專利名稱：高爐爐壁冷卻制度優(yōu)化模擬裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于高爐長壽技術領域，用于模擬高爐爐壁冷卻狀態(tài)，以研究高爐爐壁冷卻制度和冷卻效果，提高高爐的使用壽命。
背景技術：
為延長高爐爐齡，現(xiàn)普遍對高爐爐襯采用水冷，降低爐壁碳磚溫度，同時在爐壁內(nèi)部形成凝渣層，以延長高爐使用壽命。爐壁冷卻的方式有多種，比如水冷壁和爐壁灑水冷卻等。影響冷卻因素有很多，比如冷卻水流量、流速、水溫以及冷卻壁的結構等，在實際應用時，冷卻制度的制定都是憑經(jīng)驗確定，對該冷卻制度的優(yōu)劣難以評估。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種高爐爐壁冷卻制度優(yōu)化模擬裝置，以克服目前冷卻制度優(yōu)劣難以評估的問題，可用于評估高爐冷卻制度，以確定最佳冷卻方式。
如附圖所示，本裝置由進水管1、水池2、總閥門3、水泵4、分閥門5、流量計6、輸水管7、測溫計8、水泵9、測溫計10、回水池11、噴淋鐵殼12、試樣測試熱偶13、試驗爐(試樣)14、電阻爐15、爐溫熱偶16、電纜17、控制柜18、噴頭19組成。水池通過輸水管連接到噴頭，輸水管上順序安裝總閥門、水泵、分閥門、流量計和測溫計；其后是試樣，試樣的一端通過粘接劑與噴淋鐵殼緊密接觸，噴頭將冷卻水噴灑在鐵殼上對試樣進行冷卻，試樣的另一端伸入電阻爐爐膛進行加熱；熱電偶分布于試樣的內(nèi)部，通過補償導線與檢測儀表相連，控制柜通過電纜與電阻爐相連。試樣內(nèi)部的溫度分布由熱電偶測定，通過改變冷卻方式尋找最佳冷卻制度。
本裝置的最大特點是可通過改變爐溫來模擬不同爐壁厚度下的冷卻情況，其原理如下 q----通過試樣的熱流密度w/m2t熱----碳磚熱面溫度(近似等于實驗爐溫)℃；t30----碳磚內(nèi)部距冷面30mm處的溫度℃；s----實驗中碳磚實際厚度mm；s’----折合為生產(chǎn)中高爐爐壁碳磚厚度mm；1150----凝渣點溫度℃。
這樣，當實驗碳磚厚度s不變時，通過改變實驗爐溫來模擬實際高爐爐襯厚度的變化，從而可尋求各種爐襯厚度下的最佳冷卻制度。本模擬裝置，可用于評估高爐冷卻制度，以確定最佳冷卻方式。
冷卻水從蓄水池通過水泵、流量計送至水冷壁，水冷壁與碳磚的冷面緊密接觸，碳磚的另一面與電阻加熱爐相連，通過改變爐溫來模擬不同厚度爐壁的冷卻效果。固定熱面溫度，改變冷卻條件(冷卻方式、水溫、水量、水流速等)，記錄試樣各測溫點的溫度。改變熱面溫度并恒定不變，再改變冷卻條件(同步驟1)，尋找各爐襯厚度下的最佳冷卻方式。


圖1本實用新型裝置結構示意圖具體實施方式
下面根據(jù)圖1給出本發(fā)明一個較好實施例，并予以詳細描述，使能更好地理解本發(fā)明的結構特征和功能、特點。
請參閱圖1，如圖所示由蓄水池2的下方連接輸水管7，總閥門3、水泵4、分閥門5、流量計6、測溫計8布置在輸水管上，輸水管的另一端連接噴頭19，噴頭直徑分別有3mm、3.5mm、4mm和6mm四種，冷卻水經(jīng)噴頭灑在噴淋鐵殼12上，噴淋鐵殼的下面設置回水池11，回水池上設置測溫計11、水泵9，噴淋鐵殼由高溫粘接劑與試樣14緊密接觸。在試樣的頂部向下垂直打五個測溫孔，測溫孔的末端在試樣的中線上，測溫孔的直徑10mm，水平位置分別為(距噴淋鐵殼的距離)30mm、90mm、180mm、280mm和450mm，精密級K型試樣測試熱偶13插入測溫孔并固定，五支試樣測試熱偶通過補償導線連接到XMDA-16測溫儀表，該測溫儀表可對五點溫度循環(huán)顯示。試樣的另一端伸入硅碳棒電阻爐15的爐膛內(nèi)，試樣的周圍由耐火纖維絕熱。電阻爐通過爐溫熱偶16、電纜17與KSY-15-16型可控硅溫度控制柜18相連。
本發(fā)明的實施過程如下1、開啟電阻爐并控制適當爐溫，為實驗碳磚加熱，溫度設置分別為300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃。
2、蓄水池蓄水，開啟加熱裝置控制冷卻水溫。
3、選擇噴頭，噴頭直徑分別有3mm、3.5mm、4mm和6mm四種，在水流量相同的情況下不同的噴頭對應的水流速不同。
4、開啟水泵、閥門，通過流量計調(diào)節(jié)冷卻水的流量，水流量分別為900l/h、1100l/h、1300l/h、1400l/h、1500l/h、1600l/h。
5、保持各實驗參數(shù)恒定8小時，以使碳磚內(nèi)部溫度場達到穩(wěn)態(tài)。
6、固定熱面溫度，改變冷卻條件(冷卻方式、水溫、水量、水流速等)，記錄試樣各測溫點的溫度。
7、改變熱面溫度并恒定不變，再改變冷卻條件(同步驟1)，記錄試樣各測溫點的溫度。
8、對試樣內(nèi)部各測溫點的溫度進行分析，尋找在不同條件下的最佳冷卻方式。
權利要求1.一種高爐爐壁冷卻制度優(yōu)化模擬裝置，該裝置由進水管(1)、水池(2)、總閥門(3)、水泵(4)、分閥門(5)、流量計(6)、輸水管(7)、測溫計(8)、水泵(9)、測溫計(10)、回水池(11)、噴淋鐵殼(12)、試樣測試熱偶(13)、試驗爐(試樣)(14)、電阻爐(15)、爐溫熱偶(16)、電纜(17)、控制柜(18)、噴頭(19)組成，其特征為試驗爐(試樣)(14)的一端通過粘接劑與噴淋鐵殼(12)緊密接觸，噴淋鐵殼(12)的左上方是噴頭(19)，噴頭(19)水池通過輸水管(7)連接到水池(2)，輸水管(7)上順序安裝總閥門(3)、水泵(4)、分閥門(5)、流量計(6)和測溫計(8)，試驗爐(試樣)(14)的另一端伸入電阻爐(15)爐膛進行加熱；試樣測試熱偶(13)均勻分布在試驗爐(試樣)(14)的內(nèi)部，通過補償導線與檢測儀表相連，控制柜(18)通過電纜(17)與電阻爐(15)相連。
專利摘要一種高爐爐壁冷卻制度優(yōu)化模擬裝置，由進水管、蓄水池、總閥門、水泵、分閥門、流量計、輸水管、測溫計、回水池)、噴淋鐵殼、試樣測試熱偶、試驗爐(試樣)、加熱器、爐溫熱偶、電纜、控制柜組成，按功能該系統(tǒng)可分為冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、檢測及自動控制三個系統(tǒng)。冷卻水從蓄水池通過水泵、流量計送至水冷壁，水冷壁與碳磚的冷面緊密接觸，碳磚的另一面與電阻加熱爐相連，通過改變爐溫來模擬不同厚度爐壁的冷卻制度和冷卻效果，提高高爐的使用壽命。
文檔編號C21B7/10GK2732751SQ20042002676
公開日2005年10月12日 申請日期2004年4月30日 優(yōu)先權日2004年4月30日
發(fā)明者朱仁良, 金覺生, 姜偉忠, 劉燕春, 張西和, 陶衛(wèi)忠 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司, 安徽工業(yè)大學