高炉炉缸炭砖残厚的计算方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115687844A(43)申请公布日2023.02.03(21)申请号202211094082.1C21B7/24(2006.01)(22)申请日2022.09.08(71)申请人武汉科技大学地址430081湖北省武汉市青山区和平大道947号申请人武汉钢铁有限公司(72)发明人陈绪亨王炜陈令坤肖志新卢正东康健陈世锦黄涛刘栋梁胡正刚李红(74)专利代理机构武汉卓越志诚知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42266专利代理师戴宝松(51)Int.Cl.G06F17/10(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称高炉炉缸炭砖残厚的计算方法(57)摘要本发明公开了一种高炉炉缸炭砖残厚的计算方法，基于炭砖的侵蚀特性将炭砖沿炉缸径向方向分为完好层、脆化层和渗铁层，分别利用各区域层的导热系数进行炭砖残厚计算，首先基于炉缸侧壁径向热通量相等的原理计算炭砖完好层与脆化层分界线，获取炭砖完好层长度，然后基于脆化层、渗铁层温度分界线计算脆化层、渗铁层长度，以更加准确的计算得到炭砖残厚。本发明的计算方法简单、数据易获取、可操作性强，通过将不同区域残余炭砖使用对应的导热系数进行计算，更加真实、准确的反映炭砖被侵蚀的程度，能够使高炉操作人员及时准确地获取炉缸内部工作状态，有效避免生产事故的发生，具有广泛的应用前景。CN115687844ACN115687844A权利要求书1/2页1.一种高炉炉缸炭砖残厚的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、收集高炉炉缸热电偶布置位置及温度数据，将靠近高炉中心的所述热电偶的插入深度记为H3，并对所述热电偶的温度数据进行预处理；S2、将炉缸残余炭砖沿炉缸径向方向分为完好层、脆化层和渗铁层，分别获取各区域层的导热系数λ1、λ2、λ3，并将所述各区域层的残余厚度分别记为L1、L2、L3；S3、基于高炉炉缸径向热通量相等原理并结合所述热电偶的不同插入深度，通过耦合计算判断所述炭砖完好层厚度L1与靠近高炉中心的所述热电偶插入深度H3的大小关系，根据判断结果分别进行不同情况下的所述完好层厚度L1的计算；S4、以1150℃为炉缸热面温度临界点，907℃为脆化层与渗铁层分界温度点，分别计算所述脆化层厚度L2和所述渗铁层厚度L3，以得到所述炭砖的残余厚度L。2.根据权利要求1所述的高炉炉缸炭砖残厚的计算方法，其特征在于：步骤S1中，所述炉缸中分别设置了至少三个不同插入深度的热电偶1、2、3，所述插入深度的计算起始点以所述炭砖靠近炉壳方向的起始点开始计算，所述插入深度分别为H1、H2、H3，且H1<H2<H3，所述热电偶1、2、3的温度数据分别为T1、T2、T3；所述热电偶的温度数据预处理为将温度不符合T3>T2>T1的数据进行剔除。3.根据权利要求1所述的高炉炉缸炭砖残厚的计算方法，其特征在于：步骤S3中，所述耦合计算是指采用T1和T2、T2和T3结合的方式，以λ1作为导热系数计算热通量差异值s以判断完好层厚度L1与H3的关系。4.根据权利要求3所述的高炉炉缸炭砖残厚的计算方法，其特征在于：若s大于预设差异值a，则认为L1<H3；若s小于预设差异值a，则认为L1>H3；所述热通量差异值s的计算公式如下：其中，q21为L2到L1的热通量，q32为L3到L2的热通量。5.根据权利要求4所述的高炉炉缸炭砖残厚的计算方法，其特征在于：q21与q32的计算公式如下：6.根据权利要求4所述的高炉炉缸炭砖残厚的计算方法，其特征在于：当L1<H3时，L1和L2的计算公式如下：2CN115687844A权利要求书2/2页7.根据权利要求4所述的高炉炉缸炭砖残厚的计算方法，其特征在于：当L1>H3时，表明炭砖残存状态良好，取L1＝H3计算，得到残余炭砖脆化层L2的最小长度，L2最小长度计算公式如下：8.根据权利要求1所述的高炉炉缸炭砖残厚的计算方法，其特征在于：当炉缸铁水与炭砖接触时，由于受到冷却作用，会发生渣铁冷凝，从而在所述炭砖的热面形成保护层，所述保护层的导热系数为λ4，所述渗铁层和所述保护层的温度区间为907‑1150℃。9.根据权利要求8所述的高炉炉缸炭砖残厚的计算方法，其特征在于：步骤S4中，所述渗铁层厚度L3的计算公式如下：其中，b为保护层厚度，单位为m；λ4为保护层导热系数，单位为W/m℃。10.根据权利要求1所述的高炉炉缸炭砖残厚的计算方法，其特征在于：步骤S4中，当L1<H3时，所述炭砖的残余厚度L＝L1+L2+L3；当L1>H3时，所述炭砖的最小残余厚度Lmin＝L1+L2+L3。3CN115687844A说明书1/7页高炉炉缸炭砖残厚的计算方法技术领域[0001]本发明涉及高炉冶炼技术领域，尤其涉及一种高炉炉缸炭砖残厚的计算方法。背景技术[00