磚襯厚度

我國高爐工作者早就希望有一種簡易方法測量高爐爐身磚襯剩餘厚度。我們在進行“延長爐身壽命的研究”課題過程中，也急需掌握高爐爐身磚襯侵蝕速度。為此，我們設計並製作了一種高爐爐身磚襯剩餘厚度監測裝置，於1985年4月在武鋼2號高爐第三代第一次中修時安裝到爐身磚襯中。

基本介紹

• 中文名：磚襯厚度
• 外文名：Brick lining thickness
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 安裝日期：1985年4月
• 目的：延長爐身壽命的研究

簡介

我國高爐工作者早就希望有一種簡易方法測量高爐爐身磚襯剩餘厚度。我們在進行“延長爐身壽命的研究”課題過程中，也急需掌握高爐爐身磚襯侵蝕速度。為此，我們設計並製作了一種高爐爐身磚襯剩餘厚度監測裝置，於1985年4月在武鋼2號高爐第三代第一次中修時安裝到爐身磚襯中。目前使用正常，可以直觀地測出磚襯侵蝕狀況，並為高爐操作者提供了一個判斷爐況和維護合理爐型的檢測手段。該裝置結構簡單，所測數據可靠。現對該裝置的結構、測定方法和使用效果進行介紹。

監測裝置

該裝置是一種精密型多頭熱電偶，它可以測出磚襯徑向的各點溫度波動情況.其結構是將數支熱電偶裝在一個保護套管內，每支電偶的長度不等，根據所需測量點位置而定。這種多頭熱電偶在2號高爐同一方位的不同高度上裝了三支。

該裝置判斷磚襯厚度的依據為:

①當磚襯逐漸被侵蝕至某一部位，該部位電偶露入爐內而被損壞;

②由於電偶燒斷之後能自動熔焊而重新顯示溫度，因此爐內端相鄰兩支電偶溫度接近，也表明該兩點間磚襯被侵蝕;

③一個時期內，當各點溫度保持穩定狀態，或保持相同的溫度梯度，說明磚襯也保持穩定而未被侵蝕。

使用情況

從1985年4月至1986年1月20日為試驗階段，測溫儀表未接到高爐操作室，採取到高爐附近定期測溫的辦法。通過這9個月的試用，證明該裝置可行，後將測厚裝置的測溫儀表安裝到高爐操作室，採用X W C-300型12點自動記錄溫度計一台，因多頭電偶的測溫點為14個，故其2, 3號的第一點均未接入儀表。從1986年2月20日開始投入高爐正常使用。5個月以來的使用情況表明，該裝置使用正常，磚襯溫度統計結果和試驗階段所測數據相吻合。

從多頭電偶所測的溫度來看，各測點溫度有明顯差別，且溫度梯度相對穩定。各支電偶的第一測點未損壞前，其溫度均未接近第二點溫度，由此判斷該處爐身磚襯侵蝕甚微，安裝多頭電偶方位的四塊冷卻壁的熱負荷都不高，這說明磚襯保存較好，測厚裝置所測厚度準確可靠。

爐身磚襯監測裝置的使用效果

1.判斷磚襯俊蝕狀況

從溫度曲線圖3、圖4可以看出:

(1)2號高爐從1985年4月19日開爐至11月18日7個月時間內，爐身磚襯侵蝕甚微或基本上未侵蝕;

(2)從11月18日開始，2號、3號裝置同時燒壞靠爐內端兩支電偶，1號裝置的第2,3兩點溫度相近，表明短時間內上下測點處的磚襯同時被侵蝕掉160-200mm，以後溫度又趨於穩定，磚襯的侵蝕也穩定下來。燒斷的電偶自動熔焊後，重新顯示的溫度值偏低;

(3)1986年3月20日，3號裝置的第3點電傭燒壞，表明此處磚襯己被侵蝕420mm;

(4)1986年3月26日，I號裝置的第3點電偶燒壞.4月19日1號裝里的第1, 2點電偶再次燒斷，冷卻壁表面溫度上升到350 C ,表明此處磚襯全部侵蝕光。

到目前為止，爐身剩餘磚襯厚度2號裝置處為320mm, 3號裝置處為470mm, 1號裝置處為0mm。

2.對保護爐身磚襯，維護合理護型延長護身壽命的作用

多頭電偶可測出磚襯內溢度的徑向分布， 1號、2號電偶部位為冷卻區，溫度分布曲線斜率較大且相近，3號裝置處為無冷卻區，磚襯較厚，磚襯內表面溫度較低，溫度分布曲線斜率較小.磚襯內表溫度隨磚襯的減薄有明顯的降低.開爐初期磚襯內表面溫度有時能超過1000℃，隨磚襯被侵蝕，內表面溫度降至500℃左右.可見磚襯溫度不因磚襯被侵蝕減薄而急劇升高，而主要取決於冷卻強度。

高爐粘土磚放在高溫顯微鏡下觀察，920℃即出現熔融相，可見磚襯在高於900℃條件下工作是不利的.2號高爐操作表明，根據多頭電偶所測的磚襯溫度，一方面全開冷卻水，另一方面採取抑制邊緣氣流，可以使高爐爐身磚襯溫度一般不大於1000℃，而且多數在900℃以下。這對保護磚襯、維護合理爐型有重要作用，不僅使磚襯免被高溫燒損，而且避開了最適宜鹼金屬富集的溫度( 900-1000 ℃ )，從而減輕鹼金屬的侵蝕。這是2號高爐爐身磚襯能在生產7個月之後侵蝕甚少的重要原因。

2號高爐在三代大修開爐後僅生產3個月，爐身磚襯就全部脫落。武鋼3號高爐曾通過測量熱負荷，判斷爐身中下部磚襯在投產後半年即被侵蝕光.國外採用粘土磚的爐身，其侵蝕速度一般也和3號高爐相近.而2號高爐中修後投產至今，已生產1年3個月，九、十段冷卻壁部位尚保留有部分磚襯，可見套用該多頭電偶並在操作上採取相應的護爐措施，對保護磚襯及延長其壽命、維護合理爐型、保持高爐穩產有明顯效果。

3.該裝皿對綜合判斷妒況有一定的輔助作用

多頭電偶的第一測溫點位於磚襯內表面，對邊緣爐料負荷變化反應較為敏感.因此，如果將其多點布陣，再與其它檢測手段相匹配，便能隨時對爐況作出比較迅速、準確的綜合判斷。

4.作為調節冷卻強度的依據

過去，通常根據水溫差和熱負荷調節冷卻強度.因熱負荷不能經常測量，水溫差受水量的影響，均不能準確、及時地為高爐操作者提供調節依據。測厚裝置可以將磚襯溫度過高及磚襯結厚等情況可靠地反映出來，因此根據磚襯溫度調節水量將更為準確、及時。

5.反映冷卻壁工作狀況

多頭電偶靠爐外測點安裝在冷卻壁表面位置，可以代表冷卻壁表面溫度。隨磚襯減薄，冷卻壁表面溫度逐漸升高，試驗中測得冷卻壁內表面溫度在磚襯完整時為150℃左右，一般不超過200 C，無磚襯而有渣皮時為300 ^-350 C，渣皮脫落時可超過400℃。

存在問題

(1)如用來判斷爐況，還需進一步摸索其規律。例如，1號多頭電偶所測溫度波動頻繁且波動幅度很大，最大達300℃。2,3號所測溫度波動很小，其原因是否由於氣流分布變化或因1號電偶正處於軟融帶，其溫度波動大而引起，目前尚不能定論。

(2)測量點太少，如果增加測量點，採用儀表測溫和記錄則需多台記錄儀和大量補償導線，如果改用計算機顯示溫度則簡單得多。

(3)據日本資料報導，此種多頭電偶採用觸發回響法推算磚襯剩餘厚度將更加準確，因此有必要進一步研究其測試方法。

總結

(1)爐身磚襯測厚裝置具有結構簡單、測量方法簡便、測量數據可靠、經濟適用等特點。用該裝置所測的磚襯溫度梯度分明且相對穩定，可以比較直觀地反映磚襯工作狀況和剩餘厚度。

(2)該裝置在武鋼2號高爐使用後，高爐操作者根據所測的磚襯溫度，採取相應的保護措施，控制磚襯溫度在1000℃以下，多數為900℃以下的較低溫度水平，對保護磚

襯、延長其使用壽命和高爐高產穩產有明顯的作用，與一般粘土磚爐身壽命相比，有效地延長了護身磚襯使用壽命，並具有較好的技術效果和經濟效益。

(3)該裝置除測磚襯厚度外，對邊緣氣流分布狀況，爐料負荷輕重及爐缸工作狀況反應較為敏感，因而為高爐操作者判斷爐況、調節爐況提供了一個很好的監測手段。

(4)該裝置所測溫度，可以反映冷卻壁的工作情況。