Спосіб контролю стану футерівки металоприймача доменної печі

Спосіб контролю стану футерівки металоприймача доменної печі, що включає вимірювання температури у вуглецевих блоках футерівки стін металоприймача за допомогою закладених в блоки термопар при кількості термопар не менше двох 3 доменных печей // Сталь.-1997.-№ 10.- С. 4-9.). Методика передбачає вимірювання температури в окремих точках вуглецевих блоків на кожному радіусі сектору і в кожному поясі по висоті металоприймача, де ведеться контроль стану футерівки. На основі цієї інформації визначається поточна сумарна товщина футерівки і гарнісажу шляхом рішення зворотної стаціонарної задачі теплопровідності через циліндричну стінку. Недоліком прототипу є те, що при рішенні вказаної задачі використовується теплопровідність вуглецевих блоків і не враховується, що теплопровідність гарнісажу значно нижча за теплопровідність вуглецевих вогнетривів. Це підтвердили випробування проб гарнісажу, відібраних на доменних печах при проведенні капітального ремонту І розряду. У зв'язку з цим знижується точність визначення сумарної товщини вуглецевої футерівці і гарнісажу, а головне відсутня можливість достовірної оцінки залишкової товщини вуглецевої футерівки, що найважливіше для діагностики можливостей прориву горна і обґрунтованого прийняття рішення про необхідність проведення дорогого капітального ремонту І розряду. У основу способу контролю стану футерівки металоприймача доменної печі поставлено завдання достовірного розрахунку залишкової товщини вуглецевих блоків вогнетривкої кладки горна доменної печі шляхом визначення, при максимально досягнутої за час експлуатації системи контролю різниці в показаннях термопар, встановлених на одному радіусі, залишкової товщини стійкого вуглецевого футерування з відомими характеристиками теплопровідності. При цьому поточна товщина гарнісажу визначається рішенням зворотної задачі теплопровідності при поточній різниці показань термопар одного радіусу по величині додаткового теплового опору гарнісажу на кожному радіусі, що вибраний для контролю. Поставлене завдання досягається тим, що забезпечується аналіз різниці в показаннях термопар, закладених у футерування уздовж кожного радіусу контролю, впродовж тривалого періоду роботи системи контролю. Різниця температур, що максимально досягається в футерівці, свідчить про максимальний тепловий потік і відповідає періоду роботи доменної печі, коли нестійкий гарнісаж в місці контролю відсутній. При кожному максимальному значенні досягнутої різниці температур, уздовж радіусу контролю визначається товщина в місці контролю залишкової вуглецевої футерівки з урахуванням її паспортної теплопровідності. Поточну товщину гарнісажу із заданою теплопровідністю визначають при поточній різниці показань термопар уздовж одного радіусу по величині додаткового теплового опору гарнісажу на кожному радіусі, вибраному для контролю. Спосіб контролю стану футерівки металоприймача доменної печі, що заявляється, реалізується таким чином. Кожен цикл розрахунку починається з оцінки величини теплового потоку через циліндричну стінку металоприймача по формулі: 54485 4 Q 2 l t1 t 2 , Bт, ln r2 / r1 , Вт м К; де - коефіцієнт теплопровідності, l - висота поясу, м; t1 t 2 і - температури в точках 1 і 2, °С; r1 r2 і - радіуси точок 1 і 2, м. Якщо в місці контролю спостерігається максимальний тепловий потік за аналізований період, що виражається в максимальній різниці температур в показаннях термопар, розраховується і запам'ятовується товщина стійкої вуглецевої футерівки. Подальший розрахунок зводиться до рішення зворотної стаціонарної задачі теплопровідності. Метод контролю стану футерівки металоприймача реалізується таким чином. Визначається координата футерівки при максимальному тепловому потоці: 2 lб ф tвн tm rф rm exp , м, Q , t вн де - температура внутрішньої поверхні футерівки,°С; rm - радіус закладки термопари, м; tm - температура, що реєструється термопарою, °С; Q - тепловий потік, Вт; ф Вт м К; - теплопровідність футерівки, lб - висота блоку, м. При поточному тепловому потоці, який є меншим максимально досягнутого, визначається сумарний тепловий опір циліндричної стінці по формулі: tвн г tm 2 R , м К / Вт Q , t вн г де - температура внутрішньої поверхні гарнисажу, °С. Сумарний тепловий опір може бути представлений: R де Rг Rф Rф Rг , м2К / Вт , - тепловий опір футерівки, м2К/Вт; - тепловий опір гарнисажу, м2К/Вт. Тепловий опір футерівки розраховується по формулі: ln rm / rф Rф , м2К / Вт 2 l ф , Радіус внутрішньої поверхні шару гарнисажу визначається по формулі: rг rф exp Rг 2 l г , м , 5 Вт м К. де - теплопровідність гарнисажу, Перевірку адекватності способу контролю стану футерівки металоприймача, що заявляється, здійснили з використанням даних про показання термопар, закладених в периферійні вуглецеві блоки доменної печі. Використовувалася інформація за 2007 рік напередодні зупинки доменної печі на капітальний ремонт І розряду. Для перевірки були проведені розрахунки радіусів внутрішніх границь стійкої частки вуглецевої футерівки і гарнісажу на рівнях +6200 мм і +7200 мм, по яких були дані досліджень стану футерівки після видування печі. Перевірка показала хорошу відповідність прогнозних оцінок реальному стану футерівки. На фігурах 1 та 2 наведено результати оцінки стану футерівки металоприймача доменної печі на рівнях, відповідно, +6200 мм і +7200 мм у вигляді полярних графіків, де показані данні для 16 г 54485 6 радіусів (перетинів) контролю. Початкові проектні межі вуглецевої футерівки показані жирними лініями, межі стійкої вуглецевої футерівки зображені тонкою суцільною лінією, а контури внутрішніх кордонів нестійкого гарнісажу - пунктирною лінією. На фігурах 3 та 4 показані характерні графіки зміни внутрішніх кордонів стійкої вуглецевої футерівки і гарнісажу в перетині 1 на рівнях, відповідно, +6200 мм і +7200 мм протягом року. Вісь X - час в днях, а вісь Y - радіус в метрах. Наявність способу контролю стану футерівки металоприймача доменної печі дозволяє в порівнянні із прототипом поліпшити наступні показники: - достовірно розраховувати залишкову товщину вуглецевих блоків вогнетривкої кладки і здійснювати контроль поточної товщини гарнісажу в горні доменної печі на кожному радіусі, вибраному для контролю. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 54485 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601