高炉炉衬烧损连续检测方法技术

一种连续检测高炉炉衬烧损的传输线方法，采用一组长度不同的耐高温导电传输线，埋入被检测的高炉炉衬中，每根传输线连接１个固态继电器，这些继电器受单片微机最小系统控制并按顺序动作，循环检测每根传输线的“通”、“断”状态，传输线的“通”、“断”状态，转换成数字信号送入外设计算机系统，从而确定炉衬烧损到达的位置，编制模糊控制应用软件，使外设计算机系统进一步提高测量精度并保证测量的连续性。该方法具有简便、可靠、可实施于包括有铁水的炉缸，炉底在内的高炉任何部位的特点，不仅可以监控高炉运行，而且还可以预测高炉寿命。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量方法，特别是一种对高炉炉衬烧损状况连续检测的自动检测方法。高炉炉衬烧损状态的连续准确检测，对指导高炉操作，提高炼铁效率保证生产安全和延长高炉寿命，都有重要意义。为了解决高炉炉衬烧损状态的连续检测问题，国内外常采用的方法有热电偶方法，超声方法，TDR(TIME DOMAIN REFLECTION)方法。热电偶方法简便，但测量精度较低，检测范围有限且故障率较高，超声方法和TDR方法虽然测量精度较高，但设备较复杂，维护量较大且不能用于炉缸、炉底有铁水的部位。参阅美国专利4,269,397.May 26，1981，METHOD FOR MEAS-URI NG THE THICKNESS OF A REFRACTORY IN A METALLURGICAL APPARATUS(冶炼炉耐火炉衬厚度检测方法)描述了TDR方法；美国专利4,510,793，Apr.16，1985，METHOD OF MONITORING THE WEAR OF A REFRACTORY LINING OFA METALLURGICAL FURNACE WALL(冶炼炉耐火炉衬烧损检测方法)描述了超声方法；中国专利94228802.5，高炉炉衬厚度检测仪，描述了超声方法的检测仪。为了克服上述问题，本专利技术设计了一种连续检测高炉炉衬烧损状态的传输线方法。它采用一组长度不同的耐高温导电传输线，以其“通”、“断”作为状态信号，组成简便、可靠的传输线传感器埋设在高炉体内，即在水平方向每一层埋设4-16点，在垂直方向埋设2-8层。所有传输线传感器的输出信号经屏蔽电缆连接于外设计算机系统，外设计算机系统实时绘制出反映整个炉体炉衬状态的纵、横剖面图，又可予测炉体寿命。本专利技术的目的是提供一种简便、可靠，设备维护量少，有足够测量精度并能适用于高炉任何部位的。本专利技术是采用这样的方法实现的采用一组长度不同的耐高温导电传输线，以其“通”、“断”作为状态信号，组成简便、可靠的8-64套传输线传感器埋设在高炉体内，即在水平方向每一层埋设4-16点，在垂直方向埋设2-8层，所有传输线传感器的输出信号经屏蔽电缆连接于外设计算机系统，外设计算机系统实时绘制出反映整个炉体炉衬运行的纵、横剖面图，既可监视炉体运行状态，又可予测炉体寿命。随着炉衬烧损，传输线从最长到最短，将依次被烧断。因此，只要测得被烧断的传输线的序号，即知炉衬烧损到达的位置。这时检测精度为相邻两根传输线的埋设长度之差Δlm。一般高炉炉身以上部位的炉衬厚度为500-800mm，按800mm计，如采用8根传输线且均匀分布，则两根相邻传输线的埋设长度之差为Δlm＝100mm，这个测量精度是较低的。如采用64根传输线且均匀分布，则两相邻传输线的埋设长度之差为Δlm＝12.5mm，这个测量精度对炉衬烧损检测是足够高的。但这时设备变的复杂、传感器体积变大，安装麻烦，可靠性下降。为此本专利技术采用外设计算机系统和编制模糊控制应用软件，对相当于Δlm范围内的炉衬烧损，进行连续模糊予测，仅用8根传输线且均匀分布的情况下，对800mm厚的炉衬烧损实施连续检测，其检测精度可达到±20mm或更高。在分析高炉炉衬烧损规律和总结经验事实的基础上，可建立如下予测烧损的数学模型。是从第m号传输线到m+1号传输线之间的炉衬烧损速率， 是前一阶段已测得的，从第m-1号传输线到第m号传输线之间的炉衬烧损速率。Cm是经验函数且与炉型和传感器在炉体上的埋设位置有关，Km是水平位置函数，一般Km≤1，且m越大，则Km越小，这是因为m越大，越靠近炉体的冷却壁，炉衬烧损速率减慢的缘故。∮m是同一层不同部位的类同函数，一般∮m＝1，这是因为同一层炉衬处于相同的环境，各部位炉衬应该有大致相同的烧损速率。但当同一层某一个部位的烧损速率大于模糊运算所予测的烧损速率时，应立即调整其它部位的∮m，令其∮m≥1；当同一层所有部位的烧损速率都低于模糊运算所予测的烧损速率时，应立即调整所有部位的∮m，令其∮m≤1。而Km和∮m的调整深度，采用模糊数学方法。这是1个连续不断的自调整过程。第一阶段的烧损速率 是纯实测值，无任何调整。此后第二阶段开始模糊控制即起作用，随着m值增大，即随着时间的推移和调整次数的增多，Km和∮m所修正的烧损速率越来越接近实际状态，烧损予测结果越来越精确，以致可以相当准确地予测今后一年甚至数年的炉衬烧损趋势，从而可以予测炉体寿命。这是其它方法所不具备的本方法的优点。以上是传输线断路方法，即传输线的初始状态为“通”，随着炉衬烧损而发生变化后的状态为“断”。但对炉缸、炉底有铁水的部位，因铁水是良导体，所以采用传输线短路法，即传输线的初始状态为“断”，随着炉衬烧损而发生变化后的状态为“通”，状态为“通”的传输线，其序号即代表炉衬烧损到达的位置。传输线之间的电绝缘是这样解决的。采用特制的耐高温、耐磨损的高纯氧化铝套管，套管上予留可以插入传输线的小孔。设计几种不同长度的高纯氧化铝套管，将传输线插入相应的予留小孔并用高温无机胶粘剂粘牢和密封。单片微机最小系统up，设计有n个信号输入口P0，Pl，…Pn，可连接n根导电传输线L0，L1，L2，…Ln，还有n个控制输出口A0，A1，…An，可以控制与n根导电传输线对应相连的n个继电器RL0，RL1，…RLn，在单片微机最小系统uP的指令控制下，继电器按顺序接通。当RLm接通时，uP测试对应输入口Pm，确认与之相连的传输线Lm是“通”还是“断”，即Lm是否与电源Vc接通。因炉衬烧损是缓慢过程，所以对传输线的循环测试不必很频繁，循环测试周期可规定为1秒或者更长。但继电器的接通时间应限制很短，以便节省电源。由于继电器长期处于频繁动作状态，所以必须选用寿命长，工作频率高，无电触点的固态继电器。单片微机最小系统uP，还有一个光电隔离和可驱动长线的通讯输出口SIG，将表征炉衬烧损到达位置的传输线序号，转换成标准通讯编码信号，经3芯屏蔽电缆连接到与炉体相隔较远的机房内的外设计算机系统，相隔距离不大于500m，3芯屏蔽电缆的1根是信号通讯线SIG，另两根是+5V电源线Vc和地线GND。1个单片微机最小系统uP、n根导电传输线及其高纯氧化铝套管、n个固态继电器和1根3芯屏蔽电缆，组成1套传输线传感器。8-64套传输线传感器埋设在高炉炉体上，每一套传输线传感器的输出信号经过3芯电缆均接到多路信号接口机。多路信号接口机，是一个多路选择器，有64个输入口和1个输出口，定时按顺序输出64套传输线传感器的输出信号，接入外设计算机系统的RS232输入口。外设计算机系统接收8-64套传输线传感器的输出信号，借助模糊控制应用软件，实时绘制出反映整体炉体炉衬烧损状态的纵、横剖面图并随时予报炉体寿命。炉衬烧损情况的数据，按日、按月、按年存入软盘，建立一座高炉整个寿命期内的技术档案，做为不断改进和完善模糊控制应用软件的宝贵的经验材料。本专利技术与现有技术相比，具有简便可靠，设备维修量少，功能多且不受应用部位限制的优点。该方法可应用于高炉的炉身、炉缸、炉底所有部位的炉衬烧损检测和炉体寿命予测，也可用于玻璃窖、水泥窖等高温炉耐火炉衬的烧损检测和炉体寿命予测。对本专利技术的具体实施方法及实施例由以下附图给出。附图说明图1是本专利技术的整体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对高炉炉衬烧损连续检测方法，其特征在于：它采用一组长度不同的耐高温导电传输线，以其“通”、“断”作为状态信号，组成简便、可靠的８－６４套传输线传感器埋设在高炉体内，即在水平方向每一层埋设４－１６点，在重直方向埋设２－８层，所有传输线传感器的输出信号经屏蔽电缆连接于外设计算机系统，外设计算机系统实时绘制出反映整个炉体炉衬运行的纵、横剖面图，既可监视炉体运行状态，又可予测炉体寿命。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢明熙，
申请(专利权)人：卢明熙，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]