一种基于冲击回波法的高炉炉衬监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112226561A(43)申请公布日2021.01.15(21)申请号202011078084.2(22)申请日2020.10.10(71)申请人鞍钢股份有限公司地址114000辽宁省鞍山市铁西区环钢路1号(72)发明人张伟张立国李金莲朱建伟李仲谢明辉任伟王亮宫作岩韩子文(74)专利代理机构鞍山嘉讯科技专利事务所(普通合伙)21224代理人张群(51)Int.Cl.C21B7/06(2006.01)C21B7/24(2006.01)C21B5/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页(54)发明名称一种基于冲击回波法的高炉炉衬监测方法(57)摘要本发明提供一种基于冲击回波法的高炉炉衬监测方法，采用第一系统和第二系统实现，所述的第一系统为需要在高炉炉体植入固定侵入式传感器的炉衬监测系统，所述固定侵入式传感器为热电偶或能够与炉衬等效损耗的传感器，所述的第二系统为基于冲击回波法的单点或扫描式可移动监测系统。充分利用并结合现有常规固定侵入式炉衬监测系统，通过联合运用、扬长避短，将常规监测系统的高准确度与冲击回波法的高灵活性密切结合，有效提高冲击回波系统对高炉监测的准确度，同时有效增加高炉炉衬监测区域范围，减少或避免了监测死角和盲区，为更加全方位且精确快捷的监测高炉炉衬侵蚀状况提供依据。CN112226561ACN112226561A权利要求书1/2页1.一种基于冲击回波法的高炉炉衬监测方法，其特征在于，所述的方法采用第一系统和第二系统实现，所述的第一系统为需要在高炉炉体植入固定侵入式传感器的炉衬监测系统，所述固定侵入式传感器为热电偶或能够与炉衬等效损耗的传感器，所述的第二系统为基于冲击回波法的单点或扫描式可移动监测系统；所述的方法包括如下步骤：1)根据第一系统的固定侵入式传感器数量位置确定第二系统的测点数量及具体位置，分别沿高炉圆周、高度方向在第一系统各传感器之间等距确定m1、m2个第二系统测点，m1≥1、m2≥0，根据实际需要确定上限；2)在步骤1)确定的测点位置及第一系统传感器位置处分别通过第二系统获得冲击回波信号，通过冲击装置施加瞬时机械冲击，通过可移动传感器采集冲击回波信号，每个测点采集n个信号，n≥5，各测点信号采集条件保持相同；在所述第一系统传感器位置处获得冲击回波信号为距离第一系统传感器位置≤100mm范围获得冲击回波信号；3)对步骤2)获得的冲击回波信号进行解析，通过快速傅立叶分析和最大熵法分析方法，获取显著频率f、显著时刻t等信号解析参数；所述信号解析参数为采集的n个信号中有效信号解析结果的平均值；4)通过第一系统获得固定传感器位置的炉衬剩余厚度，根据固定传感器植入深度l、传感器信号x的变化获得传感器位置的炉衬剩余厚度h；5)根据第一系统固定传感器处按步骤2)、3)获得的冲击回波信号及显著频率f、显著时刻t等参数，及按步骤4)获得的h，获得该处炉衬冲击回波拟合波速：式中h0为炉衬外壁厚度，μ为波速系数，受砖衬温度、具体材质等影响，0.85≤μ≤0.95；6)根据步骤3)、5)获得的炉衬冲击回波参数f、t、v获取第二系统测点炉衬剩余厚度：(7)定期对高炉按前述步骤进行监测，随时掌握炉衬侵蚀情况。2.根据权利要求1所述的一种基于冲击回波法的高炉炉衬监测方法，其特征在于，所述的步骤四中，炉衬剩余厚度h获得方法如下：1)热电偶传感器根据传热原理计算h；或根据进一步优化的传热原理算法、模型获得h；2)其它与炉衬等效损耗的传感器根据等效损耗原则由传感器剩余长度计算h＝l，式中l为植入传感器剩余长度，可以根据传感器信号x确定，在不同的监测方法中l与x存在各自对应关系。3.根据权利要求2所述的一种基于冲击回波法的高炉炉衬监测方法，其特征在于，热电偶传感器根据传热原理计算h，包括如下：常规单点双支热电偶h：式中λ1、λ2为不同温度导热系数，x1、x2为两点电偶温度，x0为侵蚀温度，通常取值11502CN112226561A权利要求书2/2页℃，l1、l2为两点电偶插入深度。3CN112226561A说明书1/6页一种基于冲击回波法的高炉炉衬监测方法技术领域[0001]本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种基于冲击回波法的高炉炉衬监测方法。背景技术[0002]随着高炉大型化发展和装备水平的提高，高炉长寿技术得到全面发展，世界范围内一些大型高炉一代炉役寿命已超过了20年。近年来我国高炉全炉体冷却、铜冷却壁、优质耐材、高炉监测以及软水密闭循环冷却系统等先进技术广泛应用，长寿方面也取得了显著进步，一些高炉寿命达到了15年以上。但另一方面我国高炉长寿发展很不均衡，高炉平均寿命仅为5～10年，尤其高炉炉缸烧穿案例仍燃屡有发生，说明与世界先进水平相比还存在差距。[0