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高炉内衬耐火材料侵蚀层怎么判断

高炉耐火材料内衬的侵蚀破损直接会影响到高炉寿命,特别是炉缸和炉底耐火材料内衬的破损状况,它们是决定高炉一代炉役寿命的关键因素。因此,国内外对高炉耐火材料内衬工作状态的监测都极为重视,开发研制了许多形式和种类的炉衬监测装置,下表为目前国内外常用的监测方法。
1、同位素埋入法和热电偶法
随着热电偶监测无件的精度和使用寿命的提高,以及信号传输转换系统的集成化,热电偶温度监测技术已经日益成熟。现代大型高炉在炉缸炉底和炉腹及炉身部位的内衬,热电偶测温系统已经广泛应用。结合炉衬侵蚀数学模型,能够在线监测炉衬的温度场、推断炉衬侵蚀状态,是现代高炉长寿不可或缺的重要监测系统。
2.FMT传感器法
FMT传感器是日本神户钢铁公司开发的一种用于监测炉衬侵蚀的装置,我们也开发了类似的装置。在直径为22mm的套管内安装5个测温点,在热电偶与套管之间、热电偶之间用绝缘材料填充。这种FMT传感器结构紧凑,单个传感器具有多点测温及测量温度分布的功能,埋入炉身砌体内距砌体原始热面150mm,传感器前端随炉衬烧损而烧损,但其后部热电偶仍能正常工作,并可从5根热电偶烧损情况而推断砌体烧损程度。
3.触发响应法
触发响应法就是把接近炉衬内表面的温度作为触发信号,而沿炉衬不同厚度方向上各点在滞后一个时间后产生的相应温度变化为响应信号。触发响应法也是在FMT传感器法的基本上,结合数学模型计算的一种推测炉衬残余厚度的方法。此方法系统较为复杂,在大型高炉上应用并不广泛。
4.电阻法
电阻法在国内和国外均有使用,测量炉衬厚度的传感器是埋入炉衬的多个并联或串联电阻,也有的是一根整体的电阻棒,随着炉衬的侵蚀破损而使电阻变化,经计算机处理后可以显示出炉衬的残余厚度和图形。
5.炉墙热流强度法
炉墙热流强度法是通过直接测定通过耐火材料或冷却壁的热流强度来推断炉缸炉底内衬的侵蚀状态,由于高炉内部炉况变化而引起的热流强度变化比温度变化更为敏感,变化量也大,因此,这种方法用于监测炉衬侵蚀和破损也是可取的。目前,通过炉体冷却器的热流强度来监测炉体善已经得到较为广泛的应用,是一种适用可靠的炉体监测方式。
6.红外热成像仪法
利用红外摄像机或热卖传感器可以监测出整个高炉炉体中的温度异常部位,并将监测结果绘制成温度曲线,根据监测数值进行传热计算就可以推断出炉体各部位的侵蚀情况。
7.超声波测厚法
超声波测厚法是利用超声在固体介质中传播的原理进行测厚的一种方法。在一定温度下声波射入到炉衬进入炉内时,在炉衬与炉内两种异质界面上声波会反射回来。根据这一特点在高炉上将纵向脉冲式超声波垂直于炉衬射入,利用超声波在炉衬内入射和反射传播时间,求出炉衬的残余厚度。
8.冲击弹性波法
冲击弹性波炉衬厚度仪是由原日本钢管公司NKK研制的,它是一种应用冲击弹性波技术监测炉缸炉底炭砖厚度的传感器,以弥补热电偶法不能过于密集埋设热电偶、触发响应法只能监测炉衬厚度长时期变化等方面的不足。
其监测原理是:用锤子敲击被测量物体向其施加外力,所产生的冲击波一部分在大气中传播,被接收器转换为脉冲信号以确定测量的开始时刻;其余的冲击波在物体中进行传播,将其中某些频率放大后送往波形记忆装置,物体的厚度可以根据声速和所观察到的波形的反射时间计算出来。


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