一种铁沟寿命的快速评价方法与流程

1.本发明属于高炉炼铁技术领域，涉及一种铁沟寿命的快速评价方法。


背景技术：

2.现代高炉炼铁生产过程中，随着冶炼过程的连续进行，液态铁水和液态渣必须通过铁口及时排出炉外。在出渣铁的过程中，液态的高温渣铁必然对铁沟产生冲刷和侵蚀。铁沟在一个大修服役周期内，会经历多次冲刷和侵蚀，导致铁沟寿命不断降低。
3.而目前对高炉铁沟的寿命主要判定服役时间，然而，在实际生产中由于出铁组织或其他突发因素，会出现某铁口服役时间未到，而出现铁沟侧面或底部烧穿的事故，高炉被迫慢风处理或紧急休风，不但打乱炉内的正常冶炼节奏，而且给生产带来很大的安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种铁沟寿命的快速评价方法，该一种铁沟寿命的快速评价方法为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种铁沟寿命的快速评价方法，包括如下步骤：
5.步骤一：引入铁沟服役时间因子a，铁沟通铁量因子b，铁沟耐材侵蚀因子c，其中a＝t/t0，b＝m/m0,c＝l/l0，t0为铁沟允许最长服役时间，m0为铁沟允许最大通铁量，l0为铁沟初始厚度；并分别设定服役时间因子上限a
max
,通铁量因子上限b
max
，铁沟耐材侵蚀因子上限c
max
；
6.步骤二：(1)每次出铁开始开启铁口时，铁口指的是高炉出铁的孔道，记录的开口时间t
i1
，每次出铁结束关闭铁口时，记录的堵口时间t
i2
，统计铁沟累计出铁时间t，由下式计算得到：
[0007][0008]
记录第i炉铁的出铁量mi，统计铁沟累计通铁量m，由下式计算得到：
[0009][0010]
其中i表示出铁炉次，n表示铁口出铁炉数，t的单位是h，m的单位是t；
[0011]
(2)定期用三维激光扫描仪测量铁沟耐材形貌，并计算得到侵蚀最严重部位的侵蚀量li；统计相邻两次测量之间的差值l，l单位为mm，
[0012]
l＝f(l1，l2，
…
，li)
[0013]
步骤三：当每次出铁结束时、三维激光扫描仪测量结束时，若a≥a
max
、b≥b
max
或c≥c
max
，则停止使用铁沟。
[0014]
优选的，所述n表示铁口出铁炉数，从铁沟浇筑或检修后开始计算次数，可以首次使用后开始统计；也可以检修完成后使用开始统计，满足不同需求。
[0015]
优选的，所述三维激光扫描仪的型号为faros350plus。
[0016]
优选的，所述铁沟允许最大通铁量m0通过统计其多次服役周期内的通铁量的计算平均值得到；所述铁沟允许最长服役时间t0通过统计其多次服役周期的服役时间计算平均值得到。
[0017]
优选的，所述步骤一至三中数据统计计算及判定基于计算机控制。
[0018]
有益效果：本发明提供的方法既考虑铁沟的服役时间，又考虑累计通铁量，也考虑铁沟耐材的侵蚀情况，该方法能够更加快速而科学对铁沟寿命进行评价，高炉操作人员只需随时查看评价结果，即可确定铁沟是否需要检修处理；而且能够通过计算机自动化统计，无需人工计算或干预。
附图说明
[0019]
图1为铁沟侵蚀前示意图；
[0020]
图2为铁沟侵蚀后示意图；
具体实施方式
[0021]
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0022]
本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
[0023]
实施例1：
[0024]
参考图1-2，本发明提供一种技术方案，一种铁沟寿命的快速评价方法，包括如下步骤：
[0025]
步骤一：引入铁沟服役时间因子a，铁沟通铁量因子b，铁沟耐材侵蚀因子c，其中a＝t/t0，b＝m/m0,c＝l/l0，t0为铁沟允许最长服役时间，m0为铁沟允许最大通铁量，l0为铁沟初始厚度；
[0026]
并分别设定服役时间因子上限a
max
,通铁量因子上限b
max
，铁沟耐材侵蚀因子上限c
max
；可以根据实际生产对生产组织、上下游设备检修匹配、安全生产与环保方面要求的具体情况，灵活确定确定因子上限。
[0027]
步骤二：(1)每次出铁开始开启铁口时，记录的开口时间t
i1
，每次出铁结束关闭铁口时，记录的堵口时间t
i2
，统计铁沟累计出铁时间t，由下式计算得到：
[0028][0029]
记录第i炉铁的出铁量mi，统计铁沟累计通铁量m，由下式计算得到：
[0030][0031]
其中i表示出铁炉次，n表示铁口出铁炉数，t的单位是h，m的单位是t；
[0032]
(2)定期用三维激光扫描仪测量铁沟耐材形貌，并计算得到侵蚀最严重部位的侵蚀量li；统计相邻两次测量之间的差值l，l单位为mm，
[0033]
l＝f(l1，l2，
…
，li)
[0034]
步骤三：当每次出铁结束时、三维激光扫描仪测量结束时，若a≥a
max
、b≥b
max
或c≥c
max
，则停止使用铁沟。
[0035]
进一步地，n表示铁口出铁炉数，从铁沟浇筑或检修后开始计算次数。
[0036]
进一步地，三维激光扫描仪的型号为faros350plus。
[0037]
进一步地，铁沟允许最大通铁量m0通过统计其多次服役周期内的通铁量的计算平均值得到；铁沟允许最长服役时间t0通过统计其多次服役周期的服役时间计算平均值得到。
[0038]
进一步地，步骤一至三中数据统计计算及判定基于计算机控制。
[0039]
实施例2：
[0040]
参考图1-2，在实施例1的基础上，步骤一：引入铁沟服役时间因子a，铁沟通铁量因子b，铁沟耐材侵蚀因子c，其中a＝t/t0，b＝m/m0,c＝l/l0，t0为铁沟允许最长服役时间，m0为铁沟允许最大通铁量，l0为铁沟初始厚度；
[0041]
铁沟允许最长服役时间t0，主要根据高炉铁沟历次服役时间的统计值，确定其平均值，作为安全运行的最长服役时间，统计其20个服役周期内的服役时间如下表1所示，计算得出平均值为900h，所以铁沟允许最长服役时间t0定为900h；
[0042]
表1 20个服役周期内的服役时间
[0043]
服役周期服役时间/h服役周期服役时间/h服役周期服役时间/h1905891015890291099171689638921090917904489011897189015895129081989368931390120902790614881
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[0044]
m0为铁沟允许最长服役时间，主要根据某高炉某铁沟历次服役时间内的通铁量统计值，确定其平均值，作为安全运行的最大允许通铁量，统计其20个服役周期内的通铁量如下表2所示，计算得出平均值为300000t，所以铁沟允许最长服役时间t0定为300000t；
[0045]
表2 20个服役周期内的通铁量
[0046]
服役周期通铁量/t服役周期服役时间服役周期通铁量/t1295000829460015310900230100093080001629650032860001029420017298000431350011298600183006005298500123041001929740063090001329310020296500731200014292500
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[0047]
铁沟初始厚度为300mm，所述铁沟初始厚度l0为300mm；
[0048]
并分别设定服役时间因子上限a
max
为1.05,通铁量因子上限b
max
为1.10，铁沟耐材侵蚀因子上限c
max
为0.65；
[0049]
步骤二：开始统计实际生产例1的实验统计数据，
[0050]
(1)每次出铁开始开启铁口时，记录的开口时间t
i1
，每次出铁结束关闭铁口时，记录的堵口时间t
i2
，统计铁沟累计出铁时间t，由下式计算得到：
[0051][0052]
记录第i炉铁的出铁量mi，统计铁沟累计通铁量m，由下式计算得到：
[0053][0054]
其中i表示出铁炉次，n表示铁口出铁炉数，t的单位是h，m的单位是t；
[0055]
(2)定期用三维激光扫描仪faros350plus测量铁沟耐材形貌，并计算得到侵蚀最严重部位的侵蚀量li；统计相邻两次测量之间的差值l，l单位为mm，
[0056]
l＝f(l1，l2，
…
，li)
[0057]
将步骤二中采集的数据分为10个固定时间段进行统计，结果见下表：
[0058]
表3 实际生产例1各个时间段的统计量
[0059]
时间段实际服役时/h铁沟通铁量/t铁沟耐材侵蚀量/mm固定时间段193270005固定时间段294271008固定时间段3982800010固定时间段41002820013固定时间段5912730015固定时间段6952720015固定时间段7992730017固定时间段8932720020固定时间段9942740022固定时间段10932730025总计950274000150
[0060]
步骤三：根据表格数据可知，10个固定时间段总计的最终值与t0、m0、l0的比值，得出a＝1.056＞a
max
、b＝0.913＜b
max
、c＝0.500＜c
max
，由于其中铁沟服役时间因子a大于服役时间因子上限a
max
，判定为不安全，则停止使用铁沟，进行修理。
[0061]
实施例3：
[0062]
参考图1-2，在实施例2步骤一的基础上，进行步骤二：开始统计实际生产例2的实验统计数据，按照步骤二的方法统计数据，
[0063]
将步骤二中采集的数据分为10个固定时间段进行统计，结果见下表：
[0064]
表4 实际生产例1各个时间段的统计量
[0065]
时间段实际服役时/h铁沟通铁量/t铁沟耐材侵蚀量/mm固定时间段191260008固定时间段2922710012固定时间段3902650014固定时间段4972680015固定时间段5912630021固定时间段6942720020固定时间段7952700022固定时间段8932720024固定时间段9882640029固定时间段10892650035总计920267000200
[0066]
步骤三：根据表格数据可知，10个固定时间段总计的最终值与t0、m0、l0的比值，得出a＝1.022＜a
max
、b＝0.890＜b
max
、c＝0.667＞c
max
，由于其中铁沟服役时间因子a大于服役时间因子上限a
max
，判定为不安全，则停止使用铁沟，进行修理。
[0067]
实施例4：
[0068]
参考图1-2，在实施例2步骤一的基础上，进行步骤二：开始统计实际生产例3的实验统计数据，按照步骤二的方法统计数据，
[0069]
将步骤二中采集的数据分为10个固定时间段进行统计，结果见下表：
[0070]
表5 实际生产例3各个时间段的统计量
[0071]
时间段实际服役时/h铁沟通铁量/t铁沟耐材侵蚀量/mm固定时间段195335008固定时间段2923290010固定时间段3983520010固定时间段4993560015固定时间段5913160016固定时间段6953480015固定时间段7953280021固定时间段8913350026固定时间段9893150029固定时间段10953360030总计940335000180
[0072]
步骤三：根据表格数据可知，10个固定时间段总计的最终值与t0、m0、l0的比值，得出a＝1.044＜a
max
、b＝1.117＞b
max
、c＝0.600＜c
max
，由于其中铁沟通铁量因b大于铁沟通铁量因上限b
max
，判定为不安全，则停止使用铁沟，进行修理。
[0073]
实施例5：
[0074]
参考图1-2，在实施例2步骤一的基础上，进行步骤二：开始统计实际生产例4的实验统计数据，按照步骤二的方法统计数据，
[0075]
将步骤二中采集的数据分为10个固定时间段进行统计，结果见下表：
[0076]
表6 实际生产例4各个时间段的统计量
[0077]
时间段实际服役时/h铁沟通铁量/t铁沟耐材侵蚀量/mm固定时间段190285006固定时间段299304009固定时间段3942950010固定时间段4932960015固定时间段5912860016固定时间段6952990015固定时间段7892790018固定时间段8942870020固定时间段9922840022固定时间段10932850029总计930290000160
[0078]
步骤三：根据表格数据可知，10个固定时间段总计的最终值与t0、m0、l0的比值，得出a＝1.033＜a
max
、b＝0.967＜b
max
、c＝0.533＜c
max
，由于均小于因子上限，因此在运行930小时判定为安全，可以继续使用，但是数值已经接近上限，所以需要在后续使用过程中加强监测。
[0079]
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种铁沟寿命的快速评价方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：引入铁沟服役时间因子a，铁沟通铁量因子b，铁沟耐材侵蚀因子c，其中a＝t/t0，b＝m/m0,c＝l/l0，t0为铁沟允许最长服役时间，m0为铁沟允许最大通铁量，l0为铁沟初始厚度；并分别设定服役时间因子上限a
max
,通铁量因子上限b
max
，铁沟耐材侵蚀因子上限c
max
；步骤二：(1)每次出铁开始开启铁口时，记录的开口时间t
i1
，每次出铁结束关闭铁口时，记录的堵口时间t
i2
，统计铁沟累计出铁时间t，由下式计算得到：记录第i炉铁的出铁量m
i
，统计铁沟累计通铁量m，由下式计算得到：其中i表示出铁炉次，n表示铁口出铁炉数，t的单位是h，m的单位是t；(2)定期用三维激光扫描仪测量铁沟耐材形貌，并计算得到侵蚀最严重部位的侵蚀量l
i
；统计相邻两次测量之间的差值l，l单位为mm，l＝f(l1，l2，
…
，l
i
)步骤三：当每次出铁结束时、三维激光扫描仪测量结束时，若a≥a
max
、b≥b
max
或c≥c
max
，则停止使用铁沟。2.根据权利要求1所述的一种铁沟寿命的快速评价方法，其特征在于：所述n表示铁口出铁炉数，从铁沟浇筑或检修后开始计算次数。3.根据权利要求1所述的一种铁沟寿命的快速评价方法，其特征在于：所述三维激光扫描仪的型号为faros350plus。4.根据权利要求1所述的一种铁沟寿命的快速评价方法，其特征在于：所述铁沟允许最大通铁量m0通过统计其多次服役周期内的通铁量的计算平均值得到；所述铁沟允许最长服役时间t0通过统计其多次服役周期的服役时间计算平均值得到。5.根据权利要求1所述的一种铁沟寿命的快速评价方法，其特征在于：所述步骤一至三中数据统计计算及判定基于计算机控制。

技术总结
本发明公开了一种铁沟寿命的快速评价方法，属于高炉炼铁技术领域，引入铁沟服役时间因子，铁沟通铁量因子，铁沟耐材侵蚀因子，统计累计出铁时间、累计通铁量以及侵蚀量，通过根据实际生产需要决定因子上限，进行比值评价；本专利的评价方法，既考虑铁沟的服役时间，又考虑累计通铁量，也考虑铁沟耐材的侵蚀情况，该方法能够更加快速而科学对铁沟寿命进行评价，高炉操作人员只需随时查看评价结果，即可确定铁沟是否需要检修处理。确定铁沟是否需要检修处理。确定铁沟是否需要检修处理。


技术研发人员：朱明华 王伟 杜屏 唐满发
受保护的技术使用者：张家港宏昌钢板有限公司 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司
技术研发日：2022.01.10
技术公布日：2022/3/8