RU2243265C2 - Method of detection of burn-out in cooled thermal unit - Google Patents
Method of detection of burn-out in cooled thermal unitInfo
- Publication number
- RU2243265C2 RU2243265C2 RU2002129284/02A RU2002129284A RU2243265C2 RU 2243265 C2 RU2243265 C2 RU 2243265C2 RU 2002129284/02 A RU2002129284/02 A RU 2002129284/02A RU 2002129284 A RU2002129284 A RU 2002129284A RU 2243265 C2 RU2243265 C2 RU 2243265C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- burnout
- temperature
- unit
- thermal
- thermal unit
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 29
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 25
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 210000004894 snout Anatomy 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Blast Furnaces (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам контроля тепловых процессов в металлургии, в частности к способам контроля теплового состояния доменных фурм, и может быть использовано в любых тепловых агрегатах с жидкостным или воздушным охлаждением.The invention relates to methods for controlling thermal processes in metallurgy, in particular to methods for controlling the thermal state of domain tuyeres, and can be used in any thermal units with liquid or air cooling.
Известны способы обнаружения прогара воздушных фурм доменных печей с давлением воды, охлаждающей фурмы, меньшим давления печных газов в фурменной зоне, и для печей с давлением охлаждающей воды, большим давления печных газов.Known methods for detecting burnout of air tuyeres of blast furnaces with water pressure cooling the tuyeres less than the pressure of the furnace gases in the tuyere zone, and for furnaces with cooling water pressure greater than the pressure of the furnace gases.
В случае, когда давление воды, охлаждающей фурму, меньше давления печных газов в фурменной зоне, в основном используют различные методы, основанные на обнаружении пузырьков газа в отводящей воде. Например, в А.С. СССР №230841, 1968 г., С 21 В 7/10 описывается разделительный сосуд, в котором с появлением газа в отводящей воде образуется газовая среда с избыточным давлением, что указывает на прогар фурмы. Обнаруживают газовую среду акустическим методом (а.с. ЧССР №8143-71, 1975 г., МПК С 21 В 7/10, с 21 В 7/24), оптическим методом по изменению спектральных характеристик, проходящих сквозь отводящую воду луча (а.с. СССР №836105, 1981, МПК С 21 В 7/24), по изменению параметров пропускаемого сквозь отводящую воду электрического тока (а.с. СССР №1488308, 1989 г., С 21 В 7/24).In the case where the pressure of the water cooling the tuyere is less than the pressure of the furnace gases in the tuyere zone, various methods are mainly used based on the detection of gas bubbles in the exhaust water. For example, in A.S. USSR No. 230841, 1968, С 21 В 7/10 describes a separation vessel in which a gas medium with excess pressure is formed with the appearance of gas in the discharge water, which indicates burnup of the lance. The gaseous medium is detected by the acoustic method (AS Czechoslovakia No. 8143-71, 1975, IPC C 21 V 7/10, c 21 V 7/24), by the optical method for changing the spectral characteristics passing through the beam discharge water (a USSR USSR No. 836105, 1981, IPC C 21 V 7/24), by changing the parameters of the electric current passed through the discharge water (AS USSR No. 1488308, 1989, C 21 V 7/24).
В случае, когда давление охлаждающей воды больше давления печных газов, прогар обнаруживают, например, по уменьшению расхода воды на выходе фурмы с помощью индукционных расходомеров (а.с. СССР №1118686, МПК С 21 В 7/24, 1983 г.) Такой способ приемлем только для доменных печей, у которых давление печных газов в фурменной зоне меньше давления воды, охлаждающей фурму: при прогаре фурмы часть водяного потока попадает в печь, а уменьшение потока воды на выходе из фурмы регистрируется расходомером. Однако для доменных печей, где давление воды, охлаждающей фурмы, меньше давления газов, этот способ неприемлем, так как в случае прогара фурмы поток воды на ее выходе не уменьшается, а в прогарное отверстие из печи попадает газ. Кроме того, индукционные расходомеры регистрируют лишь поток охлаждающей воды на входном и выходном трубопроводах фурмы, но никак не изменение теплового состояния фурмы. Прогар регистрируют опосредованно, фиксируя уменьшение потока, но это изменение может быть обусловлено не только прогаром фурмы, а обычным порывом в системе охлаждения.In the case when the pressure of the cooling water is greater than the pressure of the furnace gases, burnout is detected, for example, by reducing the flow rate of water at the outlet of the lance using induction flow meters (AS USSR No. 1118686, IPC C 21 V 7/24, 1983). the method is acceptable only for blast furnaces in which the pressure of the furnace gases in the tuyere zone is less than the pressure of the water cooling the tuyere: when the tuyere burns out, part of the water flow enters the furnace, and a decrease in the water flow at the outlet of the tuyere is recorded by a flow meter. However, for blast furnaces, where the pressure of the water cooling the tuyeres is less than the gas pressure, this method is unacceptable, since in the case of burnup of the tuyere, the water flow at its outlet does not decrease, and gas enters the burnout hole from the furnace. In addition, induction flow meters record only the flow of cooling water at the inlet and outlet pipelines of the lance, but not the change in the thermal state of the lance. Burnout is recorded indirectly, fixing a decrease in flow, but this change can be caused not only by burnup of the lance, but by a usual rush in the cooling system.
Известен способ контроля температуры газов в фурменной зоне (патент РФ №2042715, С 21 В 7/24), включающий измерение температуры носка фурмы, скорость ее изменения, а также температуру охлаждающей воды на входе и выходе из фурмы. При этом температуру газов в фурменной зоне определяют в зависимости от температуры носка фурмы, скорости ее изменения и разности температур охлаждающей воды на входе и выходе фурмы. Способ позволяет контролировать тепловое состояние в фурменной зоне по вычисляемой температуре газов.A known method of controlling the temperature of gases in the tuyere zone (RF patent No. 2042715, C 21 V 7/24), including measuring the temperature of the lance toe, its rate of change, as well as the temperature of the cooling water at the inlet and outlet of the lance. In this case, the temperature of the gases in the tuyere zone is determined depending on the temperature of the tuyere tip, its rate of change, and the temperature difference of the cooling water at the tuyere inlet and outlet. The method allows to control the thermal state in the tuyere zone according to the calculated temperature of the gases.
Этим способом невозможно установить факт прогара фурмы потому, что вычисление температуры газов в фурменной зоне по этому способу не позволяет определить тепловое состояние непосредственно фурмы, соответствующее ее прогару. Измеряемых в данном способе параметров недостаточно для определения факта прогара фурмы. Для этого необходимо заранее определить характер изменения разности температур охлаждающей воды на входе и выходе фурмы в процессе ее прогара.In this way, it is impossible to establish the fact that the tuyere burns out because the calculation of the temperature of gases in the tuyere zone using this method does not allow one to determine the thermal state of the tuyere directly corresponding to its burnout. The parameters measured in this method are not enough to determine the burnout of the lance. For this, it is necessary to determine in advance the nature of the change in the temperature difference of the cooling water at the inlet and outlet of the lance during its burnout.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков в части способа обнаружения прогара стенок тепловых агрегатов является устройство для обнаружения повреждений охлаждаемых элементов доменной печи (патент РФ №2061054, МПК6 С 21 В 7/10, С 21 В 7/24) в системе испарительного охлаждения, включающее теплообменник, содержащий охлаждаемый водой змеевик и датчик температуры. При этом для обнаружения повреждений, в том числе и прогаров, в системе испарительного охлаждения теплообменник соединен с барабаном-сепаратором этой системы, а датчики температуры установлены на входе и выходе змеевика. Устройство работает в случае, когда давление пара в системе испарительного охлаждения меньше, чем давление газов в печи.The closest set of essential features in terms of the method for detecting burnout of the walls of thermal units is a device for detecting damage to cooled elements of a blast furnace (RF patent No. 2061054, IPC 6 C 21 V 7/10, C 21 V 7/24) in an evaporative cooling system, comprising a heat exchanger comprising a water-cooled coil and a temperature sensor. Moreover, to detect damage, including burnouts, in the evaporative cooling system, the heat exchanger is connected to the drum-separator of this system, and temperature sensors are installed at the inlet and outlet of the coil. The device works when the vapor pressure in the evaporative cooling system is less than the gas pressure in the furnace.
Система работает следующим образом. Газ проникает в систему испарительного охлаждения через прогоревший участок холодильника, смешивается с пароводяной смесью и поступает в барабан-сепаратор через теплообменник. Здесь пар конденсируется на поверхности змеевика с охлаждающей его водой. При этом на выходе змеевика температура воды повышается на 30÷50°С, что указывает на прогар в системе охлаждения.The system operates as follows. Gas enters the evaporative cooling system through the burnt portion of the refrigerator, mixes with the steam-water mixture and enters the drum-separator through the heat exchanger. Here, the vapor condenses on the surface of the coil with its cooling water. At the same time, at the coil outlet, the water temperature rises by 30 ÷ 50 ° C, which indicates burnout in the cooling system.
Такая система обнаружения прогара не применима в случае, когда давление газов в доменной печи или в любом другом тепловом агрегате ниже давления в системе охлаждения. В связи с этим датчики температуры устанавливаются непосредственно на входе и выходе охлаждающего потока каждого теплового агрегата.Such a burnout detection system is not applicable when the gas pressure in the blast furnace or in any other thermal unit is lower than the pressure in the cooling system. In this regard, temperature sensors are installed directly at the inlet and outlet of the cooling flow of each thermal unit.
В основу изобретения поставлена задача раннего и безошибочного обнаружения прогара теплового агрегата с жидкостным или воздушным охлаждением.The basis of the invention is the task of early and error-free detection of burnout of a thermal unit with liquid or air cooling.
Задача безошибочного обнаружения прогара охлаждаемого теплового агрегата решается тем, что измеряют разность температуры входящего и выходящего потоков охлаждающего агрегат хладагента. Определяют скорость измерения разности температур входящего и выходящего потоков охлаждающего агрегат хладагента и при одновременном повышении разности и скорости изменения разности температур входящего и выходящего потоков охлаждающего агрегат хладагента заранее определенных предельно допустимых их значений регистрируют прогар стенки теплового агрегата.The task of error-free detection of burnout of a cooled thermal unit is solved by measuring the temperature difference between the incoming and outgoing flows of the cooling refrigerant unit. The speed of measuring the temperature difference between the inlet and outlet flows of the cooling unit of the refrigerant is determined, and while the difference in temperature and the rate of change of the temperature difference of the incoming and outgoing flows of the cooling unit of the refrigerant are increased, their burnout of the wall of the heat unit is recorded at predetermined maximum permissible values.
В лучшем варианте выполнения способа температуру измеряют прибором с временем установления не более заранее определенного времени прогара стенки данного теплового агрегата.In the best embodiment of the method, the temperature is measured by the device with a settling time of not more than a predetermined burnout time of the wall of the given thermal unit.
Признаки, общие с прототипом:Signs common to the prototype:
измеряют температуру входящего и выходящего потоков охлаждающего агрегат хладагента;measure the temperature of the inlet and outlet flows of the cooling unit of the refrigerant;
определяют разность температуры входящего и выходящего потоков охлаждающего агрегат хладагента.determine the temperature difference between the incoming and outgoing flows of the cooling unit of the refrigerant.
Новые признаки:New signs:
определяют скорость изменения разности температур входящего и выходящего потоков охлаждающего агрегат хладагента;determine the rate of change of the temperature difference of the incoming and outgoing flows of the cooling refrigerant unit;
заранее определяют разность температур охлаждающего агрегат хладагента на входе и выходе фурм, а также скорость изменения этой разности, которые соответствуют моменту прогара охлаждаемого теплового агрегата;pre-determine the temperature difference between the cooling unit of the refrigerant at the inlet and outlet of the tuyeres, as well as the rate of change of this difference, which correspond to the moment of burnout of the cooled thermal unit;
прогар стенки теплового агрегата регистрируют при одновременном превышении предельно допустимых значений разности температуры входящего и выходящего потоков охлаждающего агрегат хладагента и скорости ее изменения.burnout of the wall of the thermal unit is recorded while simultaneously exceeding the maximum permissible values of the temperature difference of the incoming and outgoing flows of the cooling refrigerant unit and its rate of change.
Известно, что температура в тепловых агрегатах значительно выше температуры хладагента. Например, в доменной печи температура равняется 1400-1700°С, а температура хладагента не более 250°С даже для паровоздушной системы охлаждения. Поэтому во время прогара теплового агрегата за счет появления большого градиента температур между местом прогара и прилегающим к немку потоком хладагента последний перегревается и переносит дополнительное тепло к выходному датчику температуры. Независимо от того, больше давление хладагента, чем в тепловом агрегате или меньше, увеличение теплового потока в хладагент за счет исчезновения в результате прогара части стенки холодильника произойдет либо за счет теплопередачи, либо за счет прямого теплового излучения через отверстие или щель прогара.It is known that the temperature in thermal units is much higher than the temperature of the refrigerant. For example, in a blast furnace, the temperature is 1400-1700 ° C, and the refrigerant temperature is not more than 250 ° C, even for a steam-air cooling system. Therefore, during a burnout of a thermal unit due to the appearance of a large temperature gradient between the burnout site and the adjacent refrigerant flow, the latter overheats and transfers additional heat to the output temperature sensor. Regardless of the fact that the pressure of the refrigerant is greater than or less in the thermal unit, the increase in the heat flux to the refrigerant due to the disappearance of part of the refrigerator wall due to burnout will occur either due to heat transfer, or due to direct thermal radiation through the burnout opening or slot.
Поставленная задача решается регистрацией разности температуры воды на входе и выходе теплового агрегата Δt° больше предельно допустимой величины t°крит. При этом Δt°крит заранее определяется для конкретной конструкции теплового агрегата (в частности фурмы) по факту прогара. Вероятность предстоящего прогара регистрируется по непрерывному росту разности температур входящего и выходящего хладагента до критического значения и дальнейшему резкому снижению ее после образования прогарного отверстия.The problem is solved by recording the difference in water temperature at the inlet and outlet of the heat unit Δt ° is greater than the maximum permissible value t ° crit . In this case, Δt ° crit is determined in advance for a specific design of the thermal unit (in particular tuyeres) upon burnout. The probability of an impending burnout is recorded by a continuous increase in the temperature difference between the incoming and outgoing refrigerant to a critical value and its further sharp decrease after the formation of the burn-out hole.
Используя малоинерционные и достаточно чувствительные датчики для измерения температуры воды на входе и выходе теплового агрегата, можно определять не только тепловое состояние теплового агрегата, но и момент прогара теплового агрегата.Using low-inertia and sufficiently sensitive sensors to measure the temperature of the water at the inlet and outlet of the thermal unit, it is possible to determine not only the thermal state of the thermal unit, but also the moment of burnout of the thermal unit.
Известно, что длительность процесса прогара теплового агрегата от момента соприкосновения с тепловым источником, имеющим температуру и теплоемкость, достаточную для плавления материала теплового агрегата, до образования прогарного отверстия составляет единицы секунд.It is known that the duration of the burnout of a thermal unit from the moment of contact with a heat source having a temperature and heat capacity sufficient to melt the material of the thermal unit to the formation of a burnout hole is one second.
Любой тепловой агрегат, содержащий охлаждающую рубашку, так же как и водоохлаждаемая фурма доменной печи, имеет аналогичный механизм прогара стенки охлаждающей рубашки. В зависимости от материала стенки, ее толщины, коэффициента теплопроводности, а также от условий охлаждения и свойств хладагента критическая разность температуры хладагента на входе и выходе, соответствующая прогару, будет различной, но однозначной для каждого теплового агрегата. Аналогично и скорость изменения разности температур, характеризующая прогар для данного теплового агрегата, также будет однозначна.Any thermal unit containing a cooling jacket, as well as a water-cooled tuyere of a blast furnace, has a similar mechanism for burning out the walls of the cooling jacket. Depending on the wall material, its thickness, thermal conductivity coefficient, as well as on the cooling conditions and properties of the refrigerant, the critical difference in the temperature of the refrigerant at the inlet and outlet, corresponding to burnout, will be different, but unique for each thermal unit. Similarly, the rate of change of the temperature difference, which characterizes burnout for a given thermal unit, will also be unambiguous.
Иногда при слабом источнике прогара возникает небольшое прогарное отверстие, которое в течение короткого времени (десятки и даже единицы секунд) может временно зашлаковаться материалом источника прогара, образуя потенциально опасную зону. Поэтому для регистрации быстропротекающих процессов прогара необходимо производить измерение температуры хладагента малоинерционными термодатчиками с временем установления температуры не более одной секунды.Sometimes, with a weak source of burnout, a small burnout hole appears, which for a short time (tens or even a few seconds) can be temporarily slagged by the material of the burnout source, forming a potentially dangerous zone. Therefore, to register fast-burning burnout processes, it is necessary to measure the temperature of the refrigerant with low-inertia temperature sensors with a temperature establishment time of no more than one second.
Например, в качестве таких датчиков могут быть использованы малоинерционные полупроводниковые микросхемные генераторы, где скважность импульсов является функцией температуры. При этом в отличие от аналоговых термопреобразователей (термопары, термосопротивления) такой цифровой преобразователь позволяет существенно снизить уровень электромагнитных помех и при малых размерах (меньше 0,1 см3) встраивать его в трубопровод хладагента.For example, low-inertia semiconductor microcircuit generators can be used as such sensors, where the duty cycle of the pulses is a function of temperature. In this case, unlike analog thermocouples (thermocouples, thermoresistance), such a digital converter can significantly reduce the level of electromagnetic interference and, at small sizes (less than 0.1 cm 3 ), integrate it into the refrigerant piping.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
Измеряют температуру на входном и выходном трубопроводах фурменного хладагента, регистрируют разность этих температур для каждого теплового агрегата и следят за ходом ее изменения во времени. В случае прогара теплового агрегата или разрыва ее по сварочному шву происходит резкое возрастание температуры исходящего из теплового агрегата потока воды, а следовательно, и регистрируемой разности температур Δt°=t°вых - t°вх до критического значения. Причем критическое значение разности температур, соответствующей прогару, определяется заранее для данной конструкции теплового агрегата другим известным способом. Заранее определяется и характер нарастания и спада разности температур Δ(t°=t°вых - t°вх) для прогоревшего теплового агрегата. Сравнивая регистрируемую разность t° с критическими параметрами при прогаре (уровень Δt°крит) и характер нарастания Δt° с последующим спадом, определяют факт прогара по превышению или достижению этих критических параметров.The temperature at the inlet and outlet pipelines of the tuyere refrigerant is measured, the difference in these temperatures for each thermal unit is recorded, and its progress over time is monitored. In the event of a burnout of a thermal unit or its rupture along the weld, a sharp increase in the temperature of the water flow coming from the thermal unit, and, consequently, of the recorded temperature difference Δt ° = t ° out - t ° in to a critical value. Moreover, the critical value of the temperature difference corresponding to burnout is determined in advance for a given design of the thermal unit in another known manner. The nature of the rise and fall of the temperature difference Δ (t ° = t ° out - t ° in ) for a burnt out thermal unit is determined in advance. Comparing the recorded difference t ° with critical parameters during burnout (level Δt ° crit ) and the nature of the increase Δt ° with a subsequent decline, determine the fact of burnout by exceeding or achieving these critical parameters.
Заранее определить критическое значение разности температур входящего и выходящего хладагента и скорость ее изменения можно различными способами. Например, на входной и выходной трубопроводы хладагента устанавливают датчики температуры и с помощью преобразующих устройств визуализируют в виде графика на экране дисплея функцию “разность температур” - “время”. Если диспетчер (или специально разработанная электронная следящая система, например, в виде компьютерной программы) фиксирует резкое увеличение Δt° и последующий ее спад, то это и есть сигнал вероятного прогара. Для утверждения абсолютного факта прогара дежурный оператор (или специалист по обслуживанию теплового агрегата) визуально определяет его по характерным признакам (помутнение отводящей воды, характерный шум вблизи теплового агрегата, “запотевание” смотрительного стеклянного окошка и др.). Существует прямой способ фиксации факта прогара. Во время технологических пауз, например во время окончания выпуска чугуна, фурму с предполагаемым прогаром вынимают и осматривают на предмет прогара. Зафиксированная на графике разность температур будет опорным параметром для определения прогара в дальнейшем.It is possible to determine in advance the critical value of the temperature difference between the incoming and outgoing refrigerant and the rate of its change in various ways. For example, temperature sensors are installed on the inlet and outlet pipelines of the refrigerant and using the conversion devices they visualize the function “temperature difference” - “time” on the display screen. If the dispatcher (or a specially developed electronic tracking system, for example, in the form of a computer program) detects a sharp increase in Δt ° and its subsequent decline, then this is a signal of a probable burnout. To confirm the absolute fact of burnout, the operator on duty (or a specialist in the maintenance of the thermal unit) visually determines it by characteristic signs (turbidity of the outlet water, characteristic noise near the thermal unit, “fogging” of the sight glass window, etc.). There is a direct way to record burnout. During technological breaks, for example, at the end of the production of pig iron, the lance with the expected burnout is removed and inspected for burnout. The temperature difference recorded on the graph will be a reference parameter for determining burnout in the future.
Второй опорный параметр - критическая скорость изменения разности температур хладагента на входе и выходе теплового агрегата - определяется как производная по времени функции “разность температур” - “время” в момент прогара. Далее на конкретном примере показан момент прогара фурмы, где Δtкрит=12°С, а производная функции в области Δtкрит (крутизна) равна 1°С за 10 секунд.The second reference parameter - the critical rate of change of the temperature difference of the refrigerant at the inlet and outlet of the heat unit - is defined as the time derivative of the function “temperature difference” - “time” at the time of burnout. The following example shows the burnup time of the tuyere, where Δt crit = 12 ° С, and the derivative of the function in the region Δt crit (steepness) is 1 ° С in 10 seconds.
По предлагаемому способу разработана и внедрена на ОАО “Алчевский металлургический комбинат” система контроля теплового состояния воздушных фурм на доменной печи №3, позволяющая определять прогар фурм.According to the proposed method, a system for monitoring the thermal state of air tuyeres at blast furnace No. 3 was developed and introduced at Alchevsk Iron and Steel Works OJSC, which allows determining burnout of tuyeres.
На чертеже изображен график изменения разности температур воды на входе и выходе фурмы.The drawing shows a graph of the difference in temperature of water at the inlet and outlet of the lance.
Участок I соответствует ситуации, когда потенциальный источник прогара подошел близко к фурме и вызвал повышение разности температур входящего и выходящего потоков воды до 10°С, но не привел к прогару, так как это значение меньше критического (12°С). Участок II можно интерпретировать как отход источника перегрева и восстановление нормальной разности температур (≈6°С). Точке III соответствует момент прогара фурмы с одновременным достижением критических значений разности температур (12°С) и скорости изменения Δt° (1°C за 10 секунд). При этом оператором было замечено резкое уменьшение потока воды на выходе фурмы и “запотевание” смотрового окошка, что явно свидетельствовало о прогаре фурмы. Участок IV характеризуется резким снижением температуры воды на выходе фурмы (соответственно и резким снижением разности температур). Как показал последующий осмотр прогоревшей фурмы, отверстие прогара было так велико, что большая часть воды попала в печь. Поэтому датчик температуры на выходном трубопроводе в большей степени охлаждался окружающим воздухом, чем нагревался малым количеством отводящей воды. Участок V соответствует процессу замены фурмы, точка VI - моменту начала подачи воды в замененную фурму. Пик VII характеризует процесс отвода тепла водой от успевшего нагреться рыла замененной фурмы. Наконец, участок VIII отражает нормальный режим работы замененной фурмы. На графике имеются участки с резко выраженными изменениями температур, где скорость изменения разности температур не менее чем критическая 1°С за 10 секунд (например, пик VII, всплески вблизи точки III). Однако значения разности температур при этом не достигают критического значения 12°С. Лишь при одновременном достижении разности температур и скорости ее изменения критических значений (точка III) устанавливается факт прогара фурмы.Section I corresponds to the situation when the potential source of burnout came close to the lance and caused an increase in the temperature difference between the incoming and outgoing water flows to 10 ° C, but did not lead to burnout, since this value is less than critical (12 ° C). Section II can be interpreted as a waste of the source of overheating and the restoration of the normal temperature difference (≈6 ° C). Point III corresponds to the burnup time of the lance with the simultaneous achievement of critical values of the temperature difference (12 ° C) and the rate of change Δt ° (1 ° C in 10 seconds). At the same time, the operator noticed a sharp decrease in the water flow at the exit of the lance and “fogging” of the inspection window, which clearly indicated a burn-out of the lance. Section IV is characterized by a sharp decrease in the temperature of the water at the exit of the lance (respectively, and a sharp decrease in the temperature difference). As the subsequent inspection of the burnt-out tuyere showed, the burnout hole was so large that most of the water fell into the furnace. Therefore, the temperature sensor at the outlet pipe was cooled to a greater extent by the surrounding air than heated by a small amount of outlet water. Section V corresponds to the process of replacing the tuyeres, point VI - to the moment of the beginning of water supply to the replaced tuyere. Peak VII characterizes the process of heat removal by water from a snout of a replaced tuyere that has managed to warm up. Finally, Section VIII reflects the normal operation of the replaced tuyere. The graph contains areas with pronounced temperature changes, where the rate of change of the temperature difference is not less than critical 1 ° C in 10 seconds (for example, peak VII, bursts near point III). However, the values of the temperature difference do not reach a critical value of 12 ° C. Only with the simultaneous achievement of the temperature difference and the rate of change of critical values (point III) is the fact of burnup of the lance established.
Предлагаемый способ позволяет не только регистрировать прогар теплового агрегата, но и динамику теплового состояния как каждого теплового агрегата в отдельности, так и фурменной зоны в целом.The proposed method allows not only to record burnout of the thermal unit, but also the dynamics of the thermal state of each thermal unit separately, and the tuyere zone as a whole.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2001117775A UA49344C2 (en) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | A method of a heating station burning through determination |
| UA2001117775 | 2001-11-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002129284A RU2002129284A (en) | 2004-05-27 |
| RU2243265C2 true RU2243265C2 (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=34391215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002129284/02A RU2243265C2 (en) | 2001-11-14 | 2002-11-04 | Method of detection of burn-out in cooled thermal unit |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2243265C2 (en) |
| UA (1) | UA49344C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2604549C1 (en) * | 2015-11-13 | 2016-12-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of determining moment of replacement of air tuyere of blast furnace with heat insulation of inner shell |
| RU2613834C1 (en) * | 2015-10-22 | 2017-03-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for control of air tuyere of blast furnace with thermal insulation from blasting channel |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1237437A1 (en) * | 1983-07-28 | 1986-06-15 | Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова | Installation for manufacturing prestressed reinforced prismatic parts |
| SU1447859A1 (en) * | 1987-02-23 | 1988-12-30 | Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина | Method of monitoring wholeness of blast furnace cooling components |
| RU2061054C1 (en) * | 1992-06-23 | 1996-05-27 | Малое коллективное предприятие "Домна" | Device for detection of injuries of cooled members of blast furnace |
| RU2087541C1 (en) * | 1995-05-15 | 1997-08-20 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Method of detection of damage to cooling system of metallurgical furnace |
-
2001
- 2001-11-14 UA UA2001117775A patent/UA49344C2/en unknown
-
2002
- 2002-11-04 RU RU2002129284/02A patent/RU2243265C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1237437A1 (en) * | 1983-07-28 | 1986-06-15 | Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова | Installation for manufacturing prestressed reinforced prismatic parts |
| SU1447859A1 (en) * | 1987-02-23 | 1988-12-30 | Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина | Method of monitoring wholeness of blast furnace cooling components |
| RU2061054C1 (en) * | 1992-06-23 | 1996-05-27 | Малое коллективное предприятие "Домна" | Device for detection of injuries of cooled members of blast furnace |
| RU2087541C1 (en) * | 1995-05-15 | 1997-08-20 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Method of detection of damage to cooling system of metallurgical furnace |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2613834C1 (en) * | 2015-10-22 | 2017-03-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for control of air tuyere of blast furnace with thermal insulation from blasting channel |
| RU2604549C1 (en) * | 2015-11-13 | 2016-12-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of determining moment of replacement of air tuyere of blast furnace with heat insulation of inner shell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA49344C2 (en) | 2003-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4442706A (en) | Probe and a system for detecting wear of refractory wall | |
| JPS58148061A (en) | Method for predicting breakout in continuous casting | |
| RU2243265C2 (en) | Method of detection of burn-out in cooled thermal unit | |
| NL7906462A (en) | SYSTEM FOR DETERMINING LEAKS OF THE COOLANT IN BLOW PIPES OF A MAIN OVEN. | |
| JP3387366B2 (en) | Judging method of melting progress in arc furnace | |
| RU2241186C1 (en) | Method for controlling and automatic control of stability of forming of slag lining in wall-adjacent layer of furnace | |
| JP4707635B2 (en) | Method and apparatus for monitoring the bottom of melting furnace | |
| US1784420A (en) | Continuous iron-temperature recorder | |
| KR100544237B1 (en) | Howling measuring device of thermal power boiler | |
| CN218444198U (en) | Novel heating furnace temperature measuring device | |
| JP2002090224A (en) | Thermometer abnormality detection method and abnormality detection device | |
| Saha et al. | Spatially distributed temperature sensing applications in steelmaking utilizing fiber optic based Rayleigh OFDR technology | |
| JP2002013881A (en) | Slag level detection method and lance height control method based thereon | |
| JPH055117A (en) | Method for detecting melt level in a metallurgical refining vessel | |
| JPH11229014A (en) | Blast furnace hearth temperature detecting means and blast furnace operating method using this temperature detecting means | |
| JP2025517383A (en) | Method and apparatus for detecting water leaks in metallurgical melting furnaces - Patents.com | |
| JPH01212716A (en) | Instrument for detecting upper heat of molten steel in secondary refining furnace | |
| JPH08271153A (en) | Method and device for detecting water leakage in heating equipment | |
| RU2299910C2 (en) | Method for controlling condition of blast-furnace hearth lining | |
| JPH0238932A (en) | Continuous temperature measuring method for molten metal | |
| JPH03223658A (en) | Method for monitoring surface state of refractory material and repairing-time judging apparatus for refractory material | |
| JPH10280020A (en) | Smelting reduction operation method | |
| SU1129241A1 (en) | Method for controlling and removing crust from chilled elements of gas removal duct of converter | |
| JP4291764B2 (en) | Blast furnace operation method | |
| JP2024029910A (en) | Blast furnace gas flow determination method, blast furnace equipment, and blast furnace operating method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091105 |