間距離，m；l2為炭磚內(nèi)部電偶測溫點與炭磚熱面之間的距離。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

23、本發(fā)明在高爐爐缸磚襯同一位置僅剩余一支正常電偶，傳統(tǒng)方法無法計算炭磚侵蝕程度的情況下，能夠計算炭磚殘余厚度。根據(jù)本發(fā)明方法得出的炭磚殘余厚度，指導高爐操作者及時采取有效護爐措施，避免高爐爐缸燒穿，延長高爐壽命。

技術(shù)特征：

1.一種基于單點爐缸磚襯測溫的炭磚殘厚計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單點爐缸磚襯測溫的炭磚殘厚計算方法，其特征在于，所述的s1中炭磚殘余厚度取值以100mm為單位遞增，s2中所述的高爐爐缸炭磚熱面溫度經(jīng)驗值為800～1550℃，s1中估算得出的不同炭磚殘余厚度下炭磚熱面溫度范圍大于800～1550℃，否則擴大炭磚殘余厚度取值范圍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單點爐缸磚襯測溫的炭磚殘厚計算方法，其特征在于，所述的熱力學傅里葉公式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單點爐缸磚襯測溫的炭磚殘厚計算方法，其特征在于，s1中估算不同炭磚殘余厚度下炭磚熱面溫度t2初：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單點爐缸磚襯測溫的炭磚殘厚計算方法，其特征在于，s2中，從s1估算得出的炭磚熱面溫度范圍值中取高爐爐缸炭磚熱面溫度經(jīng)驗值范圍，在s1估算得出的炭磚殘余厚度范圍中初步確定與高爐爐缸炭磚熱面溫度經(jīng)驗值范圍對應的炭磚殘余厚度范圍。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單點爐缸磚襯測溫的炭磚殘厚計算方法，其特征在于，s3中所述的不同炭磚殘余厚度下炭磚熱面溫度的計算：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于單點爐缸磚襯測溫的炭磚殘厚計算方法，根據(jù)熱力學傅里葉公式計算炭磚殘余厚度，包括：S1估算不同炭磚殘余厚度下炭磚熱面溫度T2初；S2根據(jù)估算的T2初結(jié)合高爐爐缸炭磚熱面溫度經(jīng)驗值，初步確定炭磚殘余厚度范圍；S3根據(jù)實驗室測定的不同溫度條件下對應的導熱系數(shù)再次計算不同炭磚殘余厚度下炭磚熱面溫度；S4根據(jù)S3計算溫度值再次認定炭磚殘余厚度范圍，在此炭磚殘余厚度范圍內(nèi)，核算S3計算溫度值下不同炭磚殘余厚度對應的導熱系數(shù)，導熱系數(shù)取平均值；用熱力學傅里葉公式計算炭磚殘余厚度。優(yōu)點是：在高爐爐缸磚襯同一位置僅剩余一支正常電偶的情況下能計算炭磚殘余厚度。

技術(shù)研發(fā)人員：謝明輝,姜喆,李仲,郭天永,張延輝,邵思維,劉炳南,胡代超,李建軍
受保護的技術(shù)使用者：鞍鋼股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8