高爐冷卻水定位檢漏儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高爐冷卻水檢測儀器，特別涉及高爐多功能冷卻水定位檢漏儀。
【背景技術(shù)】
[0002]在世界鋼鐵生產(chǎn)中，由高爐冶煉的生鐵占總產(chǎn)鐵量的97%以上，盡管直接還原和熔融還原技術(shù)有了很大的發(fā)展，但其生產(chǎn)能力還不能滿足需要，21世紀(jì)還是以高爐煉鐵為主。
[0003]高爐的生產(chǎn)安全性、連續(xù)性、可持續(xù)性是各冶煉單位經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。高爐長壽的關(guān)鍵取決于高爐本體的長壽。高爐本體冷卻方式的選擇、冷卻設(shè)備的設(shè)計(jì)安裝以及高爐生產(chǎn)的操作維護(hù)是影響高爐本體長壽的決定因素。
[0004]高爐包括高爐爐殼、爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸、爐底、爐基、爐襯、爐喉護(hù)板和高爐冷卻設(shè)備。
[0005]現(xiàn)代化高爐廣泛使用焊接的鋼板爐殼，作用是固定冷卻設(shè)備，保證高爐砌體牢固，密封爐體，有的還承受爐頂載荷。
[0006]爐殼外形尺寸應(yīng)與高爐內(nèi)型、爐體各部厚度、冷卻設(shè)備結(jié)構(gòu)形式相適應(yīng)。
[0007]爐喉位于高爐本體的最上部分，呈圓筒形。爐喉既是爐料的加入口，也是煤氣的導(dǎo)出口。
[0008]爐身為高爐鐵礦石間接還原的主要區(qū)域，呈圓錐臺(tái)簡稱圓臺(tái)形，由上向下逐漸擴(kuò)大，用以使?fàn)t料在遇熱發(fā)生體積膨脹后不致形成料拱，并減小爐料下降阻力。
[0009]爐身角的大小對爐料下降和煤氣流分布有很大影響。
[0010]爐腰為高爐直徑最大的部位。它使?fàn)t身和爐腹得以合理過渡。
[0011]爐腹為高爐熔化和造渣的主要區(qū)段，呈倒錐臺(tái)形。為適應(yīng)爐料熔化后體積收縮的特點(diǎn)，其直徑自上而下逐漸縮小，形成一定的爐腹角。
[0012]爐缸為高爐燃料燃燒、渣鐵反應(yīng)和貯存及排放區(qū)域，呈圓筒形。出鐵口、渣口和風(fēng)口都設(shè)在爐缸部位，因此它也是承受高溫煤氣及渣鐵物理和化學(xué)侵蝕最劇烈的部位。
[0013]爐底為高爐爐底砌體不僅要承受爐料、渣液及鐵水的靜壓力，而且受到1400?4600°C的高溫，只有砌體表面溫度降低到它所接觸的渣鐵凝固溫度，并且表面生成渣皮(或鐵殼)，才能阻止其進(jìn)一步受到侵蝕，所以必需對爐底進(jìn)行冷卻，通常采用風(fēng)冷或水冷。
[0014]爐基的作用是將所集中承擔(dān)的重量按照地層承載能力均勻地傳給地層。高爐爐襯組成高爐的工作空間，并起到減少高爐熱損失、保護(hù)爐殼和其它金屬結(jié)構(gòu)免受熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕的作用。
[0015]爐襯是用能夠抵抗高溫作用的耐火材料砌筑而成的。
[0016]爐喉在爐料頻繁撞擊和高溫的煤氣流沖刷下，工作條件十分惡劣，維護(hù)其圓筒形狀不被破壞是高爐上部調(diào)節(jié)的先決條件。為此，在爐喉設(shè)置保護(hù)板(鋼磚)。高爐爐襯內(nèi)部溫度高達(dá)1400°C，一般耐火磚都要軟化和變形。
[0017]高爐冷卻裝置是為延長磚襯壽命而設(shè)置的，用以使?fàn)t襯內(nèi)的熱量傳遞出動(dòng)，并在高爐下部使?fàn)t渣在爐襯上冷凝成一層保護(hù)性渣皮，按結(jié)構(gòu)不同，高爐冷卻設(shè)備大致可分為:外部噴水冷卻、風(fēng)口渣口冷卻、冷卻壁、冷卻板、冷卻水箱以及風(fēng)冷(水冷)爐底等裝置。
[0018]目前按結(jié)構(gòu)不同，高爐冷卻設(shè)備大致可分為:外部噴水冷卻設(shè)備、風(fēng)口渣口冷卻設(shè)備、冷卻壁、冷卻板、冷卻水箱以及風(fēng)冷(水冷)爐底等裝置。
[0019]外部噴水冷卻裝置是在高爐爐身下部和爐腹可在爐殼外部安裝環(huán)形噴水環(huán)管進(jìn)行噴水冷卻。常用于高爐在爐役后期，當(dāng)冷卻壁被燒杯的情況下，進(jìn)行外部噴水冷卻以維持生產(chǎn)。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，對水質(zhì)要求不高。
[0020]冷卻壁和冷卻水箱:冷卻壁安裝在磚襯和爐殼之間，是內(nèi)部鑄有無縫鋼管的鑄件板。分為光面冷卻壁和鑲磚冷卻壁。冷卻水箱也叫冷卻板，是埋設(shè)在高爐磚襯內(nèi)的冷卻器，材質(zhì)為鑄鐵或鑄銅件。內(nèi)部為空腔式或鑄入水管等形式，通水冷卻。
[0021]爐底冷卻設(shè)備是在爐底下面進(jìn)行冷卻，是為了保護(hù)混凝土爐基，防止?fàn)t底燒穿，延長高爐一代壽命。它是在爐底耐火磚下面埋沒的無縫鋼管中通風(fēng)或通水進(jìn)行冷卻的。
[0022]風(fēng)口冷卻設(shè)備是高爐冶煉送風(fēng)所必需的設(shè)備。一般由大、中、小三個(gè)套組成。渣口冷卻設(shè)備是高爐放渣的設(shè)備，大高爐渣口由大套、二套、三套和小套共四個(gè)套組成。
[0023]高爐冷媒體載體的冷卻壁是構(gòu)成高爐的重要部分之一。其主要作用是有效地保護(hù)爐殼，就是在冷卻傳熱的條件下，保證在爐殼前構(gòu)成一道由冷卻壁、渣皮形成的屏障，避免煤氣、爐料、鐵水與爐殼直接接觸，同時(shí)降低爐殼溫度，保證爐殼鋼板在熱應(yīng)力的溫度范圍內(nèi)不變形、不開裂，從而維持高爐正常生產(chǎn)。冷卻壁不但承受高溫，且要承受爐料的磨損、熔渣的侵蝕和爐氣流的沖刷，故要求其具備良好的熱強(qiáng)度、抗氧化生長、耐熱沖擊、抗急冷急熱不裂等綜合性能。
[0024]生產(chǎn)實(shí)踐證明，現(xiàn)代高爐一代爐役的壽命已不再取決于機(jī)械、電器、自動(dòng)化設(shè)備和爐缸、爐底耐火材料的損壞、侵蝕程度，而主要取決于高爐冷卻壁的壽命。現(xiàn)代化高爐隨著冶煉強(qiáng)度不斷提高，在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量增加，高爐內(nèi)襯和冷卻壁承受的熱流強(qiáng)度也相應(yīng)增加。要在單位時(shí)間內(nèi)把熱量迅速傳遞出去，必須靠冷卻壁的有效冷卻。如果發(fā)現(xiàn)冷卻壁破損而不采取有效措施，那么在有效的冷卻面積內(nèi)，傳遞出去的熱量就會(huì)減少，冷卻水就會(huì)出現(xiàn)局部沸騰，甚至有些冷卻壁表面的溫度瞬間會(huì)達(dá)到600°C?700°C，燒毀相臨的水管。高爐即使有磚襯，開爐不到一年，磚襯就會(huì)脫落，主要靠渣皮來保護(hù)冷卻壁，以后許多年真正起冷卻作用的還是冷卻壁，冷卻壁的好壞是影響一代爐齡的關(guān)鍵。
[0025]目前，國內(nèi)外高爐冷卻方式的選擇通常有3種常見方式，包括:
[0026](I)敞開式工業(yè)水循環(huán)冷卻:工業(yè)水冷卻的優(yōu)點(diǎn)是冷卻系統(tǒng)投資少，操作簡單，缺點(diǎn)是耗水、耗電多，而且水質(zhì)未進(jìn)行過處理，容易在冷卻系統(tǒng)結(jié)垢，造成系統(tǒng)冷卻不良，冷卻器燒壞。工業(yè)水循環(huán)冷卻在早期冶煉高爐比較常見，目前國內(nèi)高爐設(shè)計(jì)比較忌諱采用工業(yè)水冷卻方式。
[0027](2)汽化冷卻:汽化冷卻靠軟水的汽化潛熱工作，可節(jié)約大量的軟水，并且不存在冷卻系統(tǒng)結(jié)垢問題。如果高爐生產(chǎn)順利，爐溫穩(wěn)定，汽化冷卻就可以在自然循環(huán)下工作，不僅節(jié)約用電，還不會(huì)因停機(jī)停電造成冷鄢系統(tǒng)缺水現(xiàn)象。汽化冷卻的缺點(diǎn)是冷卻系統(tǒng)溫度高，難以適應(yīng)高負(fù)荷的熱力波動(dòng)，容易使冷卻系統(tǒng)閥門管道破裂、腐蝕。
[0028](3)軟水密閉循環(huán)冷:采用軟水密閉循環(huán)冷卻可以消除結(jié)垢，提高冷卻效果，是延長冷卻設(shè)備壽命和高爐服役期限的有效措施。同時(shí)還能節(jié)省大量用水，減少能耗，降低成本。因此，作為一項(xiàng)新技術(shù)，在國內(nèi)外廣為應(yīng)用。但是，高爐軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)一旦發(fā)生泄漏或產(chǎn)生氣塞(局部過熱所致)而又不能及早發(fā)現(xiàn)肘，會(huì)使冷卻設(shè)備進(jìn)一步破損，并嚴(yán)重威脅高爐生產(chǎn)，甚至使高爐壽命縮短，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。
[0029]我國1958年開始，高爐爐體冷卻方式經(jīng)歷了由工業(yè)水冷卻、汽化冷卻到軟水密閉循環(huán)玲卻的過程。經(jīng)過各大設(shè)計(jì)院、鋼廠的應(yīng)用分析可知，目前，我國大型高爐冷卻壁采用汽化冷卻是不成功的。用工業(yè)水冷卻，雜質(zhì)較多，管道堵塞