一种鱼雷罐耐材材料内衬厚度在线监视方法与流程

1.本发明涉及一种监视方法，具体涉及一种鱼雷罐耐材材料内衬厚度在线监视方法，属于鱼雷罐监视技术领域。


背景技术：

2.目前鱼雷罐车的内衬保温结构，主要由永久层、浇注料、保温层组成，起到容纳铁水以及保温的作用，永久层多为粘土砖或者腊石砖，技术方案和施工方案比较成熟，在铁水输送过程中，铁水温度高到1500℃，并且含各种侵蚀成分，对内衬的冲刷比较严重，如果出现内衬冲刷严重的情况，造成铁水烧穿鱼雷罐的外壳，铁水外溢，引起烧毁铁路，引起整个铁钢运系统的破坏，高炉休风、转炉停产，给全流程钢铁厂产生严重的经济损失。但如何鉴别厚度是一个难题，因为鱼雷罐高温，即是空罐，温度也在1000℃，目前的测温仪工况满足不了，测厚成为行业的一个难题。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。


技术实现要素：

3.本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种鱼雷罐耐材材料内衬厚度在线监视方法，该技术方案可以通过鱼雷罐外壳温度的跟踪与检测，建立电流回路，监视电流的变化，同时推算出内衬厚度的多少，当厚度低于安全运行值时且电流超上限值时，系统给出警报，指导鱼雷罐下线检修，达到安全运行的目的。
4.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种鱼雷罐耐材材料内衬厚度在线监视方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
5.步骤1：确定鱼雷罐内衬16个测温点的位置；
6.步骤2：建立电动势回路；
7.步骤3：确定电流的上下限；
8.步骤4：跟踪下环线8个检测点的温度值；
9.步骤5、推测鱼雷罐耐材厚度的模拟值：
10.步骤6：运用电流值实时图和趋势图进行修正和完善。
11.作为本发明的一种改进，所述步骤1：确定鱼雷罐内衬16个测温点的位置，具体如下：
12.根据鱼雷罐内衬受铁水冲刷和侵蚀、耐材特性，根据罐容为320吨鱼雷罐装250吨铁水的位置，铁水液面一下20cm和鱼雷罐底部20cm为基准设置了两条环线，考虑到数据的相对可靠以及日常维护的需要，每个环线均匀分布4个点，共计16个测温点进行重点监视，上一个环线也即图示红色圆点区域，8个，鱼雷罐正反两侧，每侧各4个，为渣线区域，该区域与铁水直接冲击少，耐材内衬侵蚀少，厚度不发生变化，作为厚度对比的基准值；对应的下一环线，与上一环线8个检测点一一对应，处于鱼雷罐兑铁水的冲击区，受铁水冲击严重，耐材厚度逐步变薄，一代鱼雷罐炉龄后期风险较大，存在被铁水击穿的可能性，也即重点监视区，8个，鱼雷罐正反两侧，每侧各4个。
13.作为本发明的一种改进，步骤2：建立电动势回路,具体如下：确定好16个温度检测点后，预埋热电偶，用导线与电位差计连接在一起形成回路，由于上下两个对应点的温度存在差异，形成电流，电流的大小反馈出温度的差异，在同样的铁水温度下，电流越大反馈出两个热点偶的温度差异也大，间接反馈出厚度的差异在变大，形成了8个电路，将8个电流信号接入鱼雷罐车工控系统，实时监测电流的变化。
14.作为本发明的一种改进，所述步骤3：确定电流的上下限，具体如下：上限值：一代炉龄后期，下环线的厚度为最薄处，温度高，相应的温度差最大，电流最大，确定为上限值。下限值：一代炉龄初期，上、下环线的厚度基本一致，相应的温度差最小，电流最小，确定为下限值。
15.作为本发明的一种改进，步骤4：跟踪下环线8个检测点的温度值，具体如下：
16.鱼雷罐在线温度检测系统能够检测出鱼雷罐外壳全部表面的温度，并能够对温度进行记录、储存，特点是能够起到警示作用，容易查到每个外壳点的温度，但是不能与内部耐材的砌筑厚度反映出来，即温度高也不代表着风险大，温度低也不能代表风险小。为此，测温系统统计好8个监视点的大致数据区间，主要集中于220-300℃，基本可以归类为安全区间；300-320℃为存在风险的温度区间，连续10天出现(也即40次测温)，必须下线处理观察；320
--
350℃为较高风险温度区间，连续5天出现(也即20次测温)，必须下线处理观察；高于350℃，下线处理。
17.作为本发明的一种改进，所述步骤5、推测鱼雷罐耐材厚度的模拟值，具体如下：推测鱼雷罐耐材厚度的模拟值：根据下一环线的温度，我们通过耐材的导热系数，大致推算出目前的厚度。
18.1)确定好空罐与满罐的温度；
19.2)给定空罐时内衬时的温度；
20.3)确定好铁水的温度，铁水温度t1从高炉出铁时的温度进行取用；
21.4)鱼雷罐经过温度在线检测系统，测得温度t2；
22.5)计算铁水与外壳温度差值t3＝t2-t1；
23.6)根据热工计算公式，推断出内衬的厚度；(δ1*λ1 δ2*λ2 δ3*λ3
…
)＝t3＝t2-t1记即得出最内层δ1＝(t2-t1-δ2*λ2-δ3*λ3
-…
)/λ1*&；
24.λ——包衬砖的导热系数，w/(m
·
℃)；
25.δ——包衬的厚度；
26.&——修正系数，根据运行一段时间内，进行的修正值；
27.7)数据反馈，当取得测量温度值时，系统立即根据函数关系式，得出对应的厚度值，厚度值与标准值进行比对，如果小于，监控画面立即报警，采取一定的措施，减少继续运行的风险。
28.作为本发明的一种改进，步骤6：运用电流值实时图和趋势图进行修正和完善，具体如下：运用电流值实时图和趋势图，操作人员能直观的得出下环线受到侵蚀的情况，并且能够对具体的大致部位进行判断，估算温度值，理论分析鱼雷罐的内衬厚度，可以与实际侵蚀的厚度进行比较，然后对算法进行不断的修正，使得两者不断接近，一是为日常的运行提供监测，确保炉龄后期的安全运行；二是可以延长鱼雷罐耐材的使用周期，更经济运行；三是我们可以进一步探索局部砌筑工艺的改进和材料选型，使得鱼雷罐耐材的寿命继续提
高。
29.相对于现有技术，本发明具有如下优点，该方案通过检测鱼雷罐外壳的温度，在线检测温度系统，运用大数据库，得到鱼雷罐的16个重要部位温度范围，建立热电动势回路，建立8个电流曲线图；同时根据材料的导热系数，计算出最外层内衬的厚度，并建立温度与厚度的函数关系，当电流报警且厚度低于技术要求的标准值时，给予重视，鱼雷罐下线进行检修，有效避免铁水烧穿壳体事故，确保了安全操作。相对与目前国内无相关的跟踪鱼雷罐外壳温度和耐材厚度的情况，建立起了一套操作相对容易、监视方便且有效的监测和监控体系，同时该体系能不断完善、提升，能够在行业内具有一定的推广价值。
附图说明
30.图1为鱼雷罐整体结构示意图；
31.图2为电动势回路示意图；
32.图中：1为罐口，2为铁水，3为罐壳表面，4为耐火衬表面。
具体实施方式：
33.为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
34.实施例1：参见图1、图2，一种鱼雷罐耐材材料内衬厚度在线监视方法，所述方法包括以下步骤：
35.步骤1：确定鱼雷罐内衬16个测温点的位置；
36.步骤2：建立电动势回路；
37.步骤3：确定电流的上下限；
38.步骤4：跟踪下环线8个检测点的温度值；
39.步骤5、推测鱼雷罐耐材厚度的模拟值：
40.步骤6：运用电流值实时图和趋势图进行修正和完善。
41.所述步骤1：确定鱼雷罐内衬16个测温点的位置，具体如下：
42.根据鱼雷罐内衬受铁水冲刷和侵蚀、耐材特性，根据罐容为320吨鱼雷罐装250吨铁水的位置，铁水液面一下20cm和鱼雷罐底部20cm为基准设置了两条环线，考虑到数据的相对可靠以及日常维护的需要，每个环线均匀分布4个点，共计16个测温点进行重点监视，上一个环线也即图示红色圆点区域，8个，鱼雷罐正反两侧，每侧各4个，为渣线区域，该区域与铁水直接冲击少，耐材内衬侵蚀少，厚度不发生变化，作为厚度对比的基准值；对应的下一环线，与上一环线8个检测点一一对应，处于鱼雷罐兑铁水的冲击区，受铁水冲击严重，耐材厚度逐步变薄，一代鱼雷罐炉龄后期风险较大，存在被铁水击穿的可能性，也即重点监视区，8个，鱼雷罐正反两侧，每侧各4个。
43.步骤2：建立电动势回路,具体如下：确定好16个温度检测点后，预埋热电偶，用导线与电位差计连接在一起形成回路，由于上下两个对应点的温度存在差异，形成电流，电流的大小反馈出温度的差异，在同样的铁水温度下，电流越大反馈出两个热点偶的温度差异也大，间接反馈出厚度的差异在变大。形成了8个电路，将8个电流信号接入鱼雷罐车工控系统，实时监测电流的变化。
44.所述步骤3：确定电流的上下限，具体如下：上限值：一代炉龄后期，下环线的厚度
为最薄处，温度高，相应的温度差最大，电流最大，确定为上限值。
45.下限值：一代炉龄初期，上、下环线的厚度基本一致，相应的温度差最小，电流最小，确定为下限值。
46.所述步骤4：跟踪下环线8个检测点的温度值，具体如下：
47.鱼雷罐在线温度检测系统能够检测出鱼雷罐外壳全部表面的温度，并能够对温度进行记录、储存，特点是能够起到警示作用，容易查到每个外壳点的温度，但是不能与内部耐材的砌筑厚度反映出来，即温度高也不代表着风险大，温度低也不能代表风险小。为此，测温系统统计好8个监视点的大致数据区间，主要集中于220-300℃，基本可以归类为安全区间；300-320℃为存在风险的温度区间，连续10天出现(也即40次测温)，必须下线处理观察；320
--
350℃为较高风险温度区间，连续5天出现(也即20次测温)，必须下线处理观察；高于350℃，下线处理。
48.所述步骤5、推测鱼雷罐耐材厚度的模拟值，具体如下：推测鱼雷罐耐材厚度的模拟值：根据下一环线的温度，我们通过耐材的导热系数，大致推算出目前的厚度。
49.1)确定好空罐与满罐的温度；
50.2)给定空罐时内衬时的温度；
51.3)确定好铁水的温度，铁水温度t1从高炉出铁时的温度进行取用；
52.4)鱼雷罐经过温度在线检测系统，测得温度t2；
53.5)计算铁水与外壳温度差值t3＝t2-t1；
54.6)根据热工计算公式，推断出内衬的厚度；(δ1*λ1 δ2*λ2 δ3*λ3
…
)＝t3＝t2-t1记即得出最内层δ1＝(t2-t1-δ2*λ2-δ3*λ3
-…
)/λ1*&；
55.λ——包衬砖的导热系数，w/(m
·
℃)；
56.δ——包衬的厚度；
57.&——修正系数，根据运行一段时间内，进行的修正值；
58.7)数据反馈，当取得测量温度值时，系统立即根据函数关系式，得出对应的厚度值，厚度值与标准值进行比对，如果小于，监控画面立即报警，采取一定的措施，减少继续运行的风险。
59.步骤6：运用电流值实时图和趋势图进行修正和完善，具体如下：运用电流值实时图和趋势图，操作人员能直观的得出下环线受到侵蚀的情况，并且能够对具体的大致部位进行判断，估算温度值，理论分析鱼雷罐的内衬厚度，可以与实际侵蚀的厚度进行比较，然后对我们的算法进行不断的修正，使得两者不断接近，一是为日常的运行提供监测，确保炉龄后期的安全运行；二是可以延长鱼雷罐耐材的使用周期，更经济运行；三是我们可以进一步探索局部砌筑工艺的改进和材料选型，使得鱼雷罐耐材的寿命继续提高。
60.需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。