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高炉料面径向测温系统开发研制与应用

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第一章前言

第二章高炉炉顶料面径向煤气测温系统的发展和应用

2.1高炉炉顶料面径向煤气测温系统的国内外发展概况

2.1.1日本发展情况

2.1.2德国情况

2.1.3前苏联情况

2.1.4我国情况

2.2高炉炉喉料面径向煤气温度探测器存在的问题

第三章几种探测器结构的试验

3.1箱形直梁式结构

3.2水冷绞接式结构

3.3斜插入式水冷却结构

第四章测温探测器材质的试验

4.1 Z30碳钢

4.2 1Cr18Ni9Ti不锈钢材料

4.2.1变应力的作用

4.2.2水及水温对破裂的作用

4.2.3蠕变脆性的影响

4.2.4煤气化环境中的腐蚀作用

4.2.5物料的冲刷磨损作用

第五章探测器新材料和流程的设计

5.1化学成份对不锈钢性能的影响

5.1.1碳的影响

5.1.2镍、铬元素的含量影响

5.1.3稀土元素在不锈钢中的作用及钴的作用

5.1.4新材料的高温性能

5.2系统流程的设计

5.2.1测温探测器

5.2.2 Bit-bus是一个采样传输中继站

5.2.3 IBM/PC机

5.3无水冷却式高炉料面径向煤气测温系统特点

5.3.1无水冷却式高炉料面径向煤气测温系统设计特点

5.3.2无水冷却式高炉料面上径向煤气测温系统创新点

第六章炉喉料面上径向煤气温度探测器在高炉上的应用

6.1高炉炉顶煤气测温装置在2000m3以上高炉上的应用

6.1.1装入不同炉料后的炉喉温度曲线

6.1.2悬料前后的煤气温度曲线

6.1.3炉喉截面上的煤气流分布

6.1.4判断合理的炉料分布

6.2高炉炉顶煤气温度测温装置在小高炉上的应用

6.2.1煤气流分布失常的分析

6.2.2预见高炉崩料及恢复炉况

6.2.3指导上、下部调剂

第七章结论

参考文献

致谢

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摘要

高炉是一个大型的逆流反应器,在高炉中上升的煤气流和下降的固体炉料之间不但进行着复杂的化学反应,还伴随着剧烈的传质和传热过程,并且高炉冶炼过程是在高温状态下进行的,过程参数大多不能直接观测。几十年来,人们一直致力于高炉现象的模拟和分析,以达到掌握炉况,控制高炉的目的。一个用于高炉控制的专家系统应能根据传感器的信息,对高炉状况做出迅速的分析、易为人接受的判断。如果需要随时间变化长期在操作环境下使用该系统,系统使用的信息传感器必须寿命长而且易于维护。本课题就是基于上述原因,找到一个切入点开发研制出检测高炉炉喉径向煤气温度的专用设备,它能够准确、快速地反映高炉料面上煤气流运动状态、能量利用状况及炉料分布不均、崩料、悬料等异常炉况将发生的征兆,可作为高炉操作人员判断高炉炉况的重要依据,同时也可以作为高炉专家系统必备的炉内检测信息采集数据源,通过计算机与其他信息一起经过处理,判断炉况,指导操作人员及时准确的进行高炉上、下部调剂,改善高炉稳定顺行条件,控制高炉煤气流最佳分布,提高煤气的能量利用,达到高炉增产降焦的目的。 本课题对目前国内外存在的测温装置结构进行了全面的分析、对探测器使用材质的物理化学性能进行比较、对探测器材质成分进行了诸多试验,从而找出最适合高炉炉喉的苛刻工作条件的材料,研制开发出耐高温、耐腐蚀、抗高温蠕变、耐磨抗冲击的“无水冷却高炉料面径向测温系统”,该装置摒弃了传统的水冷式结构,采用了无水冷却、Ni-Cr-Co钢复合材料和无焊缝的自锁式复合结构,在高炉内600℃以下长期运行,瞬间允许800-1000℃的高温。测试精度高,400℃时≤±1.5℃、600℃时≤±2.0℃、800℃≤±3.0℃,与温度探测单元配套的数据采集、传输单元的工业远程站以及数据处理、存储、输出单元的微机系统等工作稳定,实现人机对话。通过该装置在高炉上生产应用,能够及时、准确、快速反映高炉内煤气分布和炉内热能和化学能的利用情况,发现高炉运行不顺的征兆,高炉工作者可以根据数据及时调整操作参数,使高炉稳定顺行。该系统使用寿命达2-4年,与国外同类产品相比,寿命是它的2-4倍,造价仅为其1/5至1/10。而且该装置结构简单,维护方便,易于更换,达到了国际先进水平。

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